JP4872855B2 - Screw rotor processing method and processing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To process a workpiece with good precision even when a tool wears. <P>SOLUTION: A screw rotor processing method includes a tool path setting step for setting target tool path data for processing a workpiece (120) into a screw rotor shape, an NC data generation step for generating NC data for causing a tool (110) and the workpiece (120) to move by a processing apparatus (100) from a target tool path, and a processing step for processing the workpiece (120) with the tool (110) while causing the processing apparatus (100) to move the tool (110) and the workpiece (120) based on the NC data. The screw rotor processing method further includes a shape measurement step for measuring a shape of the workpiece (120) after completion of processing, and a tool path resetting step for calculating shape errors from a desired screw rotor shape based on the shape of the workpiece (120) after completion of processing, for resetting the target tool path based on the shape errors. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工方法及び加工装置に関するものである。   The present invention relates to a screw rotor processing method and a processing apparatus for processing a screw rotor of a screw compressor.

従来より、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、シングルスクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献1には、1つのスクリューロータと2つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が開示されている。   Conventionally, a single screw compressor has been used as a compressor for compressing refrigerant and air. For example, Patent Document 1 discloses a single screw compressor including one screw rotor and two gate rotors.

このシングルスクリュー圧縮機について、図16を参照しながら説明する。同図に示すように、スクリューロータ(440)は、概ね円柱状に形成されており、その外周部に複数条の螺旋溝(441)が刻まれている。ゲートロータ(450)は、概ね平板状に形成されており、スクリューロータ(440)の側方に配置されている。このゲートロータ(450)には、複数の長方形板状のゲート(451)が放射状に設けられている。ゲートロータ(450)は、その回転軸がスクリューロータ(440)の回転軸と直交する姿勢で設置され、ゲート(451)がスクリューロータ(440)の螺旋溝(441)と噛み合わされる。   This single screw compressor will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the screw rotor (440) is formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of spiral grooves (441) are carved on the outer peripheral portion thereof. The gate rotor (450) is generally formed in a flat plate shape, and is disposed on the side of the screw rotor (440). The gate rotor (450) is provided with a plurality of rectangular plate-shaped gates (451) radially. The gate rotor (450) is installed such that its rotation axis is orthogonal to the rotation axis of the screw rotor (440), and the gate (451) is engaged with the spiral groove (441) of the screw rotor (440).

図16には図示しないが、シングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータ(440)とゲートロータ(450)がケーシングに収容されており、スクリューロータ(440)の螺旋溝(441)と、ゲートロータ(450)のゲート(451)と、ケーシングの内壁面とによって圧縮室が形成される。スクリューロータ(440)を電動機等で回転駆動すると、スクリューロータ(440)の回転に伴ってゲートロータ(450)が回転する。そして、ゲートロータ(450)のゲート(451)が、噛み合った螺旋溝(441)の始端(同図における左端)から終端(同図における右端)へ向かって相対的に移動し、閉じきり状態となった圧縮室の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室内の流体が圧縮される。   Although not shown in FIG. 16, in the single screw compressor, the screw rotor (440) and the gate rotor (450) are accommodated in the casing, the spiral groove (441) of the screw rotor (440), and the gate rotor (450). ) And the inner wall surface of the casing form a compression chamber. When the screw rotor (440) is rotationally driven by an electric motor or the like, the gate rotor (450) rotates with the rotation of the screw rotor (440). Then, the gate (451) of the gate rotor (450) moves relatively from the start end (left end in the figure) to the end (right end in the figure) of the meshed spiral groove (441), and the closed state is reached. The volume of the compressed chamber is gradually reduced. As a result, the fluid in the compression chamber is compressed.

かかるシングルスクリュー圧縮機の一部を構成するスクリューロータ(440)は、特許文献2に示すような加工装置によって製造される。   A screw rotor (440) constituting a part of such a single screw compressor is manufactured by a processing apparatus as shown in Patent Document 2.

特許文献2に開示された加工装置は、工具を直交する3軸に沿って直進移動可能に支持する工具支持部と、ワークを2軸周りに回転可能に支持するワーク支持部とを備え、工具とワークとを3軸に沿って相対的に直進移動させると共に2軸周りに相対的に回転移動させながら、該ワークを該工具で加工してスクリューロータ(440)を製造する。
特開2002−202080号公報 米国特許第6122824号明細書
The processing apparatus disclosed in Patent Document 2 includes a tool support portion that supports a tool so as to be linearly movable along three orthogonal axes, and a work support portion that supports a workpiece so as to be rotatable about two axes. The workpiece is processed with the tool while the workpiece and the workpiece are relatively moved linearly along the three axes and are rotated relatively around the two axes to produce the screw rotor (440).
JP 2002-202080 A US Pat. No. 6,122,824

ところで、スクリューロータは、前述の如く、螺旋溝が形成された複雑な形状をしているため、ワークを加工する際には、ワーク及び工具を高い精度で相対移動させる必要がある。   By the way, since the screw rotor has a complicated shape in which a spiral groove is formed as described above, it is necessary to relatively move the workpiece and the tool with high accuracy when machining the workpiece.

しかしながら、加工装置によるスクリューロータの加工を継続していくと、やがて工具が摩耗する。工具が摩耗すると、切削抵抗が増大し、切削時に工具とワークとの間に作用する力も増大する。すると、切削時の工具及びワークの撓み具合が変化し、工具の移動経路が同一であっても、ワークに加工される螺旋溝の形状が異なることになる。つまり、工具の摩耗前後では、ワークに加工される螺旋溝の形状が異なる虞がある。   However, if the processing of the screw rotor by the processing device is continued, the tool will eventually wear out. As the tool wears, the cutting resistance increases, and the force acting between the tool and the workpiece during cutting also increases. Then, the degree of bending of the tool and the workpiece at the time of cutting changes, and the shape of the spiral groove processed into the workpiece is different even if the movement path of the tool is the same. That is, the shape of the spiral groove processed into the workpiece may be different before and after the tool is worn.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、工具が摩耗した場合であっても、ワークを精度良く加工することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to process a workpiece | work accurately, even when a tool is worn.

第1の発明は、工具(110)とワーク(120)とを相対移動させて該工具(110)でワーク(120)を加工する加工装置(100)を用いて、ワーク(120)をスクリュー圧縮機(1)のスクリューロータ(40)に加工するスクリューロータ加工方法が対象である。そして、所望のスクリューロータ形状に加工するための、ワーク(120)に対する工具(110)の目標工具経路を設定する工具経路設定工程と、前記目標工具経路から、前記加工装置(100)で前記工具(110)と前記ワーク(120)とをそれぞれ移動させるための数値データを作成する数値データ作成工程と、前記加工装置(100)が前記数値データに基づいて前記工具(110)と前記ワーク(120)とをそれぞれ移動させて、該工具(110)で該ワーク(120)を加工する加工工程と、加工完了後のワーク(120)の形状と前記所望のスクリューロータ形状との形状誤差を測定する形状誤差測定工程と、前記形状誤差測定工程で測定された形状誤差に基づいて目標工具経路を再設定する工具経路再設定工程とを含み、前記工具経路再設定工程は、前記形状誤差を、予めパターン化しておいた複数の形状誤差モードに分解すると共に、該各形状誤差モードの構成比率を求めるモード分解工程と、前記各形状誤差モードに対応させて予め用意しておいた修正値に該各形状誤差モードの構成比率を掛け合わせた値で元の目標工具経路を修正する修正工程とを含んでいるものとする。 In the first invention, the work (120) is screw-compressed by using the processing device (100) for processing the work (120) with the tool (110) by relatively moving the tool (110) and the work (120). The target is the screw rotor processing method that processes the screw rotor (40) of the machine (1). A tool path setting step for setting a target tool path of the tool (110) with respect to the workpiece (120) for processing into a desired screw rotor shape, and the tool by the processing device (100) from the target tool path. (110) and numerical data generation step for generating numerical data for moving the workpiece (120), respectively, and the machining device (100) is configured to use the tool (110) and the workpiece (120) based on the numerical data. ) Are moved to measure the shape error between the machining step of machining the workpiece (120) with the tool (110) and the shape of the workpiece (120) after the machining is completed and the desired screw rotor shape. the shape error measurement step, the shape error measurement step based on the measured shape errors in viewing including the tool path resetting step of resetting the target tool path, the tool rerouting process, the shape error In addition to decomposing into a plurality of pre-patterned shape error modes, a mode decomposing step for obtaining a composition ratio of each shape error mode, and a correction value prepared in advance corresponding to each shape error mode a correcting step for correcting the original target tool path at a value obtained by multiplying the composition ratio of each shape error mode shall have Nde free.

前記の構成の場合、加工完了後のワーク(120)の形状誤差を求めて、該形状誤差に基づいて目標工具経路を再設定することによって、次回以降のワーク(120)を高い加工精度で加工することができる。また、原点補正等の、前記数値データを単に平行移動させる補正ではなく、その基礎となる目標工具経路を再設定することによって、形状誤差が複雑であっても、該形状誤差に応じた目標工具経路、ひいては数値データを再設定することができる。 In the case of the above configuration, the shape error of the workpiece (120) after completion of machining is obtained, and the target tool path is reset based on the shape error, thereby machining the workpiece (120) on and after the next time with high machining accuracy. can do. Moreover, even if the shape error is complicated by resetting the target tool path that is the basis of the numerical value data, such as origin correction, which is not simply the translation of the numerical data, the target tool corresponding to the shape error route, Ru can be re-set and hence the numerical data.

記の構成の場合、求めた形状誤差から目標工具経路をそのまま修正するのではなく、形状誤差を複数の形状誤差モードに分解して各形状誤差モードの構成比率を求める。そして、各形状誤差モードにはそれぞれに対応した修正値が予め用意されており、該修正値と各形状誤差モードの構成比率とを掛け合わせた値を用いて元の目標工具経路を修正している。つまり、目標工具経路を始めから算出し直すのではなく、形状誤差を複数の形状誤差モードに分解し、その形状誤差モードに応じた修正値により元の目標工具経路を修正することによって、計算量を大幅に削減することができる。 For pre SL configurations, rather than directly modifying the target tool path from the determined shape error, by decomposing the shape error in a plurality of shape error mode seek the ratios of the shape error mode. Each shape error mode has a corresponding correction value prepared in advance, and the original target tool path is corrected using a value obtained by multiplying the correction value and the composition ratio of each shape error mode. Yes. In other words, instead of recalculating the target tool path from the beginning, the calculation error is calculated by decomposing the shape error into a plurality of shape error modes and correcting the original target tool path with a correction value corresponding to the shape error mode. Can be greatly reduced.

第2の発明は、第1の発明において、前記モード分解工程では、前記形状誤差を、前記形状誤差モードに対応する基底ベクトルの一次結合で近似することによって該形状誤差を複数の形状誤差モードに分解して該各形状誤差モードの構成比率を求めるものとする。 In a second aspect based on the first aspect, in the mode decomposition step, the shape error is approximated to a plurality of shape error modes by approximating the shape error with a linear combination of basis vectors corresponding to the shape error mode. The component ratio of each shape error mode is obtained by decomposition .

第3の発明は、第1の発明において、前記工具経路再設定工程は、所定のタイミングが到来したときであって且つそのとき加工しているワーク(120)の加工が完了したときに目標工具経路の再設定を行うものとする。   According to a third aspect, in the first aspect, the tool path resetting step is performed when the predetermined timing has arrived and the processing of the workpiece (120) being processed at that time is completed. It is assumed that the route is reset.

前記の構成の場合、前記工具経路再設定工程における目標工具経路の再設定は、ワーク(120)の加工途中に行われることはなく、ワーク(120)の加工が完了したときに行われる。そして、所定のタイミングを、例えば加工時間が所定時間経過したとき等のように、工具の摩耗に応じた適切なタイミングに設定することによって、必要なときにのみ目標工具経路の再設定を行うことができ、ワーク(120)の加工と目標工具経路の再設定とを効率良く行うことができる。   In the case of the above configuration, the resetting of the target tool path in the tool path resetting process is not performed during the machining of the workpiece (120), but is performed when the machining of the workpiece (120) is completed. Then, the target tool path is reset only when necessary by setting the predetermined timing to an appropriate timing according to the wear of the tool, for example, when the machining time has elapsed. Therefore, the machining of the workpiece (120) and the resetting of the target tool path can be performed efficiently.

第4の発明は、第1の発明において、前記工具経路再設定工程は、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路の再設定を行うものとする。   In a fourth aspect based on the first aspect, the tool path resetting step resets the target tool path every time machining of one workpiece (120) is completed.

前記の構成の場合、前記工具経路再設定工程における目標工具経路の再設定は、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに行われる。工具は少しでも加工を行えば摩耗するため、1つのワーク(120)ごとに目標工具経路を再設定することによって、形状誤差を可能な限り抑制することができ、加工精度をより向上させることができる。   In the case of the above configuration, the resetting of the target tool path in the tool path resetting process is performed every time the machining of one workpiece (120) is completed. Since the tool wears even if it is processed even a little, by re-setting the target tool path for each workpiece (120), the shape error can be suppressed as much as possible, and the processing accuracy can be further improved. it can.

第5の発明は、工具(110)とワーク(120)とを相対移動させて該工具(110)でワーク(120)をスクリュー圧縮機(1)のスクリューロータ(40)に加工するスクリューロータ加工装置が対象である。そして、所望のスクリューロータ形状に加工するための、ワーク(120)に対する工具(110)の目標工具経路を設定すると共に、該目標工具経路から、前記工具(110)と前記ワーク(120)とをそれぞれ移動させるための数値データを作成し、該数値データに基づいて該工具(110)とワーク(120)とをそれぞれ移動させて、該工具(110)に該ワーク(120)を加工させる制御部(500)と、加工完了後のワーク(120)の形状を測定する形状測定手段(110C)とを備え、前記制御部(500)は、前記形状測定手段(110C)によって測定された加工完了後のワーク(120)の形状と前記所望のスクリューロータ形状との形状誤差を算出し、該形状誤差を予めパターン化しておいた複数の形状誤差モードに分解すると共に、該各形状誤差モードの構成比率を求め、該各形状誤差モードに対応させて予め用意しておいた修正値に該各形状誤差モードの構成比率を掛け合わせたもので元の目標工具経路を修正して、目標工具経路を再設定するものとする。 The fifth invention is a screw rotor machining in which the tool (110) and the workpiece (120) are relatively moved to process the workpiece (120) into the screw rotor (40) of the screw compressor (1) with the tool (110). The device is the target. And while setting the target tool path | route of the tool (110) with respect to the workpiece | work (120) for processing into a desired screw rotor shape, the said tool (110) and the said workpiece | work (120) are made from this target tool path | route. A control unit that creates numerical data for moving each, moves the tool (110) and the workpiece (120) based on the numerical data, and causes the tool (110) to process the workpiece (120) (500) and a shape measuring means (110C) for measuring the shape of the workpiece (120) after the completion of processing, and the control unit (500) is after the completion of processing measured by the shape measuring means (110C). The shape error between the shape of the workpiece (120) and the desired screw rotor shape is calculated, the shape error is decomposed into a plurality of pre-patterned shape error modes, and the composition ratio of each shape error mode Seeking Corresponding to each shape error mode by modifying the original target tool path at that by multiplying the composition ratio of each of the shape error mode correction value prepared in advance by, as to reset the target tool path To do.

前記の構成の場合、加工完了後のワーク(120)の形状誤差を求めて、該形状誤差に基づいて目標工具経路を再設定することによって、次回以降のワーク(120)を高い加工精度で加工することができる。また、原点補正等の、前記数値データを単に平行移動させる補正ではなく、その基礎となる目標工具経路を再設定することによって、形状誤差が複雑であっても、該形状誤差に応じた目標工具経路、ひいては数値データを再設定することができる。 In the case of the above configuration, the shape error of the workpiece (120) after completion of machining is obtained, and the target tool path is reset based on the shape error, thereby machining the workpiece (120) on and after the next time with high machining accuracy. can do. Moreover, even if the shape error is complicated by resetting the target tool path that is the basis of the numerical value data, such as origin correction, which is not simply the translation of the numerical data, the target tool corresponding to the shape error route, Ru can be re-set and hence the numerical data.

記の構成の場合、求めた形状誤差から目標工具経路をそのまま修正するのではなく、形状誤差を複数の形状誤差モードに分解して各形状誤差モードの構成比率を求める。そして、各形状誤差モードにはそれぞれに対応した修正値が予め用意されており、該修正値と各形状誤差モードの構成比率とを掛け合わせた値を用いて元の目標工具経路を修正している。つまり、目標工具経路を始めから算出し直すのではなく、形状誤差を複数の形状誤差モードに分解し、その形状誤差モードに応じた修正値により元の目標工具経路を修正することによって、計算量を大幅に削減することができる。 For pre SL configurations, rather than directly modifying the target tool path from the determined shape error, by decomposing the shape error in a plurality of shape error mode seek the ratios of the shape error mode. Each shape error mode has a corresponding correction value prepared in advance, and the original target tool path is corrected using a value obtained by multiplying the correction value and the composition ratio of each shape error mode. Yes. In other words, instead of recalculating the target tool path from the beginning, the calculation error is calculated by decomposing the shape error into a plurality of shape error modes and correcting the original target tool path with a correction value corresponding to the shape error mode. Can be greatly reduced.

第6の発明は、第5の発明において、前記制御部(500)は、前記形状誤差を、前記形状誤差モードに対応する基底ベクトルの一次結合で近似することによって該形状誤差を複数の形状誤差モードに分解して該各形状誤差モードの構成比率を求めるものとする。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the control unit (500) approximates the shape error by a linear combination of basis vectors corresponding to the shape error mode, thereby correcting the shape error to a plurality of shape errors. It is assumed that the component ratio of each shape error mode is obtained by decomposing into modes .

第7の発明は、第5の発明において、前記制御部(500)は、所定のタイミングが到来したときであって且つそのときに加工しているワーク(120)の加工が完了したときに目標工具経路の再設定を行うものとする。   In a fifth aspect based on the fifth aspect, the control unit (500) sets the target when a predetermined timing has arrived and the machining of the workpiece (120) being machined at that time has been completed. The tool path shall be reset.

前記の構成の場合、目標工具経路の再設定は、ワーク(120)の加工途中に行われることはなく、ワーク(120)の加工が完了したときに行われる。そして、所定のタイミングを、例えば加工時間が所定時間経過したとき等のように、工具の摩耗に応じた適切なタイミングに設定することによって、必要なときにのみ目標工具経路の再設定を行うことができ、ワーク(120)の加工と目標工具経路の再設定とを効率良く行うことができる。   In the case of the above configuration, the resetting of the target tool path is not performed during the machining of the workpiece (120), but is performed when the machining of the workpiece (120) is completed. Then, the target tool path is reset only when necessary by setting the predetermined timing to an appropriate timing according to the wear of the tool, for example, when the machining time has elapsed. Therefore, the machining of the workpiece (120) and the resetting of the target tool path can be performed efficiently.

第8の発明は、第5の発明において、前記制御部(500)は、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路の再設定を行うものとする。   In an eighth aspect based on the fifth aspect, the controller (500) resets the target tool path every time machining of one workpiece (120) is completed.

前記の構成の場合、目標工具経路の再設定は、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに行われる。工具は少しでも加工を行えば摩耗するため、1つのワーク(120)ごとに目標工具経路を再設定することによって、形状誤差を可能な限り抑制することができ、加工精度をより向上させることができる。   In the case of the above configuration, the resetting of the target tool path is performed every time the machining of one workpiece (120) is completed. Since the tool wears even if it is processed even a little, by re-setting the target tool path for each workpiece (120), the shape error can be suppressed as much as possible, and the processing accuracy can be further improved. it can.

本発明によれば、ワーク(120)の加工完了後に形状誤差測定工程においてワーク(120)の形状誤差を測定すると共に、工具経路再設定工程においてワーク(120)の形状誤差に基づいて目標工具経路を再設定することによって、形状誤差が複雑であっても、該形状誤差に応じた目標工具経路、ひいては数値データを再設定することができ、次回以降のワーク(120)を高い加工精度で加工することができる。   According to the present invention, the shape error of the workpiece (120) is measured in the shape error measurement step after the machining of the workpiece (120) is completed, and the target tool path is determined based on the shape error of the workpiece (120) in the tool path resetting step. By resetting, even if the shape error is complex, the target tool path according to the shape error, and thus the numerical data, can be reset, and the next workpiece (120) will be machined with high machining accuracy. can do.

また、モード分解工程において形状誤差を複数の形状誤差モードに分解すると共に、修正工程において該各形状誤差モードごとの修正値を用いて各形状誤差モードの構成比率に応じて元の目標工具経路を修正することによって、修正時の計算量を削減して、目標委工具経路を容易に作成することができる。 Further , the shape error is decomposed into a plurality of shape error modes in the mode decomposition step, and the original target tool path is determined according to the composition ratio of each shape error mode using the correction value for each shape error mode in the correction step. By modifying, it is possible to easily create a target tool path by reducing the amount of calculation at the time of modification.

第3の発明によれば、所定のタイミングが到来したときであって且つそのとき加工しているワーク(120)の加工が完了したときに目標工具経路の再設定を行うことによって、ワーク(120)の加工と目標工具経路の再設定とを効率良く行うことができる。   According to the third invention, when the predetermined timing has arrived and the machining of the workpiece (120) being machined at that time is completed, the target tool path is reset, so that the workpiece (120 ) And resetting the target tool path can be performed efficiently.

第4の発明によれば、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路の再設定を行うことによって、形状誤差を可能な限り抑制することができ、加工精度をより向上させることができる。   According to the fourth invention, the shape error can be suppressed as much as possible by resetting the target tool path every time the machining of one workpiece (120) is completed, and the machining accuracy is further improved. be able to.

第5の発明によれば、ワーク(120)の加工完了後にワーク(120)の形状を測定してワーク(120)の形状誤差を算出し、該形状誤差に基づいて目標工具経路を再設定することによって、形状誤差が複雑であっても、該形状誤差に応じた目標工具経路、ひいては数値データを再設定することができ、次回以降のワーク(120)を高い加工精度で加工することができる。   According to the fifth invention, after the machining of the workpiece (120) is completed, the shape of the workpiece (120) is measured to calculate the shape error of the workpiece (120), and the target tool path is reset based on the shape error. Thus, even if the shape error is complicated, the target tool path according to the shape error, and thus the numerical data can be reset, and the workpiece (120) from the next time can be machined with high machining accuracy. .

また、形状誤差を複数の形状誤差モードに分解すると共に、該各形状誤差モードごとの修正値を用いて各形状誤差モードの構成比率に応じて元の目標工具経路を修正することによって、修正時の計算量を削減して、目標委工具経路を容易に作成することができる。 In addition , the shape error is decomposed into a plurality of shape error modes, and the original target tool path is corrected according to the composition ratio of each shape error mode using the correction value for each shape error mode. Therefore, the target tool path can be easily created.

第7の発明によれば、所定のタイミングが到来したときであって且つそのとき加工しているワーク(120)の加工が完了したときに目標工具経路の再設定を行うことによって、ワーク(120)の加工と目標工具経路の再設定とを効率良く行うことができる。   According to the seventh invention, when the predetermined timing has arrived and the machining of the workpiece (120) being machined at that time is completed, the target tool path is reset, so that the workpiece (120 ) And resetting the target tool path can be performed efficiently.

第8の発明によれば、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路の再設定を行うことによって、形状誤差を可能な限り抑制することができ、加工精度をより向上させることができる。   According to the eighth invention, the shape error can be suppressed as much as possible by resetting the target tool path every time the machining of one workpiece (120) is completed, and the machining accuracy is further improved. be able to.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置(100)によって製造されるスクリューロータ(40)は、シングルスクリュー圧縮機(以下、単にスクリュー圧縮機という)(1)に用いられる。そこで、まず、スクリュー圧縮機(1)について説明する。   A screw rotor (40) manufactured by a screw rotor processing apparatus (100) according to an embodiment of the present invention is used in a single screw compressor (hereinafter simply referred to as a screw compressor) (1). First, the screw compressor (1) will be described.

このスクリュー圧縮機(1)は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮するためのものである。スクリュー圧縮機(1)は、図2,3に示すように、密閉型に構成されている。このスクリュー圧縮機(1)では、圧縮機構(20)とそれを駆動する電動機とが1つのケーシング(10)に収容されている。圧縮機構(20)は、駆動軸(21)を介して電動機と連結されている。図2において、電動機は省略されている。また、ケーシング(10)内には、冷媒回路の蒸発器から低圧のガス冷媒が導入されると共に該低圧ガスを圧縮機構(20)へ案内する低圧空間(S1)と、圧縮機構(20)から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間(S2)とが区画形成されている。   The screw compressor (1) is provided in a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle and compresses the refrigerant. As shown in FIGS. 2 and 3, the screw compressor (1) is configured in a hermetic type. In the screw compressor (1), the compression mechanism (20) and the electric motor that drives the compression mechanism (20) are accommodated in one casing (10). The compression mechanism (20) is connected to the electric motor via the drive shaft (21). In FIG. 2, the electric motor is omitted. Further, in the casing (10), a low-pressure gas refrigerant is introduced from the evaporator of the refrigerant circuit and the low-pressure space (S1) for guiding the low-pressure gas to the compression mechanism (20), and the compression mechanism (20) A high-pressure space (S2) into which the discharged high-pressure gas refrigerant flows is partitioned.

圧縮機構(20)は、ケーシング(10)内に形成された円筒壁(30)と、該円筒壁(30)の中に配置された1つのスクリューロータ(40)と、該スクリューロータ(40)に噛み合う2つのゲートロータ(50)とを備えている。スクリューロータ(40)には、駆動軸(21)が挿通されている。スクリューロータ(40)と駆動軸(21)は、キー(22)によって連結されている。駆動軸(21)は、スクリューロータ(40)と同軸上に配置されている。駆動軸(21)の先端部は、圧縮機構(20)の高圧側(図2の右側)に位置する軸受ホルダ(60)に回転自在に支持されている。この軸受ホルダ(60)は、玉軸受(61)を介して駆動軸(21)を支持している。   The compression mechanism (20) includes a cylindrical wall (30) formed in the casing (10), a single screw rotor (40) disposed in the cylindrical wall (30), and the screw rotor (40). And two gate rotors (50) meshing with each other. The drive shaft (21) is inserted through the screw rotor (40). The screw rotor (40) and the drive shaft (21) are connected by a key (22). The drive shaft (21) is arranged coaxially with the screw rotor (40). The tip of the drive shaft (21) is rotatably supported by a bearing holder (60) located on the high pressure side (right side in FIG. 2) of the compression mechanism (20). The bearing holder (60) supports the drive shaft (21) via a ball bearing (61).

図4,5に示すように、スクリューロータ(40)は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ(40)は、円筒壁(30)に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁(30)の内周面と摺接する。スクリューロータ(40)の外周部には、スクリューロータ(40)の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝(41)が複数(本実施形態では、6本)形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the screw rotor (40) is a metal member formed in a substantially cylindrical shape. The screw rotor (40) is rotatably fitted to the cylindrical wall (30), and the outer peripheral surface thereof is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30). A plurality (six in this embodiment) of spiral grooves (41) extending spirally from one end to the other end of the screw rotor (40) are formed on the outer periphery of the screw rotor (40).

スクリューロータ(40)の各螺旋溝(41)は、図5における左端が始端となり、同図における右端が終端となっている。また、スクリューロータ(40)は、同図における左端部(吸入側の端部)がテーパー状に形成されている。図5に示すスクリューロータ(40)では、テーパー面状に形成されたその左端面に螺旋溝(41)の始端が開口する一方、その右端面に螺旋溝(41)の終端は開口していない。   Each spiral groove (41) of the screw rotor (40) has a left end in FIG. 5 as a start end, and a right end in the figure ends. Further, the screw rotor (40) has a left end portion (end portion on the suction side) in FIG. In the screw rotor (40) shown in FIG. 5, the start end of the spiral groove (41) is opened at the left end face formed in a tapered surface, whereas the end of the spiral groove (41) is not opened at the right end face. .

螺旋溝(41)では、両側の側壁面(42,43)のうち、ゲート(51)の進行方向の前側に位置するものが第1側壁面(42)となり、ゲート(51)の進行方向の後側に位置するものが第2側壁面(43)となっている。   In the spiral groove (41), of the side wall surfaces (42, 43) on both sides, the one located on the front side in the traveling direction of the gate (51) is the first side wall surface (42), and the traveling direction of the gate (51) What is located on the rear side is the second side wall surface (43).

各ゲートロータ(50)は、長方形板状に形成された複数(本実施形態では、11枚)のゲート(51)が放射状に設けられた樹脂製の部材である。各ゲートロータ(50)は、円筒壁(30)の外側にスクリューロータ(40)を挟んで対称に配置され、軸心がスクリューロータ(40)の軸心と直交している。各ゲートロータ(50)は、ゲート(51)が円筒壁(30)の一部を貫通してスクリューロータ(40)の螺旋溝(41)に噛み合うように配置されている。   Each gate rotor (50) is a resin member in which a plurality (11 in this embodiment) of gates (51) formed in a rectangular plate shape are provided radially. Each gate rotor (50) is symmetrically disposed on the outside of the cylindrical wall (30) with the screw rotor (40) interposed therebetween, and the axis is perpendicular to the axis of the screw rotor (40). Each gate rotor (50) is arranged so that the gate (51) penetrates a part of the cylindrical wall (30) and meshes with the spiral groove (41) of the screw rotor (40).

ゲートロータ(50)は、金属製のロータ支持部材(55)に取り付けられている(図4を参照)。ロータ支持部材(55)は、基部(56)とアーム部(57)と軸部(58)とを備えている。基部(56)は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部(57)は、ゲートロータ(50)のゲート(51)と同数だけ設けられており、基部(56)の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部(58)は、棒状に形成されて基部(56)に立設されている。軸部(58)の中心軸は、基部(56)の中心軸と一致している。ゲートロータ(50)は、基部(56)及びアーム部(57)における軸部(58)とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部(57)は、ゲート(51)の背面に当接している。   The gate rotor (50) is attached to a metal rotor support member (55) (see FIG. 4). The rotor support member (55) includes a base portion (56), an arm portion (57), and a shaft portion (58). The base (56) is formed in a slightly thick disk shape. The same number of arms (57) as the gates (51) of the gate rotor (50) are provided and extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (56). The shaft portion (58) is formed in a rod shape and is erected on the base portion (56). The central axis of the shaft portion (58) coincides with the central axis of the base portion (56). The gate rotor (50) is attached to a surface of the base portion (56) and the arm portion (57) opposite to the shaft portion (58). Each arm part (57) is in contact with the back surface of the gate (51).

ゲートロータ(50)が取り付けられたロータ支持部材(55)は、円筒壁(30)に隣接してケーシング(10)内に区画形成されたゲートロータ室(90)に収容されている(図3を参照)。図3におけるスクリューロータ(40)の右側に配置されたロータ支持部材(55)は、ゲートロータ(50)が下端側となる姿勢で設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ(40)の左側に配置されたロータ支持部材(55)は、ゲートロータ(50)が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材(55)の軸部(58)は、ゲートロータ室(90)内の軸受ハウジング(91)に玉軸受(92,93)を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室(90)は、低圧空間(S1)に連通している。   The rotor support member (55) to which the gate rotor (50) is attached is accommodated in a gate rotor chamber (90) defined in the casing (10) adjacent to the cylindrical wall (30) (FIG. 3). See). The rotor support member (55) disposed on the right side of the screw rotor (40) in FIG. 3 is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the lower end side. On the other hand, the rotor support member (55) disposed on the left side of the screw rotor (40) in the figure is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the upper end side. The shaft portion (58) of each rotor support member (55) is rotatably supported by a bearing housing (91) in the gate rotor chamber (90) via ball bearings (92, 93). Each gate rotor chamber (90) communicates with the low pressure space (S1).

圧縮機構(20)では、円筒壁(30)の内周面と、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)と、ゲートロータ(50)のゲート(51)とによって囲まれた空間が圧縮室(23)になる。スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)は、吸入側端部において低圧空間(S1)に開放しており、この開放部分が圧縮機構(20)の吸入口(24)になっている。   In the compression mechanism (20), a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30), the spiral groove (41) of the screw rotor (40), and the gate (51) of the gate rotor (50) is compressed. (23) The spiral groove (41) of the screw rotor (40) is open to the low pressure space (S1) at the suction side end, and this open part is the suction port (24) of the compression mechanism (20).

スクリュー圧縮機(1)には、容量制御機構としてスライドバルブ(70)が設けられている。このスライドバルブ(70)は、円筒壁(30)がその周方向の2カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ収納部(31)内に設けられている。スライドバルブ(70)は、内面が円筒壁(30)の内周面の一部を構成すると共に、円筒壁(30)の軸心方向にスライド可能に構成されている。   The screw compressor (1) is provided with a slide valve (70) as a capacity control mechanism. The slide valve (70) is provided in a slide valve housing portion (31) in which a cylindrical wall (30) bulges radially outward at two locations in the circumferential direction. The slide valve (70) is configured such that its inner surface forms part of the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30) and is slidable in the axial direction of the cylindrical wall (30).

スライドバルブ(70)が図2における右方向へスライドすると、スライドバルブ収納部(31)の端面(P1)とスライドバルブ(70)の端面(P2)との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、圧縮室(23)から低圧空間(S1)へ冷媒を戻すためのバイパス通路(33)となっている。スライドバルブ(70)を移動させてバイパス通路(33)の開度を変更すると、圧縮機構(20)の容量が変化する。また、スライドバルブ(70)は、圧縮室(23)と高圧空間(S2)とを連通させるための吐出口(25)が形成されている。   When the slide valve (70) slides to the right in FIG. 2, an axial gap is formed between the end surface (P1) of the slide valve housing (31) and the end surface (P2) of the slide valve (70). This axial clearance serves as a bypass passage (33) for returning the refrigerant from the compression chamber (23) to the low pressure space (S1). When the slide valve (70) is moved to change the opening of the bypass passage (33), the capacity of the compression mechanism (20) changes. The slide valve (70) has a discharge port (25) for communicating the compression chamber (23) and the high-pressure space (S2).

前記スクリュー圧縮機(1)には、スライドバルブ(70)をスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構(80)が設けられている。このスライドバルブ駆動機構(80)は、軸受ホルダ(60)に固定されたシリンダ(81)と、該シリンダ(81)内に装填されたピストン(82)と、該ピストン(82)のピストンロッド(83)に連結されたアーム(84)と、該アーム(84)とスライドバルブ(70)とを連結する連結ロッド(85)と、アーム(84)を図2の右方向に付勢するスプリング(86)とを備えている。   The screw compressor (1) is provided with a slide valve drive mechanism (80) for slidingly driving the slide valve (70). The slide valve drive mechanism (80) includes a cylinder (81) fixed to the bearing holder (60), a piston (82) loaded in the cylinder (81), and a piston rod ( 83), a connecting rod (85) for connecting the arm (84) and the slide valve (70), and a spring for urging the arm (84) rightward in FIG. 86).

図2に示すスライドバルブ駆動機構(80)において、ピストン(82)の左側空間には低圧圧力が作用し、ピストン(82)の右側空間には高圧圧力が作用する。スライドバルブ駆動機構(80)は、ピストン(82)の左右の端面に作用するガス圧を調節することによって該ピストン(82)の動きを制御し、スライドバルブ(70)の位置を調整するように構成されている。   In the slide valve drive mechanism (80) shown in FIG. 2, low pressure pressure acts on the left space of the piston (82), and high pressure pressure acts on the right space of the piston (82). The slide valve drive mechanism (80) controls the movement of the piston (82) by adjusting the gas pressure acting on the left and right end faces of the piston (82), and adjusts the position of the slide valve (70). It is configured.

−運転動作−
前記シングルスクリュー圧縮機(1)の運転動作について説明する。
-Driving action-
The operation of the single screw compressor (1) will be described.

シングルスクリュー圧縮機(1)において電動機を起動すると、駆動軸(21)が回転するのに伴ってスクリューロータ(40)が回転する。このスクリューロータ(40)の回転に伴ってゲートロータ(50)も回転し、圧縮機構(20)が吸入行程、圧縮行程および吐出行程を繰り返す。ここでは、図6において網掛けを付した圧縮室(23)に着目して説明する。   When the electric motor is started in the single screw compressor (1), the screw rotor (40) rotates as the drive shaft (21) rotates. As the screw rotor (40) rotates, the gate rotor (50) also rotates, and the compression mechanism (20) repeats the suction stroke, the compression stroke, and the discharge stroke. Here, the description will be given focusing on the compression chamber (23) shaded in FIG.

図6(A)において、網掛けを付した圧縮室(23)は、低圧空間(S1)に連通している。また、この圧縮室(23)が形成されている螺旋溝(41)は、同図の下側に位置するゲートロータ(50)のゲート(51)と噛み合わされている。スクリューロータ(40)が回転すると、このゲート(51)が螺旋溝(41)の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室(23)の容積が拡大する。その結果、低圧空間(S1)の低圧ガス冷媒が吸入口(24)を通じて圧縮室(23)へ吸い込まれる。   In FIG. 6 (A), the compression chamber (23) with shading communicates with the low-pressure space (S1). Further, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the lower side of the figure. When the screw rotor (40) rotates, the gate (51) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (23) increases accordingly. As a result, the low-pressure gas refrigerant in the low-pressure space (S1) is sucked into the compression chamber (23) through the suction port (24).

スクリューロータ(40)が更に回転すると、図6(B)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室(23)は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室(23)が形成されている螺旋溝(41)は、同図の上側に位置するゲートロータ(50)のゲート(51)と噛み合わされ、このゲート(51)によって低圧空間(S1)から仕切られている。そして、スクリューロータ(40)の回転に伴ってゲート(51)が螺旋溝(41)の終端へ向かって移動すると、圧縮室(23)の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室(23)内のガス冷媒が圧縮される。   When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) with shading is completely closed. That is, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the upper side of the figure, and the low pressure space ( It is partitioned from S1). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (23) gradually decreases. As a result, the gas refrigerant in the compression chamber (23) is compressed.

スクリューロータ(40)が更に回転すると、図6(C)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室(23)は、吐出口(25)を介して高圧空間(S2)と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ(40)の回転に伴ってゲート(51)が螺旋溝(41)の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室(23)から高圧空間(S2)へ押し出されてゆく。   When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the shaded compression chamber (23) is in communication with the high-pressure space (S2) via the discharge port (25). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the compressed refrigerant gas is pushed out from the compression chamber (23) to the high-pressure space (S2). Go.

圧縮機構(20)が吸入行程から圧縮行程へ移行する過程において、ゲートロータ(50)のゲート(51)は、スクリューロータ(40)の端面に開口する吸入口(24)を通って螺旋溝(41)内へ進入してくる。ゲート(51)が螺旋溝(41)内へ進入してくる過程において、ゲート(51)は、先ず、その進行方向の前方に位置する側面と先端面だけが螺旋溝(41)の第1側壁面(42)と底壁面(44)と対面する状態となり、その後に、その進行方向の後方に位置する側面も螺旋溝(41)の第2側壁面(43)と対面する状態となる。   In the process in which the compression mechanism (20) transitions from the suction stroke to the compression stroke, the gate (51) of the gate rotor (50) passes through the suction groove (24) that opens to the end surface of the screw rotor (40). 41) Enter inside. In the process in which the gate (51) enters the spiral groove (41), the gate (51) first has only a side surface and a front end surface located in front of the traveling direction on the first side of the spiral groove (41). The wall surface (42) and the bottom wall surface (44) face each other, and thereafter, the side surface located rearward in the traveling direction also faces the second sidewall surface (43) of the spiral groove (41).

なお、螺旋溝(41)内の圧縮室(23)が閉じきり状態となる位置にゲート(51)が到達した後において、ゲート(51)と螺旋溝(41)の第1及び第2側壁面(42,43)及び底壁面(44)とは物理的に擦れ合っている必要はなく、両者の間に微小な隙間があっても差し支えない。つまり、ゲート(51)と螺旋溝(41)の第1及び第2側壁面(42,43)及び底壁面(44)と間に微小な隙間があっても、この隙間が潤滑油からなる油膜でシールできる程度のものであれば、圧縮室(23)の気密性は保たれ、圧縮室(23)から漏れ出すガス冷媒の量は僅かな量に抑えられる。   In addition, after the gate (51) reaches the position where the compression chamber (23) in the spiral groove (41) is completely closed, the first and second side wall surfaces of the gate (51) and the spiral groove (41). (42, 43) and the bottom wall surface (44) need not physically rub against each other, and there may be a minute gap between them. That is, even if there are minute gaps between the gate (51) and the first and second side wall surfaces (42, 43) and the bottom wall surface (44) of the spiral groove (41), the gap is an oil film made of lubricating oil. As long as it can be sealed, the air tightness of the compression chamber (23) is maintained, and the amount of gas refrigerant leaking from the compression chamber (23) is suppressed to a small amount.

−スクリューロータ加工装置−
続いて、本実施形態のスクリューロータ加工装置(以下、単に加工装置という)(100)について説明する。
-Screw rotor processing equipment-
Subsequently, a screw rotor processing apparatus (hereinafter simply referred to as a processing apparatus) (100) of the present embodiment will be described.

加工装置(100)は、図7に示すように、エンドミル等の工具(110)を支持する工具支持ユニット(200)と、被削物であるワーク(120)を支持するワーク支持ユニット(300)と、これら工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)が配設された基台(130)と、該工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)を制御する制御装置(500)(図1参照)とを備えている。   As shown in FIG. 7, the machining apparatus (100) includes a tool support unit (200) that supports a tool (110) such as an end mill, and a work support unit (300) that supports a work (120) that is a workpiece. A base (130) on which the tool support unit (200) and the work support unit (300) are disposed, and a control device (500) for controlling the tool support unit (200) and the work support unit (300). (Refer to FIG. 1).

工具支持ユニット(200)は、基台(130)に配設されたコラム(210)と、該コラム(210)に取り付けられたスピンドル部(220)とを有している。この工具支持ユニット(200)が工具支持部を構成する。   The tool support unit (200) includes a column (210) disposed on the base (130) and a spindle part (220) attached to the column (210). This tool support unit (200) constitutes a tool support.

コラム(210)は、基台(130)の上面に設けられたZ軸ガイドレール(140,140)に対して摺動自在に取り付けられていて、該Z軸ガイドレール(140,140)が延びるZ軸方向に移動可能となっている。詳しくは、コラム(210)は、リニアサーボモータによってZ軸方向に位置決めされながら移動する。このコラム(210)の、ワーク支持ユニット(300)と対向する面には、Y軸に沿って延びるY軸ガイドレール(150,150)が延設されている。このY軸は、鉛直方向に延びている。   The column (210) is slidably attached to a Z-axis guide rail (140, 140) provided on the upper surface of the base (130), and extends in the Z-axis direction in which the Z-axis guide rail (140, 140) extends. It is movable. Specifically, the column (210) moves while being positioned in the Z-axis direction by a linear servo motor. A Y-axis guide rail (150, 150) extending along the Y-axis extends on the surface of the column (210) facing the work support unit (300). The Y axis extends in the vertical direction.

スピンドル部(220)は、ベース部(230)と、スピンドル本体(240)と、ツールホルダ(250)とを有している。   The spindle part (220) has a base part (230), a spindle body (240), and a tool holder (250).

ベース部(230)は、コラム(210)のY軸ガイドレール(150,150)に摺動自在に取り付けられている。このベース部(230)は、リニアサーボモータによってY軸方向に位置決めされながら移動する。つまり、スピンドル部(220)は、Y軸ガイドレール(150,150)が延びるY軸方向に移動可能となっている。   The base part (230) is slidably attached to the Y-axis guide rails (150, 150) of the column (210). The base portion (230) moves while being positioned in the Y-axis direction by a linear servo motor. That is, the spindle part (220) is movable in the Y-axis direction in which the Y-axis guide rails (150, 150) extend.

スピンドル本体(240)には、工具(110)を支持したツールホルダ(250)が着脱可能に取り付けられている。また、スピンドル本体(240)には、サーボモータが搭載されていて、このサーボモータにより所望の回転速度でツールホルダ(250)、即ち工具(110)が回転駆動される。   A tool holder (250) supporting the tool (110) is detachably attached to the spindle body (240). A servo motor is mounted on the spindle body (240), and the tool holder (250), that is, the tool (110) is driven to rotate at a desired rotational speed by the servo motor.

スピンドル本体(240)は、図8に示すように、ケーシング(241)と、ケーシング(241)内に配設された回転主軸部(242)と、該回転主軸部(242)を回転駆動するモータ(図示省略)とを有している。このスピンドル本体(240)は、回転主軸部(242)の回転軸が前記Z軸ガイドレール(140,140)と平行となるようにしてケーシング(241)の基端部がベース部(230)に取り付けられている。回転主軸部(242)は、その先端部がケーシング(241)の先端から外部に露出している。そして、回転主軸部(242)の先端部には開口が設けられており、その開口にツールホルダ(250)が着脱可能に取り付けられる。   As shown in FIG. 8, the spindle body (240) includes a casing (241), a rotating main shaft portion (242) disposed in the casing (241), and a motor that rotationally drives the rotating main shaft portion (242). (Not shown). In the spindle body (240), the base end portion of the casing (241) is attached to the base portion (230) so that the rotation axis of the rotation main shaft portion (242) is parallel to the Z-axis guide rail (140, 140). ing. The tip of the rotating main shaft (242) is exposed to the outside from the tip of the casing (241). An opening is provided at the tip of the rotating main shaft (242), and the tool holder (250) is detachably attached to the opening.

ツールホルダ(250)は、その基端部が前記スピンドル本体(240)の回転主軸部(242)に取り付けられる一方、その先端部にエンドミル等の工具(110)が回転不能に取り付けられる。このツールホルダ(250)は、取り付けられる工具(110)の種類によっていくつかのタイプに分かれている。例えば、図8には、回転工具としてのエンドミル(110A)が取り付けられるエンドミル用ツールホルダ(250A)を示している。このエンドミル用ツールホルダ(250A)は、先端部にチャックを介してエンドミル(110A)が回転不能に取り付けられるように構成されている。また、非回転工具としてのバイト(110B)が取り付けられるバイト用ツールホルダ(250B)は、図9に示すように、先端部にサイドロックねじを介してバイト(110B)が回転不能に取り付けられるように構成されている。   The base end of the tool holder (250) is attached to the rotation main shaft (242) of the spindle body (240), while a tool (110) such as an end mill is non-rotatably attached to the tip. The tool holder (250) is divided into several types depending on the type of the tool (110) to be attached. For example, FIG. 8 shows an end mill tool holder (250A) to which an end mill (110A) as a rotary tool is attached. The end mill tool holder (250A) is configured such that the end mill (110A) is non-rotatably attached to the tip portion via a chuck. Further, as shown in FIG. 9, the tool holder (250B) for a tool to which a tool (110B) as a non-rotating tool is attached is attached to the tip portion through a side lock screw so that the tool (110B) cannot be rotated. It is configured.

このスピンドル本体(240)は、エンドミル用ツールホルダ(250A)が取り付けられるときには、該エンドミル用ツールホルダ(250A)を回転駆動する一方、バイト用ツールホルダ(250B)が取り付けられるときには、該バイト用ツールホルダ(250B)を回転不能に支持するように構成されている。   The spindle body (240) rotates the end mill tool holder (250A) when the end mill tool holder (250A) is attached, while the tool tool (250B) is attached when the tool holder (250B) is attached. The holder (250B) is configured so as to be non-rotatable.

詳しくは、スピンドル本体(240)は、サーボモータを搭載し且つ割り出し機能を有するスピンドルで構成されていると共に、回転主軸部(242)の先端面に、ドライブキー(243)が設けられている。一方、エンドミル用及びバイト用ツールホルダ(250A,250B)の基端部には、回転主軸部(242)の先端面と当接する鍔部(251)が設けられていると共に、該鍔部(251)には、前記ドライブキー(243)が嵌り込むキー溝(252)が形成されている。   Specifically, the spindle main body (240) is constituted by a spindle having a servo motor and having an indexing function, and a drive key (243) is provided on the front end surface of the rotating main shaft (242). On the other hand, a base part of the end mill and tool holder (250A, 250B) is provided with a flange part (251) that comes into contact with the distal end surface of the rotary main shaft part (242). ) Is formed with a key groove (252) into which the drive key (243) is fitted.

このように構成されたエンドミル用及びバイト用ツールホルダ(250A,250B)を、キー溝(252)にドライブキー(243)が嵌り込むようにして回転主軸部(242)に取り付ける。こうすることで、エンドミル用及びバイト用ツールホルダ(250A,250B)が回転主軸部(242)に対して回転不能に取り付けられる。そして、エンドミル用ツールホルダ(250A)を取り付けたときには、エンドミル用ツールホルダ(250A)をサーボモータによって所望の回転速度で回転駆動する。一方、バイト用ツールホルダ(250B)を取り付けたときには、サーボモータの割り出し機能により回転主軸部(242)を位相が固定されるように制御し、バイト用ツールホルダ(250B)を回転不能に固定する。   The end mill and tool tool holders (250A, 250B) configured in this manner are attached to the rotating main shaft (242) so that the drive key (243) is fitted in the keyway (252). By doing so, the tool holders (250A, 250B) for the end mill and the cutting tool are attached to the rotating main shaft portion (242) so as not to rotate. When the end mill tool holder (250A) is attached, the end mill tool holder (250A) is rotationally driven by the servo motor at a desired rotational speed. On the other hand, when the tool holder for tools (250B) is attached, the rotary spindle (242) is controlled by the servo motor indexing function so that the phase is fixed, and the tool holder for tools (250B) is fixed so that it cannot rotate. .

尚、スピンドル本体(240)及びツールホルダ(250)は、以下のように構成してもよい。すなわち、図10に示すように、ケーシング(241)の先端面には凹形状の被係合部(244)が形成されている一方、バイト用ツールホルダ(250B)にはケーシング(241)の先端面まで延びる棒状の係合部(253)が形成されている。尚、エンドミル用ツールホルダ(250A)には、該係合部(253)が形成されていない。つまり、バイト用ツールホルダ(250B)は、回転主軸部(242)に取り付けられることによって係合部(253)の先端が被係合部(244)に嵌り込んでケーシング(241)に対して回転不能に固定される一方、エンドミル用ツールホルダ(250A)は、回転主軸部(242)に取り付けられてもその回転をケーシング(241)に拘束されることはない。   The spindle body (240) and the tool holder (250) may be configured as follows. That is, as shown in FIG. 10, a concave engaged portion (244) is formed on the front end surface of the casing (241), while the tool holder (250B) for cutting tool has a front end of the casing (241). A rod-shaped engaging portion (253) extending to the surface is formed. Note that the engagement portion (253) is not formed in the end mill tool holder (250A). That is, the tool holder for tool (250B) is attached to the rotating main shaft (242) so that the tip of the engaging portion (253) is fitted into the engaged portion (244) and rotates with respect to the casing (241). On the other hand, the end mill tool holder (250A) is not restricted by the casing (241) even if it is attached to the rotary main shaft (242).

このように構成された工具支持ユニット(200)においては、制御装置(500)からの制御信号に応じてコラム(210)及びベース部(230)のリニアサーボモータが駆動制御されることによって、工具(110)が所望のY方向位置及びZ方向位置に位置決めされると共に、制御装置(500)からの制御信号に応じてスピンドル本体(240)のサーボモータが駆動制御されることによって、工具(110)が回転駆動されるか、又は回転不能に支持される。   In the tool support unit (200) configured as described above, the linear servo motors of the column (210) and the base part (230) are driven and controlled in accordance with a control signal from the control device (500), whereby the tool is (110) is positioned at a desired Y-direction position and Z-direction position, and the servo motor of the spindle body (240) is driven and controlled in accordance with a control signal from the control device (500), whereby the tool (110 ) Is driven to rotate or is supported non-rotatably.

一方、ワーク支持ユニット(300)は、基台(130)に対して回転自在に配設された回転テーブル(310)と、該回転テーブル(310)上に設置されて被削物であるワーク(120)をクランプするクランプ部(320)と、該回転テーブル(310)上に設置されて該クランプ部(320)に支持されたワークの回転中心を支持するセンタ(330)とを有している。このワーク支持ユニット(300)がワーク支持部を構成する。   On the other hand, the workpiece support unit (300) includes a rotary table (310) that is rotatably arranged with respect to the base (130), and a workpiece (workpiece) that is installed on the rotary table (310) and that is a work piece. 120) and a center (330) that is installed on the rotary table (310) and supports the rotation center of the workpiece supported by the clamp part (320). . This work support unit (300) constitutes a work support part.

回転テーブル(310)は、基台(130)の上面に設けられ且つX軸方向(Y軸及びZ軸に直交する)に延びるX軸ガイドレール(160,160)に対して摺動自在に取り付けられた基礎部(311)と、該基礎部(311)に対して鉛直方向に延びる鉛直軸(B)回りに回転自在に取り付けられた回転台(312)とを有している。詳しくは、この基礎部(311)は、リニアサーボモータによってX軸方向に位置決めされながら移動する。また、回転台(312)は、サーボモータによって鉛直軸(B)回りの回転角を位置決めされながら回転移動する。   The rotary table (310) is slidably attached to an X-axis guide rail (160, 160) provided on the upper surface of the base (130) and extending in the X-axis direction (perpendicular to the Y-axis and Z-axis). It has a base part (311) and a turntable (312) attached to be rotatable about a vertical axis (B) extending in the vertical direction with respect to the base part (311). Specifically, the foundation (311) moves while being positioned in the X-axis direction by the linear servo motor. The turntable (312) rotates and moves while the rotation angle about the vertical axis (B) is positioned by the servo motor.

クランプ部(320)は、水平方向に延びる水平軸(A)回りにワーク(120)を回転自在に支持していている。この水平軸(A)は、回転台(312)の回転中心となる鉛直軸(B)と交差している。クランプ部(320)は、ワーク(120)をサーボモータによって水平軸(A)回りの回転角を位置決めしながら回転移動させる。   The clamp part (320) rotatably supports the work (120) around a horizontal axis (A) extending in the horizontal direction. The horizontal axis (A) intersects the vertical axis (B) that is the center of rotation of the turntable (312). The clamp unit (320) rotates and moves the workpiece (120) while positioning the rotation angle around the horizontal axis (A) by a servo motor.

センタ(330)は、回転テーブル(310)上において前記水平軸(A)に沿って摺動自在であって、クランプ部(320)に支持されたワーク(120)の回転中心に対して該ワーク(120)の先端側から当接するように構成されている。すなわち、センタ(330)は、クランプ部(320)によって片持ち状にクランプされたワーク(120)の自由端において、その回転中心をセンタ押しすることで、クランプ部(320)によって水平軸(A)回りに回転駆動されるワーク(120)の軸ブレを防止している。   The center (330) is slidable along the horizontal axis (A) on the rotary table (310), and the workpiece (120) is supported with respect to the rotation center of the workpiece (120) supported by the clamp part (320). It is comprised so that it may contact | abut from the front end side of (120). That is, the center (330) is centered on the center of rotation at the free end of the workpiece (120) clamped in a cantilevered manner by the clamp part (320), so that the horizontal part (A ) Shaking of the workpiece (120) driven to rotate around is prevented.

このように構成されたワーク支持ユニット(300)においては、制御装置(500)からの制御信号に応じて回転テーブル(310)が所望のX方向位置に位置決めされると共に、制御装置(500)からの制御信号に応じて回転テーブル(310)の回転台(312)及びクランプ部(320)のサーボモータが駆動制御されることによって、ワーク(120)が鉛直軸(B)回り及び水平軸(A)回りに位置決めされる。   In the workpiece support unit (300) configured as described above, the rotary table (310) is positioned at a desired position in the X direction in accordance with a control signal from the control device (500), and from the control device (500). In accordance with the control signal, the rotary table (312) of the rotary table (310) and the servo motor of the clamp part (320) are driven and controlled, so that the workpiece (120) rotates around the vertical axis (B) and the horizontal axis (A ) Positioned around.

つまり、加工装置(100)は、制御装置(500)からの制御信号に応じて、工具支持ユニット(200)とワーク支持ユニット(300)とを駆動制御することによって、図11に示すように、工具(110)及びワーク(120)を相対的に移動させて、該工具(110)でワーク(120)を加工する。   That is, as shown in FIG. 11, the machining apparatus (100) drives and controls the tool support unit (200) and the work support unit (300) in response to a control signal from the control apparatus (500). The tool (110) and the work (120) are relatively moved, and the work (120) is processed by the tool (110).

続いて、制御装置(500)について詳しく説明する。   Next, the control device (500) will be described in detail.

制御装置(500)は、図1に示すように、目標工具経路データを設定する工具経路設定部(510)と、加工装置(100)を制御するためのNCデータを作成するNCデータ作成部(520)と、該NCデータを加工装置(100)に出力する出力部(530)と、加工後のワーク(120)の形状誤差を測定する形状誤差測定部(540)と、該形状誤差から目標工具経路データを再設定する工具経路再設定部(550)とを有している。この制御装置(500)が制御部を構成する。   As shown in FIG. 1, the control device (500) includes a tool path setting unit (510) for setting target tool path data, and an NC data generation unit (NC) for generating NC data for controlling the machining device (100). 520), an output unit (530) that outputs the NC data to the machining apparatus (100), a shape error measurement unit (540) that measures the shape error of the workpiece (120) after machining, and a target based on the shape error A tool path resetting unit (550) for resetting the tool path data. This control apparatus (500) comprises a control part.

工具経路設定部(510)は、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)の設計データや加工前のワーク(120)の形状等が入力され、これら設計データ等に基づいてワーク(120)に対する工具(110)の目標工具経路データを算出し、設定する。   The tool path setting unit (510) receives the design data of the spiral groove (41) of the screw rotor (40), the shape of the workpiece (120) before processing, etc., and inputs the design data for the workpiece (120) based on these design data and the like. Calculate and set the target tool path data for the tool (110).

ここで、目標工具経路データは、工具位置ベクトルデータ及び工具姿勢ベクトルデータとからなる。工具位置ベクトルとは、ワーク座標系における工具(110)の位置、例えば、エンドミルの場合はその回転軸の先端部の位置のベクトルである。工具位置ベクトルデータは、この工具位置ベクトルの集合であって、ワーク座標系における工具(110)の移動経路を示すデータである。工具姿勢ベクトルは、ワーク座標系における工具(110)の姿勢、即ち、工具(110)の傾きを示すベクトルである。工具姿勢ベクトルデータは、この工具姿勢ベクトルの集合であって、工具位置ベクトルデータに関連付けられている。   Here, the target tool path data includes tool position vector data and tool posture vector data. The tool position vector is a vector of the position of the tool (110) in the workpiece coordinate system, for example, in the case of an end mill, the position of the tip of the rotating shaft. The tool position vector data is a set of the tool position vectors, and is data indicating a movement path of the tool (110) in the workpiece coordinate system. The tool posture vector is a vector indicating the posture of the tool (110) in the workpiece coordinate system, that is, the inclination of the tool (110). The tool posture vector data is a set of the tool posture vectors and is associated with the tool position vector data.

尚、工具経路設定部(510)は、目標工具経路データをスクリューロータ(40)の設計データ等から作成し設定するのではなく、既に求められた目標工具経路データが直接入力され、それを設定する構成であってもよい。   The tool path setting unit (510) does not create and set the target tool path data from the design data of the screw rotor (40), but directly inputs the already determined target tool path data and sets it. It may be configured to.

NCデータ作成部(520)は、工具経路設定部(510)で設定された目標工具経路データに基づいて、前記工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)をそれぞれ駆動するためのNCデータ(数値データ)を作成する。このNCデータは、加工装置(100)における機械座標系における直交3軸の位置指令データと、回転2軸の角度指令データとからなる点群データである。直交3軸の位置指令データは、目標工具経路データの工具位置ベクトルデータを機械座標系に変換した点群データであって、ワーク支持ユニット(300)における回転テーブル(310)のX座標、並びに工具支持ユニット(200)におけるコラム(210)のZ座標及びベース部(230)のY座標に対応している。また、回転2軸の角度指令データは、目標工具経路データの工具姿勢ベクトルデータを機械座標系に変換した点群データであって、ワーク支持ユニット(300)における回転テーブル(310)の回転台(312)の鉛直軸(B)回りの回転角度及びクランプ部(320)の水平軸(A)回りの回転角度に対応している。尚、NCデータには、位置指令データ及び角度指令データの他、速度指令データなどが含まれている。   The NC data creation unit (520) is configured to generate NC data for driving the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300) based on the target tool path data set by the tool path setting unit (510). (Numeric data) is created. This NC data is point group data composed of orthogonal three-axis position command data in the machine coordinate system of the machining apparatus (100) and rotational two-axis angle command data. The orthogonal three-axis position command data is point cloud data obtained by converting the tool position vector data of the target tool path data into the machine coordinate system, and includes the X coordinate of the rotary table (310) in the work support unit (300), and the tool. This corresponds to the Z coordinate of the column (210) and the Y coordinate of the base portion (230) in the support unit (200). Further, the angle command data of the two rotation axes is point cloud data obtained by converting the tool posture vector data of the target tool path data into the machine coordinate system, and is a turntable (310) of the turntable (310) in the work support unit (300). 312) corresponding to the rotation angle around the vertical axis (B) and the rotation angle around the horizontal axis (A) of the clamp part (320). The NC data includes speed command data and the like in addition to position command data and angle command data.

出力部(530)は、NCデータ作成部(520)からのNCデータに基づいて、工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)の各リニアサーボモータ及びサーボモータに制御信号を出力する。   The output unit (530) outputs a control signal to each linear servo motor and servo motor of the tool support unit (200) and the work support unit (300) based on the NC data from the NC data creation unit (520).

こうして、出力部(530)から工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)の各リニアサーボモータ及びサーボモータに制御信号が入力されることによって、工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)は該制御信号に応じて移動し、その結果、工具(110)がワーク(120)に対して所望の目標工具経路に沿って移動しながら該ワーク(120)に螺旋溝(41)を加工していく。   Thus, the control signal is input from the output unit (530) to each linear servo motor and servo motor of the tool support unit (200) and the work support unit (300), whereby the tool support unit (200) and the work support unit ( 300) moves in response to the control signal, and as a result, the tool (110) moves along the desired target tool path with respect to the work (120), and the work (120) has a spiral groove (41). Processing.

螺旋溝(41)の加工は、粗加工、側壁面の仕上げ加工、底壁面の仕上げ加工の順に行われる。   The spiral groove (41) is processed in the order of roughing, side wall finishing, and bottom wall finishing.

詳しくは、まず、エンドミル用ツールホルダ(250A)を介してスピンドル部(220)にエンドミル(110A)を搭載し、図12(a)に示すように、該エンドミル(110A)でワーク(120)に螺旋溝(41)を粗加工する。このとき、エンドミル(110A)の目標工具経路は粗加工用の目標工具経路が設定されており、その粗加工用の目標工具経路に応じて工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)が駆動される。尚、図中の実線は、実際にワーク(120)に加工された溝の形状を示し、破線はワーク(120)に加工しようとする目標の螺旋溝(41)の形状を示す。   Specifically, first, the end mill (110A) is mounted on the spindle part (220) via the end mill tool holder (250A), and the end mill (110A) is used to mount the work (120) as shown in FIG. 12 (a). Roughly process the spiral groove (41). At this time, a target tool path for rough machining is set as the target tool path of the end mill (110A), and the tool support unit (200) and the work support unit (300) are set according to the target tool path for rough machining. Driven. The solid line in the figure indicates the shape of the groove actually machined into the workpiece (120), and the broken line indicates the shape of the target spiral groove (41) to be machined into the workpiece (120).

続いて、図12(b)に示すように、エンドミル(110A)によって螺旋溝(41)の側壁面の仕上げ加工を行う。この仕上げ加工は、螺旋溝(41)の両側壁面を別々に行う。このとき、螺旋溝(41)の第1側壁面(42)を加工するときと第2側壁面(43)を加工するときとで、別々の目標工具経路が設定されており、エンドミル(110A)はそれぞれの目標工具経路に沿って移動しながら、両側壁面をそれぞれ加工していく。尚、このとき、粗加工時とは異なる仕上げ用のエンドミルを用いてもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 12 (b), the side wall surface of the spiral groove (41) is finished by the end mill (110A). This finishing process is performed separately on both side walls of the spiral groove (41). At this time, different target tool paths are set for processing the first side wall surface (42) of the spiral groove (41) and for processing the second side wall surface (43), and the end mill (110A). Machine each side wall while moving along each target tool path. In addition, you may use the end mill for finishing different from the time of roughing at this time.

次に、バイト用ツールホルダ(250B)を介してスピンドル部(220)にバイト(110B)を搭載し、図12(c)に示すように、バイト(110B)によって螺旋溝(41)の底壁面の仕上げ加工を行う。ここで、バイト(110B)の先端部は、前記ゲートロータ(50)のゲート(51)の先端部と同様の形状をしており、該バイト(110B)の先端部で螺旋溝(41)の底壁面を切削していく。このとき、バイト(110B)による仕上げ加工に応じた目標工具経路が設定され、バイト(110B)はその目標工具経路に沿って移動しながら、底壁面を加工していく。尚、バイト(110B)の1度の通過によって螺旋溝(41)の底壁面を仕上げる必要はなく、螺旋溝(41)の溝幅方向への位置(さらには深さ方向への位置)を変えて、バイト(110B)に螺旋溝(41)を複数回通過させることで、螺旋溝(41)の底壁面を仕上げてもよい。   Next, the tool (110B) is mounted on the spindle part (220) via the tool tool holder (250B), and the bottom wall surface of the spiral groove (41) is formed by the tool (110B) as shown in FIG. 12 (c). Finishing processing is performed. Here, the tip of the cutting tool (110B) has the same shape as the tip of the gate (51) of the gate rotor (50), and the tip of the cutting tool (110B) has a spiral groove (41). Cut the bottom wall. At this time, a target tool path corresponding to the finishing process by the cutting tool (110B) is set, and the cutting tool (110B) processes the bottom wall surface while moving along the target tool path. It is not necessary to finish the bottom wall surface of the spiral groove (41) by passing the cutting tool (110B) once, and the position of the spiral groove (41) in the groove width direction (and also the position in the depth direction) is changed. Then, the bottom wall surface of the spiral groove (41) may be finished by passing the spiral groove (41) a plurality of times through the cutting tool (110B).

ここで、エンドミル(110A)による前記粗加工及び側壁面の仕上げ加工においては、所望の粗溝及び側壁面を形成すべく、エンドミル(110A)はワーク(120)に対して様々な角度で当接しながら該ワーク(120)を切削していく。   Here, in the roughing and side wall finishing by the end mill (110A), the end mill (110A) abuts the workpiece (120) at various angles in order to form desired rough grooves and side walls. Then, the workpiece (120) is cut.

それに対して、バイト(110B)による前記底壁面の仕上げ加工においては、バイト(110B)の刃が螺旋溝(41)に噛合するゲート(51)の先端縁と同じ姿勢となるように維持された状態でワーク(120)の切削が行われる。すなわち、ゲートロータ(50)の各ゲート(51)は、ゲートロータ(50)の回転軸に直交する平面に対する傾きを変えることなく(即ち、該直交平面に対してゲート(51)が水平の場合には、水平のまま)、ゲートロータ(50)の回転軸回りの角度のみを変えながら、該回転軸に直交する平面内を回転移動する。つまり、バイト(110B)も、ゲートロータ(50)の回転軸に直交する平面に対する傾きを変えることなく、ワーク(120)の底壁面を加工していく。   On the other hand, in the finishing process of the bottom wall surface by the cutting tool (110B), the cutting edge of the cutting tool (110B) was maintained in the same posture as the tip edge of the gate (51) meshing with the spiral groove (41). The workpiece (120) is cut in the state. That is, each gate (51) of the gate rotor (50) does not change the inclination with respect to the plane orthogonal to the rotation axis of the gate rotor (50) (that is, when the gate (51) is horizontal with respect to the orthogonal plane). (While still horizontal), while only changing the angle around the rotation axis of the gate rotor (50), it rotates in a plane perpendicular to the rotation axis. That is, the cutting tool (110B) also processes the bottom wall surface of the workpiece (120) without changing the inclination with respect to the plane orthogonal to the rotation axis of the gate rotor (50).

前述の如く、エンドミル(110A)により螺旋溝(41)の側壁面(42,43)を加工するときにも螺旋溝(41)の底壁面が切削される。しかしながら、側壁面(42,43)を加工するときには、エンドミル(110A)のワーク(120)に対する角度等よりも側壁面(42,43)を精度良く加工することに主眼を置いて加工が行われること、及び該エンドミル(110A)はゲート(51)の先端形状とは異なり、円筒状であることによって、エンドミル(110A)で加工された螺旋溝(41)の底壁面は、螺旋溝(41)を通過するゲート(51)の先端の軌跡とは厳密には一致しない。   As described above, the bottom wall surface of the spiral groove (41) is also cut when the side wall surfaces (42, 43) of the spiral groove (41) are processed by the end mill (110A). However, when processing the side wall surfaces (42, 43), the processing is performed with a focus on processing the side wall surfaces (42, 43) more accurately than the angle of the end mill (110A) with respect to the workpiece (120). And the end mill (110A) is cylindrical, unlike the tip of the gate (51), the bottom wall surface of the spiral groove (41) processed by the end mill (110A) The trajectory of the tip of the gate (51) passing through does not exactly match.

そこで、本実施形態では、エンドミル(110A)で螺旋溝(41)の側壁面(42,43)を加工した後に、先端部がゲート(51)の先端部と同様の形状をしたバイト(110B)を用いて、該バイト(110B)の姿勢を螺旋溝(41)を通過するゲート(51)の先端部と同様となるように維持した状態で螺旋溝(41)の底壁面(44)を加工している。こうすることによって、螺旋溝(41)の底壁面(44)を、ゲート(51)の先端の軌跡と同様の形状に形成することができる。   Therefore, in this embodiment, after processing the side wall surface (42, 43) of the spiral groove (41) with the end mill (110A), the tip (110B) whose tip is the same shape as the tip of the gate (51) Is used to machine the bottom wall surface (44) of the spiral groove (41) while maintaining the same posture of the cutting tool (110B) as the tip of the gate (51) passing through the spiral groove (41). is doing. By doing so, the bottom wall surface (44) of the spiral groove (41) can be formed in the same shape as the locus of the tip of the gate (51).

こうして、1つのワーク(120)がスクリューロータ(40)に加工されるが、このワーク(120)の加工を継続すると、やがて工具(110)の刃が摩耗し、切削力が低下する。切削力が低下すると、切削抵抗が大きくなり、工具(110)がワーク(120)から受ける反力が大きくなってしまう。すると、加工装置(100)が工具(110)をワーク(120)に対して所望の目標工具経路に沿って移動させたとしても、工具(110)の摩耗状態に応じて工具(110)及びワーク(120)の撓み具合が変化するため、工具(110)はワーク(120)に対し所望の目標工具経路よりも撓みの変化量だけずれた経路を通過し、所望の形状、即ち、所望の螺旋溝(41)をワーク(120)に加工することが困難になる。   Thus, one workpiece (120) is machined into the screw rotor (40). If the machining of this workpiece (120) is continued, the blade of the tool (110) will eventually wear and the cutting force will decrease. When the cutting force decreases, the cutting resistance increases, and the reaction force that the tool (110) receives from the workpiece (120) increases. Then, even if the processing device (100) moves the tool (110) along the desired target tool path with respect to the workpiece (120), the tool (110) and the workpiece are changed according to the wear state of the tool (110). Since the degree of bending of (120) changes, the tool (110) passes through a path that is shifted from the desired target tool path by the amount of change in deflection with respect to the workpiece (120), and has a desired shape, that is, a desired spiral. It becomes difficult to process the groove (41) into the workpiece (120).

そこで、加工装置(100)は、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに、加工後のワーク(120)の形状を測定し、所望のスクリューロータ(40)の形状との形状誤差を測定し、該形状誤差に基づいて目標工具経路データを再設定している。   Therefore, every time machining of one workpiece (120) is completed, the machining device (100) measures the shape of the workpiece (120) after machining, and determines the shape error from the desired screw rotor (40) shape. Measurement is performed, and the target tool path data is reset based on the shape error.

詳しくは、制御装置(500)の形状誤差測定部(540)は、1つのワーク(120)の加工が完了すると、図13に示すように、工具支持ユニット(200)にタッチセンサ(110C)を搭載させ、ワーク(120)の形状、具体的には螺旋溝(41)の形状を測定する。このタッチセンサ(110C)は、球状の先端部がワーク(120)に接触することで検出信号を出力するように構成されており、この検出信号が形状誤差測定部(540)へ入力されるように構成されている。このタッチセンサ(110C)が形状測定手段を構成する。   Specifically, when the processing of one workpiece (120) is completed, the shape error measurement unit (540) of the control device (500) places the touch sensor (110C) on the tool support unit (200) as shown in FIG. The shape of the workpiece (120), specifically, the shape of the spiral groove (41) is measured. The touch sensor (110C) is configured to output a detection signal when the spherical tip contacts the workpiece (120), and the detection signal is input to the shape error measurement unit (540). It is configured. This touch sensor (110C) constitutes a shape measuring means.

この形状誤差の測定では、第1及び第2側壁面(42,43)及び底壁面(44)ごとに所定の複数の測定点が設定されており、工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)を移動させて、タッチセンサ(110C)により該測定点における法線方向への壁面のずれ量を測定する。詳しくは、加工されたワーク(120)、即ちスクリューロータのおおよその形状並びにタッチセンサ(110C)の幾何学形状及び不感量が予めわかっているため、ワーク(120)の螺旋溝(41)における所定の測定点にタッチセンサ(110C)の先端が接触するように工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)を移動させる。このとき、ワーク(120)が設計通りに加工されている場合は、工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)の移動が完了すると同時に(即ち、スクリューロータの設計形状並びにタッチセンサ(110C)の幾何学形状及び不感量等に基づいてタッチセンサ(110C)の先端部が所望の測定点に到達すると予測される位置まで、機械座標系において工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)を移動させたとき)、タッチセンサ(110C)の先端が所定の測定点に接触し、該タッチセンサ(110C)が検出信号を出力する。このとき、該測定点における壁面のずれ量は零となる。それに対し、該測定点においてその壁面が目標の壁面形状よりも浮き上がっている場合には、タッチセンサ(110C)の先端が所定の測定点に到達する前にタッチセンサ(110C)が検出信号を出力することになり、形状誤差測定部(540)は、検出信号が出力されたときの工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)の機械座標から測定点における法線方向への該壁面のずれ量を算出し記憶する。一方、該測定点においてその壁面が目標の壁面形状よりも沈み込んでいる場合には、タッチセンサ(110C)の先端が所定の測定点に到達してもタッチセンサ(110C)が検出信号を出力しないため、形状誤差測定部(540)は、タッチセンサ(110C)が検出信号を出力するまで工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)をさらに移動させて、検出信号が出力されたときの工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)の機械座標から測定点における法線方向への該壁面のずれ量を算出し記憶する。こうして、各壁面ごとに複数の測定点における法線方向へのずれ量が形状誤差として測定される。   In the measurement of the shape error, a plurality of predetermined measurement points are set for each of the first and second side wall surfaces (42, 43) and the bottom wall surface (44), and the tool support unit (200) and the work support unit ( 300) is moved, and the shift amount of the wall surface in the normal direction at the measurement point is measured by the touch sensor (110C). Specifically, since the rough shape of the processed workpiece (120), that is, the approximate shape of the screw rotor and the geometric shape and insensitivity of the touch sensor (110C) are known in advance, a predetermined value in the spiral groove (41) of the workpiece (120) is obtained. The tool support unit (200) and the work support unit (300) are moved so that the tip of the touch sensor (110C) contacts the measurement point. At this time, if the workpiece (120) is machined as designed, the movement of the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300) is completed (that is, the design shape of the screw rotor and the touch sensor (110C)). The tool support unit (200) and the work support unit (300) in the machine coordinate system up to the position where the tip of the touch sensor (110C) is predicted to reach a desired measurement point based on the geometric shape and the insensitive amount ) Is moved), the tip of the touch sensor (110C) comes into contact with a predetermined measurement point, and the touch sensor (110C) outputs a detection signal. At this time, the amount of displacement of the wall surface at the measurement point is zero. On the other hand, when the wall surface is raised above the target wall shape at the measurement point, the touch sensor (110C) outputs a detection signal before the tip of the touch sensor (110C) reaches the predetermined measurement point. Therefore, the shape error measuring unit (540) is configured to measure the wall surface in the normal direction from the machine coordinates of the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300) when the detection signal is output. The amount of deviation is calculated and stored. On the other hand, if the wall surface is sinking below the target wall surface shape at the measurement point, the touch sensor (110C) outputs a detection signal even if the tip of the touch sensor (110C) reaches a predetermined measurement point. Therefore, when the detection signal is output, the shape error measurement unit (540) further moves the tool support unit (200) and the work support unit (300) until the touch sensor (110C) outputs the detection signal. The displacement amount of the wall surface in the normal direction at the measurement point is calculated and stored from the machine coordinates of the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300). In this way, the shift amount in the normal direction at a plurality of measurement points for each wall surface is measured as a shape error.

尚、形状の測定は、第1及び第2側壁面(42,43)及び底壁面(44)の壁面ごとに、例えば、第1側壁面(42)について始端側から終端側に形状を測定し、続いて、同様の測定を第2側壁面(43)及び底壁面(44)について行ってもよいし、壁面ごとに区別することなく、例えば、始端側に位置する第1及び第2側壁面(42,43)及び底壁面(44)上の測定点を測定し、そこから終端側に移動しつつ、全壁面上における測定点を測定していってもよい。   The shape is measured for each of the first and second side wall surfaces (42, 43) and the bottom wall surface (44), for example, for the first side wall surface (42) from the start side to the end side. Subsequently, the same measurement may be performed on the second side wall surface (43) and the bottom wall surface (44). For example, the first and second side wall surfaces located on the start end side are not distinguished for each wall surface. (42, 43) and the measurement points on the bottom wall surface (44) may be measured, and the measurement points on all the wall surfaces may be measured while moving from there to the terminal side.

こうして、形状誤差測定部(540)により形状誤差が測定されると、工具経路再設定部(550)は、測定された形状誤差に基づいて目標工具経路データを再設定する。詳しくは、工具経路再設定部(550)は、図14に示すような各壁面の形状誤差を、予めパターン化しておいた複数の形状誤差モード、即ち、形状誤差成分に分解する。例えば、本実施形態においては、図15に示すように、6個の形状誤差モード、具体的には、螺旋溝(41)の始端側において壁面の幅方向一側が浮き上がっているモード及び幅方向他側が浮き上がっているモード、螺旋溝(41)の中間部において壁面の幅方向一側が浮き上がっているモード及び幅方向他側が浮き上がっているモード並びに螺旋溝(41)の終端側において幅方向一側が浮き上がっているモード及び幅方向他側が浮き上がっているモードを備えている。また、各形状誤差モードごとに対応する形状誤差を生じさせるために目標工具経路データに与えるべき差分データ(即ち、対応する形状誤差を生じさせるための目標工具経路からの経路偏差)ΔPi(i=1〜6)が設定されている。   Thus, when the shape error is measured by the shape error measuring unit (540), the tool path resetting unit (550) resets the target tool path data based on the measured shape error. Specifically, the tool path resetting unit (550) decomposes the shape error of each wall surface as shown in FIG. 14 into a plurality of shape error modes that are patterned in advance, that is, a shape error component. For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 15, there are six shape error modes, specifically, a mode in which one side in the width direction of the wall surface is raised at the start end side of the spiral groove (41), the width direction, and the like. The mode in which the side is raised, the mode in which one side in the width direction of the wall surface is raised in the middle part of the spiral groove (41), the mode in which the other side in the width direction is raised, and the one side in the width direction are raised at the end side of the spiral groove (41). And a mode in which the other side in the width direction is raised. Further, difference data to be given to the target tool path data in order to generate a corresponding shape error for each shape error mode (that is, a path deviation from the target tool path for generating the corresponding shape error) ΔPi (i = 1 ~ 6) is set.

まず、各壁面の誤差形状Errorを、式(1)で示すように、各形状誤差モードに対応する基底ベクトルEi(i=1〜6)の1次結合で近似する。このとき、形状誤差Errorを基底ベクトルEiで表したときの残差が最小となるように、係数ei(i=1〜6)を求める。   First, the error shape Error of each wall surface is approximated by a linear combination of basis vectors Ei (i = 1 to 6) corresponding to each shape error mode, as shown in Expression (1). At this time, the coefficient ei (i = 1 to 6) is obtained so that the residual when the shape error Error is represented by the basis vector Ei is minimized.

Error≒e1×E1+e2×E2+e3×E3+e4×E4+e5×E5+e6×E6 (1)
次に、求めた係数ei(i=1〜6)と各形状誤差モードごとの差分データΔPi(i=1〜6)とを用いて、式(2)で示す目標工具経路データPnの修正データΔPを作成する。
Error ≒ e1 × E1 + e2 × E2 + e3 × E3 + e4 × E4 + e5 × E5 + e6 × E6 (1)
Next, using the obtained coefficient ei (i = 1 to 6) and the difference data ΔPi (i = 1 to 6) for each shape error mode, the target tool path data P n shown in the equation (2) is corrected. Data ΔP is created.

ΔP=e1×ΔP1+e2×ΔP2+e3×ΔP3+e4×ΔP4+e5×ΔP5+e6×ΔP6 (2)
こうして求めた修正データΔPを用いて、式(3)に示すように、目標工具経路データP0nを更新して、新たな目標工具経路データP0n+1を再設定する。
ΔP = e1 × ΔP1 + e2 × ΔP2 + e3 × ΔP3 + e4 × ΔP4 + e5 × ΔP5 + e6 × ΔP6 (2)
Using the correction data ΔP thus obtained, the target tool path data P0 n is updated and new target tool path data P0 n + 1 is reset as shown in the equation (3).

P0n+1=P0n−ΔP (3)
尚、前述の形状誤差モードや基底ベクトル及び差分データは、壁面ごとに用意されている。ただし、底壁面(44)に関しては、工具(110)の摩耗によって生じる形状誤差のほとんどが螺旋溝(41)の深さ方向、即ち、底壁面(44)の法線方向についての誤差であるため、用意する形状誤差モードは底壁面(44)を法線方向に平行移動させる1つのモードだけでもよい。
P0 n + 1 = P0 n −ΔP (3)
Note that the shape error mode, basis vectors, and difference data described above are prepared for each wall surface. However, regarding the bottom wall surface (44), most of the shape error caused by the wear of the tool (110) is an error in the depth direction of the spiral groove (41), that is, the normal direction of the bottom wall surface (44). The shape error mode to be prepared may be only one mode for translating the bottom wall surface (44) in the normal direction.

また、目標工具経路データの再作成においては、測定した全ての測定点における形状誤差を採用する必要はなく、全測定点のうち代表的な一部の形状誤差を用いて目標工具経路データを再作成してもよい。   In re-creating the target tool path data, it is not necessary to adopt the shape error at all measured measurement points, and the target tool path data is re-created using some representative shape errors among all the measurement points. You may create it.

こうして工具経路再設定部(550)によって目標工具経路データが再設定されると、NCデータ作成部(520)が再設定された目標工具経路データに基づいてNCデータを再作成する。そして、次のワーク(120)は、再設定された目標工具経路データに基づくNCデータによって加工が行われる。その結果、加工装置(100)は、工具(110)がワーク(120)に対して再設定後の目標工具経路に沿って移動するように、工具支持ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)を駆動制御する。このとき、工具(110)は刃の摩耗状態に応じた撓みを生じ、結果として、再設定後の目標工具経路から撓み分だけずれて移動し、刃が摩耗する前の、即ち、ワークの加工開始当初の目標工具経路におおよそ沿って移動することになる。その結果、ワーク(120)には、設計通りの所望の螺旋溝(41)が加工される。   When the target tool path data is reset by the tool path resetting unit (550) in this way, the NC data generating unit (520) re-creates NC data based on the reset target tool path data. Then, the next workpiece (120) is processed by NC data based on the reset target tool path data. As a result, the machining apparatus (100) includes the tool support unit (200) and the work support unit (300) so that the tool (110) moves along the target tool path after resetting with respect to the work (120). Is controlled. At this time, the tool (110) is bent according to the wear state of the blade, and as a result, the tool (110) is moved by a deflection amount from the reset target tool path, and before the blade is worn, that is, the workpiece is processed. It will move approximately along the initial target tool path. As a result, a desired spiral groove (41) as designed is processed in the workpiece (120).

したがって、本実施形態によれば、1つのワーク(120)の加工が完了した後に、加工完了後のワーク(120)と目標とするワーク形状との形状誤差を測定し、該形状誤差に基づいて工具(110)の目標工具経路データを再設定することによって、次のワーク(120)を加工するときには前回のワーク(120)加工時の形状誤差を考慮した、即ち、該形状誤差が生じないように修正された目標工具経路に沿って工具(110)がワーク(120)を加工するため、ワーク(120)を所望の形状に精度良く加工することができる。   Therefore, according to the present embodiment, after the machining of one workpiece (120) is completed, the shape error between the workpiece (120) after machining and the target workpiece shape is measured, and based on the shape error By resetting the target tool path data of the tool (110), when processing the next workpiece (120), the shape error at the time of the previous workpiece (120) processing is taken into consideration, that is, the shape error does not occur. Since the tool (110) processes the workpiece (120) along the target tool path corrected in (i), the workpiece (120) can be accurately processed into a desired shape.

また、加工装置(100)を制御するためのNCデータを形状誤差に基づいて直接補正するのではなく、目標工具経路データを再設定することによって、複雑な形状誤差にも柔軟に対応した目標工具経路データ、ひいてはNCデータを作成することができる。すなわち、形状誤差のうち工具(110)の摩耗による工具(110)及びワーク(120)の撓み量に基づく形状誤差はワーク(120)に対する工具(110)の当て方によって複雑に変化するので、該形状誤差のずれ量やずれている方向はワーク(120)の場所によって一様ではない。そのため、NCデータについて単に原点補正するだけでは、工具経路の全体が特定の方向へ一様にずれるだけなので、工具の摩耗に基づく形状誤差に対応した適切な工具経路に沿って工具(110)を移動させることができない。それに対して、本実施形態では、NCデータの基礎となる目標工具経路データを作り直すため、複雑な形状誤差に応じた適切な目標工具経路データ、ひいてはNCデータを再作成することができる。   In addition, the NC data for controlling the machining device (100) is not directly corrected based on the shape error, but by re-setting the target tool path data, the target tool can flexibly cope with complicated shape errors. Route data, and hence NC data can be created. That is, among the shape errors, the shape error based on the deflection amount of the tool (110) and the work (120) due to wear of the tool (110) varies in a complicated manner depending on how the tool (110) is applied to the work (120). The amount of displacement of the shape error and the direction of displacement are not uniform depending on the location of the workpiece (120). Therefore, simply correcting the origin for the NC data only shifts the entire tool path uniformly in a specific direction. Therefore, the tool (110) is moved along the appropriate tool path corresponding to the shape error based on the wear of the tool. It cannot be moved. On the other hand, in this embodiment, since the target tool path data that is the basis of the NC data is recreated, appropriate target tool path data corresponding to a complicated shape error, and thus NC data can be recreated.

さらに、本実施形態では、測定した形状誤差に基づいて目標工具経路データを再作成するときに、形状誤差から目標工具経路データを直接算出するのではなく、形状誤差を予め用意しておいた複数の形状誤差モードに分解して、各形状誤差モードに対応させた予め用意しておいた差分データを各形状誤差モードの構成比率に応じて元の目標工具経路データに加減算することによって目標工具経路データを再作成している。こうすることによって、形状誤差から目標工具経路データを直接算出する方法と比較して、計算量を大幅に低減させることができ、形状誤差に応じた目標工具経路データを容易に作成することができる。   Furthermore, in this embodiment, when re-creating the target tool path data based on the measured shape error, the target tool path data is not directly calculated from the shape error, but a plurality of shape errors are prepared in advance. The target tool path is obtained by adding / subtracting the difference data prepared in advance corresponding to each shape error mode to the original target tool path data according to the composition ratio of each shape error mode. The data is being recreated. By doing so, it is possible to greatly reduce the amount of calculation as compared with the method of directly calculating the target tool path data from the shape error, and it is possible to easily create the target tool path data corresponding to the shape error. .

尚、前記実施形態では、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに、目標工具経路を再設定しているが、目標工具経路を再設定するタイミングはこれに限られるものではない。例えば、所定個数のワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路を再設定してもよいし、加工装置(100)による加工継続時間が所定時間を経過したときに加工しているワークの加工が完了した後に目標工具経路を再設定してもよい。すなわち、加工装置(100)において許容できない程度の形状誤差が生じると考えられるタイミングであれば、任意のタイミングで目標工具経路の再設定を行えばよい。   In the embodiment, the target tool path is reset every time machining of one workpiece (120) is completed, but the timing for resetting the target tool path is not limited to this. For example, the target tool path may be reset every time machining of a predetermined number of workpieces (120) is completed, or a workpiece that is being machined when a machining continuation time by the machining device (100) has passed a predetermined time The target tool path may be reset after the machining is completed. That is, the target tool path may be reset at an arbitrary timing as long as an unacceptable shape error is generated in the machining apparatus (100).

また、測定した形状誤差に基づいて目標工具経路データを再作成する方法を前記方法に限られるものではない。すなわち、測定した形状誤差を修正できる目標工具経路データを作成することができる方法であれば任意の方法を採用することができる。   Further, the method of re-creating the target tool path data based on the measured shape error is not limited to the above method. In other words, any method can be adopted as long as it can create target tool path data that can correct the measured shape error.

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。   In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工方法及び加工装置について有用である。   As described above, the present invention is useful for a screw rotor processing method and a processing apparatus for processing a screw rotor of a screw compressor.

本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置の制御装置の要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the control apparatus of the screw rotor processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. シングルスクリュー圧縮機の要部の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the principal part of a single screw compressor. 図2のIII−III線における横断面図である。FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line III-III in FIG. 2. シングルスクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。It is a perspective view which extracts and shows the principal part of a single screw compressor. シングルスクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。It is a perspective view which extracts and shows the principal part of a single screw compressor. 実施形態に係る圧縮機構の動作を示す平面図であり、(A)は吸込行程を示し、(B)は圧縮行程を示し、(C)は吐出行程示す。It is a top view which shows operation | movement of the compression mechanism which concerns on embodiment, (A) shows a suction stroke, (B) shows a compression stroke, (C) shows a discharge stroke. スクリューロータ加工装置の全体構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the whole structure of a screw rotor processing apparatus. スピンドル本体の概略構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows schematic structure of a spindle main body. バイト用ツールホルダの概略構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows schematic structure of the tool holder for tools. 別のスピンドル本体及びバイト用ツールホルダの概略構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows schematic structure of another spindle main body and the tool holder for tools. ワーク加工時のスクリューロータ加工装置を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the screw rotor processing apparatus at the time of a workpiece | work processing. 螺旋溝の加工手順を示す概略説明図であり、(A)は粗加工、(B)は側壁面の仕上げ加工、(C)は底壁面の仕上げ加工を示す。It is a schematic explanatory drawing which shows the process sequence of a spiral groove, (A) shows rough processing, (B) shows the finishing process of a side wall surface, (C) shows the finishing process of a bottom wall surface. ワークの形状誤差測定時のスクリューロータ加工装置を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the screw rotor processing apparatus at the time of the shape error measurement of a workpiece | work. 測定された形状誤差のイメージを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image of the measured shape error. 形状誤差モードを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a shape error mode. 一般的なシングルスクリュー圧縮機の要部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the principal part of a common single screw compressor.

1 シングルスクリュー圧縮機(スクリュー圧縮機)
40 スクリューロータ
100 スクリューロータ加工装置(加工装置)
110A エンドミル(工具)
110B バイト(工具)
110C タッチセンサ(形状測定手段)
120 ワーク
500 制御装置(制御部)
1 Single screw compressor (screw compressor)
40 screw rotor
100 Screw rotor processing equipment (processing equipment)
110A end mill (tool)
110B byte (tool)
110C touch sensor (shape measuring means)
120 workpieces
500 Control device (control unit)

Claims (8)

工具(110)とワーク(120)とを相対移動させて該工具(110)でワーク(120)を加工する加工装置(100)を用いて、ワーク(120)をスクリュー圧縮機(1)のスクリューロータ(40)に加工するスクリューロータ加工方法であって、
所望のスクリューロータ形状に加工するための、ワーク(120)に対する工具(110)の目標工具経路を設定する工具経路設定工程と、
前記目標工具経路から、前記加工装置(100)で前記工具(110)と前記ワーク(120)とをそれぞれ移動させるための数値データを作成する数値データ作成工程と、
前記加工装置(100)が前記数値データに基づいて前記工具(110)と前記ワーク(120)とをそれぞれ移動させて、該工具(110)で該ワーク(120)を加工する加工工程と、
加工完了後のワーク(120)の形状と前記所望のスクリューロータ形状との形状誤差を測定する形状誤差測定工程と、
前記形状誤差測定工程で測定された形状誤差に基づいて目標工具経路を再設定する工具経路再設定工程とを含み、
前記工具経路再設定工程は、
前記形状誤差を、予めパターン化しておいた複数の形状誤差モードに分解すると共に、該各形状誤差モードの構成比率を求めるモード分解工程と、
前記各形状誤差モードに対応させて予め用意しておいた修正値に該各形状誤差モードの構成比率を掛け合わせた値で元の目標工具経路を修正する修正工程とを含んでいることを特徴とするスクリューロータ加工方法。
Using the processing device (100) for processing the workpiece (120) with the tool (110) by relatively moving the tool (110) and the workpiece (120), the workpiece (120) is screwed into the screw compressor (1). A screw rotor machining method for machining into a rotor (40),
A tool path setting step for setting a target tool path of the tool (110) with respect to the workpiece (120) for processing into a desired screw rotor shape;
From the target tool path, a numerical data creation step of creating numerical data for moving the tool (110) and the workpiece (120) in the processing device (100),
The machining device (100) moves the tool (110) and the workpiece (120) based on the numerical data, respectively, and machining the workpiece (120) with the tool (110),
A shape error measuring step for measuring a shape error between the shape of the workpiece (120) after completion of machining and the desired screw rotor shape;
Look including the tool path resetting step of resetting the target tool path on the basis of the shape error measurement measured shape error in step,
The tool path resetting step includes
A mode decomposition step for decomposing the shape error into a plurality of pre-patterned shape error modes and obtaining a composition ratio of each shape error mode;
Characterized in that has Nde contains a correcting step for correcting the original target tool path at the allowed to correspond to each shape error mode multiplying the composition ratio of each of the shape error mode correction value prepared in advance by the value A screw rotor machining method.
請求項1において、  In claim 1,
前記モード分解工程では、前記形状誤差を、前記形状誤差モードに対応する基底ベクトルの一次結合で近似することによって該形状誤差を複数の形状誤差モードに分解して該各形状誤差モードの構成比率を求めることを特徴とするスクリューロータ加工方法。  In the mode decomposition step, the shape error is approximated by a linear combination of basis vectors corresponding to the shape error mode, so that the shape error is decomposed into a plurality of shape error modes, and the composition ratio of each shape error mode is determined. A screw rotor processing method characterized in that:
請求項1において、
前記工具経路再設定工程は、
所定のタイミングが到来したときであって且つそのとき加工しているワーク(120)の加工が完了したときに目標工具経路の再設定を行うことを特徴とするスクリューロータ加工方法。
In claim 1,
The tool path resetting step includes
A screw rotor machining method, comprising: resetting a target tool path when a predetermined timing has arrived and machining of a workpiece (120) being machined at that time is completed.
請求項1において、
前記工具経路再設定工程は、
1つのワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路の再設定を行うことを特徴とするスクリューロータ加工方法。
In claim 1,
The tool path resetting step includes
A screw rotor machining method, wherein a target tool path is reset every time machining of one workpiece (120) is completed.
工具(110)とワーク(120)とを相対移動させて該工具(110)でワーク(120)をスクリュー圧縮機(1)のスクリューロータ(40)に加工するスクリューロータ加工装置であって、
所望のスクリューロータ形状に加工するための、ワーク(120)に対する工具(110)の目標工具経路を設定すると共に、該目標工具経路から、前記工具(110)と前記ワーク(120)とをそれぞれ移動させるための数値データを作成し、該数値データに基づいて該工具(110)とワーク(120)とをそれぞれ移動させて、該工具(110)に該ワーク(120)を加工させる制御部(500)と、
加工完了後のワーク(120)の形状を測定する形状測定手段(110C)とを備え、
前記制御部(500)は、前記形状測定手段(110C)によって測定された加工完了後のワーク(120)の形状と前記所望のスクリューロータ形状との形状誤差を算出し、該形状誤差を予めパターン化しておいた複数の形状誤差モードに分解すると共に、該各形状誤差モードの構成比率を求め、該各形状誤差モードに対応させて予め用意しておいた修正値に該各形状誤差モードの構成比率を掛け合わせたもので元の目標工具経路を修正して、目標工具経路を再設定することを特徴とするスクリューロータ加工装置。
A screw rotor processing apparatus for processing a work (120) into a screw rotor (40) of a screw compressor (1) by relatively moving a tool (110) and a work (120),
A target tool path of the tool (110) with respect to the work (120) for processing into a desired screw rotor shape is set, and the tool (110) and the work (120) are respectively moved from the target tool path. A control unit (500) that creates numerical data for causing the tool (110) to process the work (120) by moving the tool (110) and the work (120) based on the numerical data. )When,
And a shape measuring means (110C) for measuring the shape of the workpiece (120) after completion of machining,
The control unit (500) calculates a shape error between the shape of the workpiece (120) after completion of processing measured by the shape measuring means (110C) and the desired screw rotor shape, and the shape error is pre-patterned. Are divided into a plurality of shape error modes that have been formed, and the composition ratio of each shape error mode is obtained, and the configuration of each shape error mode is prepared in advance according to each shape error mode. A screw rotor machining apparatus characterized by correcting an original target tool path by multiplying a ratio and resetting the target tool path.
請求項5において、  In claim 5,
前記制御部(500)は、前記形状誤差を、前記形状誤差モードに対応する基底ベクトルの一次結合で近似することによって該形状誤差を複数の形状誤差モードに分解して該各形状誤差モードの構成比率を求めることを特徴とするスクリューロータ加工装置。  The control unit (500) decomposes the shape error into a plurality of shape error modes by approximating the shape error with a linear combination of basis vectors corresponding to the shape error mode, and forms each shape error mode. A screw rotor processing apparatus characterized by obtaining a ratio.
請求項5において、
前記制御部(500)は、所定のタイミングが到来したときであって且つそのときに加工しているワーク(120)の加工が完了したときに目標工具経路の再設定を行うことを特徴とするスクリューロータ加工装置。
In claim 5,
The control unit (500) resets the target tool path when a predetermined timing has come and when the machining of the workpiece (120) being machined at that time is completed. Screw rotor processing equipment.
請求項5において、
前記制御部(500)は、1つのワーク(120)の加工が完了するごとに目標工具経路の再設定を行うことを特徴とするスクリューロータ加工装置。
In claim 5,
The screw rotor machining apparatus, wherein the control unit (500) resets a target tool path every time machining of one workpiece (120) is completed.
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