JP5151686B2 - 非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法 - Google Patents
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Description
次に図4(A)を用いてリフトデータについて説明する。リフトデータは非真円形状の工作物の形状を特定するために、工作物の回転角度(リフトデータ回転角度:α)に応じたリフト量(L)を設定した(求めた)ものである(詳細については後述する)。
図4(A)左図に示すように、リフトデータ回転角度α=0°の場合、カムWとタペット面TMとの接点SP(0)は、カムWの回転軸Pwの真下となり、(α=0°、リフト量L(0))がリフトデータである。
カムWとタペット面TMとの接点SP(0)を砥石Tで研削する場合、砥石Tの位置は、図4(B)左図に示す位置となり、この位置の主軸回転角度θ(α)をθ(0)とする。この場合、カムWの回転軸Pw(すなわち、主軸の回転軸)から砥石回転軸Ptまでの心間距離D(θ(0))は、カムWの真円部分の半径Rw+砥石半径Rtであり、この(主軸回転角度θ(0)、心間距離D(θ(0)))が、リフトデータ(α=0°、リフト量L(0))から変換されたプロフィールデータである。
カムWとタペット面TMとの接点SP(135)を砥石Tで研削する場合、砥石Tの位置は図4(B)右図に示す位置となり、この位置の主軸回転角度θ(135)は、図4(B)右図に示すように、135°より大きな値であり、リフトデータと砥石半径Rtを用いて、計算によって求める。また、心間距離D(θ(135))は、図4(B)右図に示すように、カムWの真円部分の半径Rw+砥石半径Rtより大きな値であり、リフトデータと砥石半径Rtを用いて、計算によって求める。この(主軸回転角度θ(135)、心間距離D(θ(135)))が、リフトデータ(α=135°、リフト量L(135))から変換されたプロフィールデータである。
例えば特許文献1に記載された従来技術では、仕上げ形状の許容誤差を用いて、リフトデータを許容誤差内で平滑化して補正リフトデータを求め、補正リフトデータをプロフィールデータに変換している。これにより、仕上げ形状を許容誤差内に収めるとともに、より高速度で比較的短時間で加工することができる、非真円形工作物加工用数値制御装置が開示されている。
また、例えば特許文献2に記載された従来技術では、特許文献1に記載された従来技術に対して、リフトデータを平滑化する範囲を指定し、補正リフトデータの演算時間を短縮化して、更に短時間で加工することができる、工作物加工用数値制御装置が開示されている。
例えば、リフトデータ回転角度順に並んだリフトデータを順にプロフィールデータに変換していくと、一部のプロフィールデータにおいて主軸回転角度が反対方向に少し戻る場合がある(図5(A)のB(3)〜B(5)部分、図6(A)のB(3)〜B(4)部分、B(6)〜B(7)部分を参照)。このまま研削盤で加工を行うと、主軸回転方向が反転する個所では、反転する毎にカムWの該当個所を再度研削することになり、仕上げ形状の精度に影響する可能性がある。しかし、プロフィールデータを補正しようにも、プロフィールデータから求めた主軸回転角度に対応する工具進退位置を示す各プロフィール点を滑らかに結線しても補間曲線に「うねり」が生じ、加工精度に影響する可能性がある。
また、単に、主軸回転角度が反転するプロフィール点を削除する方法も考えられるが、図5(A)及び図6(A)の二点鎖線で示すように、滑らかに連続せずに「うねり(心間距離方向の段差)」が生じ、加工精度に影響する可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、非真円形状の工作物のリフトデータ(または補正リフトデータ)から変換して求めたプロフィールデータに対して、適切にプロフィールデータを補正して加工精度をより向上させることができる、非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法を提供することを課題とする。
請求項1に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法は、主軸を用いて非真円形状の工作物を工作物回転軸回りに回転させながら当該回転に同期させて工具を前記工作物に対して相対的に前記工作物回転軸に交差する方向に進退させて研削加工する際の主軸回転角度と、当該主軸回転角度に対応させた工具進退位置との関係を示す、非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であり、以下のステップを有する。
非真円形状の前記工作物の形状を特定するために当該工作物を前記工作物回転軸回りに回転させたリフトデータ回転角度に応じたリフト量が設定されたリフトデータを読み込むステップ。
読み込んだ前記リフトデータに基づいて前記主軸回転角度に対応する前記工具進退位置を示す複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を算出するステップ。
算出した前記プロフィール点群を、前記リフトデータ回転角度が増加あるいは減少する順に前記プロフィール点群を並べた際に前記主軸回転角度方向に対して反転するまでのプロフィール点群が1つのグループとなるようにグループ毎に分割するステップ。
前記グループの中から、互いのグループが前記主軸回転角度方向に重なる部分を有する2つのグループを抽出するグループ抽出ステップ。
抽出した2つのグループの間で前記主軸回転角度方向に重なる部分において予め設定した特異点削除条件を満足するプロフィール点を削除するステップ。
請求項2に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法は、主軸を用いて非真円形状の工作物を工作物回転軸回りに回転させながら当該回転に同期させて工具である略円筒状の回転砥石を前記工作物に対して相対的に前記工作物回転軸に交差する方向に進退させて前記回転砥石の円筒面にて研削加工する際の主軸回転角度と、当該主軸回転角度に対応させた工具進退位置との関係を示す、非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であり、以下のステップを有する。
非真円形状の前記工作物の形状を特定するために当該工作物を前記工作物回転軸回りに回転させたリフトデータ回転角度に応じたリフト量が設定されたリフトデータと、前記回転砥石の径と、を読み込むステップ。
読み込んだ前記リフトデータと前記回転砥石の径とに基づいて前記主軸回転角度に対応する前記工具進退位置を示す複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を算出するステップ。
算出した前記プロフィール点群を、前記リフトデータ回転角度が増加あるいは減少する順に前記プロフィール点群を並べた際に前記主軸回転角度方向に対して反転するまでのプロフィール点群が1つのグループとなるようにグループ毎に分割するステップ。
前記グループの中から、互いのグループが前記主軸回転角度方向に重なる部分を有する2つのグループを抽出するグループ抽出ステップ。
抽出した2つのグループの間で前記主軸回転角度方向に重なる部分において予め設定した特異点削除条件を満足するプロフィール点を削除するステップ。
請求項3に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法は、請求項1または2に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、前記特異点削除条件によってプロフィール点を削除する場合、分割した各グループを、更に、プロフィール点の数が所定数以上あるいは主軸回転角度範囲が所定範囲以上である条件を満足する優勢グループと、前記条件を満足しない劣勢グループとに分類する。
そして、前記グループ抽出ステップにて抽出した2つのグループが優勢グループと劣勢グループである場合、主軸回転角度が重なっている部分において、劣勢グループのプロフィール点を削除する。
請求項4に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、前記特異点削除条件によってプロフィール点を削除する場合、分割した各グループを、更に、プロフィール点の数が所定数以上あるいは主軸回転角度範囲が所定範囲以上である条件を満足する優勢グループと、前記条件を満足しない劣勢グループとに分類する。
そして、前記グループ抽出ステップにて抽出した2つのグループが劣勢グループと劣勢グループである場合、主軸回転角度が重なっている部分において、主軸回転角度範囲が小さなほうの劣勢グループのプロフィール点を削除する。
請求項5に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、前記特異点削除条件によってプロフィール点を削除する場合、分割した各グループを、更に、プロフィール点の数が所定数以上あるいは主軸回転角度範囲が所定範囲以上である条件を満足する優勢グループと、前記条件を満足しない劣勢グループとに分類する。
そして、前記グループ抽出ステップにて抽出した2つのグループが優勢グループと優勢グループである場合、互いのプロフィール点群を順に結線した線分の交点を求め、あるいは前記線分を延長して交点を求め、前記交点から先となる主軸回転角度が重なっている部分のプロフィール点を削除する。
請求項6に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法は、請求項5に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、前記交点を新たなプロフィール点として追加する。
これにより、加工精度をより向上させることができる。
これにより、加工精度をより向上させることができる。
これにより、より短時間にプロフィールデータを作成することができる。
これにより、より短時間にプロフィールデータを作成することができる。
なお、X軸、Y軸、Z軸が記入されている全ての図面において、X軸、Y軸、Z軸は互いに直交しており、Y軸方向は鉛直上向きの方向を示しており、X軸方向とZ軸方向は互いに直交する水平方向を示しており、非真円形状の工作物の例としてカムWが形成されたカムシャフトを、研削工具の例として回転する(略円筒状の)砥石T(当該回転砥石の円筒面にて工作物を研削する)を用いて説明する。
図1の例に示すように、本実施の形態にて説明する工作機械1は、キーボード等の入力手段65、モニタ等の表示手段64、テープリーダ等のデータ読込手段63、自動プログラミング装置6、数値制御装置5、ドライブユニット81〜83、研削盤7にて構成されている。
データ読込手段63は、入力手段65及び表示手段64を用いた作業者からの操作に従って、各種のデータを読み込む。この場合、非真円形状の工作物(この場合、カムW)の形状を特定するためのリフトデータと、砥石Tの径とを読み込む。なお、カムシャフトに複数のカムWが形成されている場合、各カムWの位相が異なるので、カムW毎にリフトデータが異なる。
ワークテーブル71の上には、センタ72Cの中心を通るZ軸方向の主軸回転軸回りに回転する(主軸駆動手段72Mによって回転可能)主軸72を備えた主軸装置72Dと、主軸回転軸上に設けられたセンタ73Cを備えた心押し装置73とが載置されている。また、カムWが形成されたカムシャフトは、センタ72Cとセンタ73Cとで挟持される。なお、主軸72には工作物の回転位相と主軸の回転位相を一致させるための位置決めピン72Pが設けられており、工作物には前記位置決めピン72Pが嵌合する嵌合部(図示省略)が形成されており、前記位置決めピン72Pと前記嵌合部とが嵌合するように工作物(この場合、カムシャフト)が位置決めされて挟持されている。
砥石テーブル74Dの上には、砥石駆動手段74Nによって回転する砥石Tが載置されている。
なお、図示省略しているが、ドライブユニット82は主軸駆動手段72Mのエンコーダ等の検出信号から主軸72の実際の主軸回転角度を取り込んでフィードバック制御し、ドライブユニット81は砥石テーブル駆動手段74Mのエンコーダ等の検出信号から砥石テーブル74Dの実際のX軸方向の位置を取り込んでフィードバック制御し、ドライブユニット83はワークテーブル駆動手段71Mのエンコーダ等の検出信号からワークテーブル71の実際のZ軸方向の位置を取り込んでフィードバック制御する。
また本実施の形態にて説明する研削盤7では、主軸回転軸(図2の例では工作物回転軸Pwと一致)と砥石Tの回転軸である砥石回転軸Ptは同一の水平面STM上にある。
自動プログラミング装置6は、入出力インターフェース62と、CPU等の制御手段60と、RAM等の記憶手段61とを備えている。
そして、自動プログラミング装置6は、データ読込手段63からのリフトデータと、自身の記憶手段61に記憶されている砥石径(砥石Tの半径)とに基づいて、主軸72の主軸回転角度θに対応する工具進退位置D(θ)を示す複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を含むプロフィールデータを求める。
また、数値制御装置5は、メイン制御手段50により演算された砥石テーブル74Dの位置決めデータ(この場合、砥石Tにおける砥石回転軸PtのX軸方向の位置)や、主軸72の回転角度データ(この場合、研削対象のカムWの回転角度)や、ワークテーブル71の位置決めデータ(この場合、研削対象のカムWのZ軸方向の位置)をドライブ制御手段53に受け渡す際に使用するRAM53と、ドライブ制御手段53にて補間等された位置決めデータに基づいてドライブユニット81〜83に対してパルス分配を行う分配回路55とを備えている。
そして、数値制御装置5は、研削加工するカムWと砥石Tとが対向するように、ドライブユニット83を介してワークテーブル駆動手段71Mに制御信号を出力する。また、数値制御装置5は、自動プログラミング装置6が求めたプロフィールデータを受け取り、主軸72の主軸回転角度を制御する制御量を演算してドライブユニット82を介して主軸駆動手段72Mに制御信号を出力する。また、数値制御装置5は、主軸回転角度に応じた砥石テーブル74DのX軸方向の位置である工具進退位置を制御する制御量を演算してドライブユニット81を介して砥石テーブル駆動手段74Mに制御信号を出力する。
なお、操作盤59は、研削対象のカムWを研削加工する際に作業者が操作する入力手段や入力結果等を表示する表示手段を備えている。
次に図4(A)を用いてリフトデータがどのようにして設定されているか、について説明する。なお、図4(A)及び(B)に示している「カム基準線」は、上記に説明した工作物の回転位相と主軸の回転位相を一致するために工作物に形成された嵌合部を基準とした位置を示す線である。
本実施の形態にて説明するカムWは非真円形状部分と真円形状部分とを有しており、工作物回転軸Pwを挟んで非真円形状部分の反対側が真円形状部分である例にて説明する。
図4(A)左図は、工作物回転軸Pw回りの回転角度であるリフトデータ回転角度α=0°の場合のタペット面TMの位置を示している。この場合、工作物回転軸Pwからタペット面TMまでの距離であるリフト量L(α)は、真円形状部分の半径Rwである(リフト量L(0)=Rw)。この(α=0°、リフト量L(0))が、リフトデータ回転角度α=0°に対するリフトデータである。
リフトデータは、種々のリフトデータ回転角度αに対するリフト量L(α)が設定された(または求められた)データ群である。なお、上記の説明では、リフト量L(α)を工作物回転軸Pwからタペット面TMまでの距離としたが、カムWの真円部分の半径Rwからの増加分のみをリフト量L´(α)としてもよい(L´(α)=L(α)−Rwとしてもよい)。
リフトデータ回転角度α=0°である図4(A)左図において、カムWとタペット面TMとの接点SP(0)は工作物回転軸Pwの真下に位置している。この接点SP(0)を砥石Tで研削するには、図4(B)左図の位置となるように砥石Tを位置決めする。この場合、カムWの工作物回転軸Pwと、砥石Tの砥石回転軸Ptと、接点SP(0)は一直線上に並び、この位置を研削加工時の基準位置として、図2に示す研削盤7における主軸回転角度θ=0°の位置とする。また、この場合、主軸回転軸(すなわち工作物回転軸Pw)と砥石回転軸Ptとの距離D(θ(0))(以下、心間距離D(θ(α))と記載する)は、カムWの真円形状部分の半径Rw+砥石Tの半径Rtである。
すなわち、(α=0°、リフト量L(0))のリフトデータから変換したプロフィールデータは(主軸回転角度θ(0)(=0°)、心間距離D(θ(0))(=半径Rw+半径Rt))である。
すなわち、(α=135°、リフト量L(135))のリフトデータから変換したプロフィールデータは(主軸回転角度θ(135)、心間距離D(θ(135)))である。
次に図5、図7、図8を用いて、リフトデータと砥石Tの径に基づいてプロフィールデータを作成する方法の例(1)について説明する。作成処理は図7及び図8に示すフローチャートに従って行われる。なお、当該作成処理は、自動プログラミング装置6の制御手段60で行ってもよいし、数値制御装置5のメイン制御手段50で行ってもよい。以下の説明では、数値制御装置5のメイン制御手段50にて行う例にて説明する。
なお、自動プログラミング装置6の制御手段60がリフトデータA(0)〜A(9)(図示省略)をプロフィールデータB(0)〜B(9)に変換し、変換されたプロフィールデータB(0)〜B(9)をメイン制御手段50が制御手段60から受け取って補正してもよい(この場合は図7のステップS5、ステップS10が制御手段60にて実行され、メイン制御手段50は、ステップS20を実行する前に制御手段60からプロフィールデータB(0)〜B(9)を受け取る)。
なお、以下では、プロフィールデータに含まれているデータ((主軸回転角度θ、心間距離D(θ)))のそれぞれを、プロフィール点B(n)と記載する。
また、リフトデータA(0)〜A(9)が、リフトデータ回転角度αが大きくなる方向(または小さくなる方向)に順番に並べられている場合、プロフィール点B(0)〜B(9)も、この順序で並ぶ。
また、図5(A)〜(C)は、プロフィール点B(n)((主軸回転角度θ、心間距離D(θ)))を、主軸回転角度θと心間距離D(θ)の関係を示すグラフに表したものである。
そこで、従来では、主軸回転角度が反転する範囲のプロフィール点(この場合、プロフィール点B(4)、B(5))を削除する作成方法が考案された。しかし、この作成方法では、プロフィール点B(4)、B(5)を削除した結果、図5(A)の二点鎖線で示すものとなり、主軸の回転方向の反転を防止して同一個所の3回研削は回避できるが、カムWの形状に段差が生じる可能性がある。
次に、本実施の形態におけるプロフィールデータの作成方法の処理手順の例を、図7及び図8のフローチャートに示す。
メイン制御手段50は、操作盤59からの加工実行指示等が入力されると、図7に示すステップS5にて、研削対象のカムWのリフトデータと、砥石Tの径とを読み込み、ステップS10に進む。
ステップS10にてメイン制御手段50は、読み込んだリフトデータと砥石径からプロフィールデータを作成(変換)して複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を算出(図5(A)の例では、B(0)〜B(9)の10個のプロフィール点群を算出)して、ステップS20進む。
そして、分割した各グループを、優勢グループまたは劣勢グループのいずれかに分類し、ステップS30に進む。なお、プロフィール点群のグループ分割方法と、優勢グループまたは劣勢グループの分類方法の詳細については以下に説明する。
更にメイン制御手段50は、各グループが優勢グループであるか劣勢グループであるか分類する。例えばメイン制御手段50は、グループに含まれるプロフィール点の数が所定数以上(例えば4個以上)である、あるいはグループの主軸回転角度範囲が所定範囲以上(例えば20°以上)であるグループを優勢グループと判定し、そうでないグループを劣勢グループと判定する。例えば、グループに含まれるプロフィール点の数が4個以上であるグループを優勢グループと判定するように設定した場合、B(0)〜B(3)グループは優勢グループ(以下、第1グループ(優勢)という)と判定され、B(3)〜B(5)グループは劣勢グループ(以下、第2グループ(劣勢)という)と判定され、B(5)〜B(9)グループは優勢グループ(以下、第3グループ(優勢)という)と判定される。
ステップS40では、抽出した2つのグループが、優勢グループと優勢グループの組み合わせであるか否かを判定する。優勢グループと優勢グループである場合(Yes)、ステップS100に進み、そうでない場合(No)、ステップS45に進む。
ステップS100に進んだ場合、後述する図8の処理Aに示す処理を行い、ステップS50に進む。
ステップS45に進んだ場合、抽出した2つのグループが、優勢グループと劣勢グループの組み合わせであるか否かを判定する。優勢グループと劣勢グループである場合(Yes)、ステップS200に進み、そうでない場合(No)、ステップS300に進む。
ステップS300に進んだ場合、後述する図8の処理Cに示す処理を行い、ステップS50に進む。
ステップS200に進んだ場合、図8の処理Bに示す処理を行い、ステップS50に進む。この場合、第1グループ(優勢)と第2グループ(劣勢)を抽出しているので、ステップS200の処理Bを行う。
メイン制御手段50は、図8に示すステップS200にて2つのグループの主軸回転角度方向の重なる部分が有るか否かを判定する。重なる部分が有る場合(Yes)、ステップS210に進み、重なる部分が無い場合(No)、処理Bを終了してリターンする(ステップS50に戻る)。この場合、第1グループ(優勢)と第2グループ(劣勢)に重なる部分があるのでステップS210に進む。
ステップS210では、重なる部分の劣勢グループのプロフィール点を削除(優勢グループと劣勢グループとの特異点削除条件に相当)する。この場合、第2グループ(劣勢)のB(3)、B(4)、B(5)が重なるので削除され、結果として第2グループ(劣勢)そのものが削除される。ただし、第1グループ(優勢)のB(3)は優勢グループのプロフィール点であるので削除されない。また、第3グループ(優勢)のB(5)は優勢グループのプロフィール点であるので削除されない。第1グループ(優勢)のB(3)と第2グループ(劣勢)のB(3)とは別々のものであると考え、第3グループ(優勢)のB(5)と第2グループ(劣勢)のB(5)とは別々のものであると考える。
従って、第2グループ(劣勢)が削除され、プロフィール点としてはB(4)のみが削除され、処理Bを終了してリターンする(ステップS50に戻る)。
なお、ここまでの処理では、図5(B)に示す状態になっている。
メイン制御手段50は、図8に示すステップS100にて2つのグループの主軸回転角度方向の重なる部分が有るか否かを判定する。重なる部分が有る場合(Yes)、ステップS110に進み、重なる部分が無い場合(No)、処理Aを終了してリターンする(ステップS50に戻る)。この場合、第1グループ(優勢)と第3グループ(優勢)に重なる部分があるのでステップS110に進む。
次に、メイン制御手段50は、ステップS110にて各グループのプロフィール点を順に結線した線分の交点を求め、あるいは前記線分を延長して交点を求め、ステップS120に進む。なお、第1グループ(優勢)がB(0)〜B(3)であり、第3グループ(優勢)がB(5)〜B(9)であるため、特に線分を延長しなくても交点が求まる。この場合、交点をB(a)としている。
ステップS120では、互いのグループにおいて、交点から先のプロフィール点を削除し、ステップS130に進む。この場合、第1グループ(優勢)においては交点B(a)から先のB(3)を削除し、第3グループ(優勢)においては交点B(a)から先のB(5)を削除し、ステップS130では、互いのグループに、新たなプロフィール点として、交点B(a)を追加(優勢グループと優勢グループとの特異点削除条件に相当)し、処理Aを終了してリターンする(ステップS50に戻る)。この結果、第1グループ(優勢)はB(0)−B(1)−B(2)−B(a)になり、第3グループ(優勢)はB(a)−B(6)−B(7)−B(8)−B(9)になる。なお、本実施の形態の説明ではステップS130にて交点B(a)を新たなプロフィール点として追加したが、ステップS130を省略して交点B(a)をプロフィール点として追加しなくてもよい。
なお、ここまでの処理では、図5(C)に示す状態になっている。
ステップS60では、補正プロフィールデータ(ここまでの処理にて不要なプロフィール点が削除(新たな追加も含む)されたプロフィールデータ)を滑らかに結線し、結線した線分上において所望するプロフィールデータを求める。例えば、図5(C)のプロフィール点が残った場合、これらを一点鎖線のように滑らかに結線し、主軸回転角度θが2°毎となるようなプロフィール点を求める。
これにより、従来の方法では図5(A)の二点鎖線のように心間距離D(θ)の方向に発生していた段差(B(3)からB(6)の段差)が、本実施の形態による方法では図5(C)の一点鎖線に示すように無くなっており、加工精度をより向上させることができる。
次に図6、図7、図8を用いて、リフトデータと砥石Tの径に基づいてプロフィールデータを作成する方法の例(2)について説明する。なお、作成処理は図7及び図8に示すフローチャートに従って行われ、すでに説明したステップについては説明を省略し、以下、メイン制御手段50で行う例にて説明する。
メイン制御手段50は、操作盤59からの加工実行指示等が入力されると、図7に示すステップS5にて、研削対象のカムWのリフトデータと、砥石Tの径とを読み込み、ステップS10に進む。
ステップS10にてメイン制御手段50は、読み込んだリフトデータと砥石径からプロフィールデータを作成(変換)して複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を算出(図6(A)の例では、B(0)〜B(10)の11個のプロフィール点群を算出)して、ステップS20進む。
ステップS20のグループ分割では、上述したように、主軸回転角度の反転毎に分割し、更にプロフィール点が4個以上のグループを優勢グループと判定する。この場合、第1グループ(優勢)(B(0)〜B(3))、第2グループ(劣勢)(B(3)〜B(4))、第3グループ(劣勢)(B(4)〜B(6))、第4グループ(劣勢)(B(6)〜B(7))、第5グループ(優勢)(B(7)〜B(10))に分割、及び分類する。
ステップS50にリターンすると、更にステップS30に戻り、次の組み合わせである、第1グループ(優勢)と第3グループ(劣勢)を抽出する。この2つのグループでは、ステップS200の処理Bに進み、結果として第3グループ(劣勢)のB(4)が削除され、グラフ上からB(4)が消える。なお、第3グループ(劣勢)のB(5)、B(6)は残っているので、このB(5)、B(6)が新たな第3グループ(劣勢)となる。
ステップS50にリターンすると、更にステップS30に戻り、次の組み合わせである、第3グループ(劣勢)と第4グループ(劣勢)を抽出する。この2つのグループでは、ステップS300の処理Cに進む。
メイン制御手段50は、図8に示すステップS300にて2つのグループの主軸回転角度方向の重なる部分が有るか否かを判定する。重なる部分が有る場合(Yes)、ステップS310に進み、重なる部分が無い場合(No)、処理Cを終了してリターンする(ステップS50に戻る)。この場合、第3グループ(劣勢)と第4グループ(劣勢)に重なる部分があるのでステップS310に進む。
ステップS310では、主軸回転角度範囲が小さいグループの側における、主軸回転角度が重なっている部分のプロフィール点を削除(劣勢グループと劣勢グループとの特異点削除条件に相当)し、ステップS50にリターンする。この場合、第3グループ(劣勢)のB(5)、B(6)が削除されることで、第3グループ(劣勢)そのものが削除される。なお、第4グループ(劣勢)のB(6)は残っている。
なお、ここまでの処理では、図6(B)に示す状態になっている。この状態では、ステップS50においてメイン制御手段50は、比較するグループは無い(No)と判定してステップS60に進む。なお、この場合、図6(C)に示すように、主軸回転角度方向の重なる部分は無いが、隣り合うグループの間隔が所定角度以上である場合、互いのプロフィール点群を順に結線した線分を互いに延長し、交点を新たなプロフィール点(図6(C)の例ではB(b))として追加してもよいし、追加しなくてもよい(図6(C)は交点B(b)を追加した例を示している)。なお、この離間したグループの間の交点の追加は、2つのグループが優勢グループと優勢グループである場合にのみ追加するようにしてもよい。
そして、ステップS60にて、図6(C)の一点鎖線に示すように滑らかに結線し、主軸回転角度θが2°毎となるようなプロフィール点を求める。
これにより、従来の方法では図6(A)の二点鎖線のように心間距離D(θ)の方向に発生していた段差(B(5)からB(9)の段差)が、本実施の形態による方法では図5(C)の一点鎖線に示すように無くなっており、加工精度をより向上させることができる。
また、本実施の形態の説明では、回転砥石を用いた研削盤の例を説明したため、リフトデータと砥石の径に基づいてプロフィールデータに変換したが(カムWと接触する砥石上の位置が変化するため砥石の径が必要)、バイト等を用いた旋盤の場合にも適用可能であり、この場合、(砥石の)径は必要なく、リフトデータに基づいてプロフィールデータに変換すればよい(カムWと接触するバイト上の研削点の位置が変化しないので径は不要)。なお、変換されたプロフィールデータの作成方法は、本実施の形態にて説明した通りである。
また、工作機械1の構成、及び研削盤7の構成は、図1及び図2の例に示すものに限定されるものではない。
また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
5 数値制御装置
6 自動プログラミング装置
7 研削盤
70 ベッド
71 ワークテーブル
71M ワークテーブル駆動手段
72 主軸
72D 主軸装置
72M 主軸駆動手段
72C、73C センタ
73 心押し装置
74D 砥石テーブル
74M 砥石テーブル駆動手段
74N 砥石駆動手段
T 砥石
W カム
81〜83 ドライブユニット
Claims (6)
- 主軸を用いて非真円形状の工作物を工作物回転軸回りに回転させながら当該回転に同期させて工具を前記工作物に対して相対的に前記工作物回転軸に交差する方向に進退させて研削加工する際の主軸回転角度と、当該主軸回転角度に対応させた工具進退位置との関係を示す、非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、
非真円形状の前記工作物の形状を特定するために当該工作物を前記工作物回転軸回りに回転させたリフトデータ回転角度に応じたリフト量が設定されたリフトデータを読み込むステップと、
読み込んだ前記リフトデータに基づいて前記主軸回転角度に対応する前記工具進退位置を示す複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を算出するステップと、
算出した前記プロフィール点群を、前記リフトデータ回転角度が増加あるいは減少する順に前記プロフィール点群を並べた際に前記主軸回転角度方向に対して反転するまでのプロフィール点群が1つのグループとなるようにグループ毎に分割するステップと、
前記グループの中から、互いのグループが前記主軸回転角度方向に重なる部分を有する2つのグループを抽出するグループ抽出ステップと、
抽出した2つのグループの間で前記主軸回転角度方向に重なる部分において予め設定した特異点削除条件を満足するプロフィール点を削除するステップと、を有する、
非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法。 - 主軸を用いて非真円形状の工作物を工作物回転軸回りに回転させながら当該回転に同期させて工具である略円筒状の回転砥石を前記工作物に対して相対的に前記工作物回転軸に交差する方向に進退させて前記回転砥石の円筒面にて研削加工する際の主軸回転角度と、当該主軸回転角度に対応させた工具進退位置との関係を示す、非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、
非真円形状の前記工作物の形状を特定するために当該工作物を前記工作物回転軸回りに回転させたリフトデータ回転角度に応じたリフト量が設定されたリフトデータと、前記回転砥石の径と、を読み込むステップと、
読み込んだ前記リフトデータと前記回転砥石の径とに基づいて前記主軸回転角度に対応する前記工具進退位置を示す複数のプロフィール点からなるプロフィール点群を算出するステップと、
算出した前記プロフィール点群を、前記リフトデータ回転角度が増加あるいは減少する順に前記プロフィール点群を並べた際に前記主軸回転角度方向に対して反転するまでのプロフィール点群が1つのグループとなるようにグループ毎に分割するステップと、
前記グループの中から、互いのグループが前記主軸回転角度方向に重なる部分を有する2つのグループを抽出するグループ抽出ステップと、
抽出した2つのグループの間で前記主軸回転角度方向に重なる部分において予め設定した特異点削除条件を満足するプロフィール点を削除するステップと、を有する、
非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法。 - 請求項1または2に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、
前記特異点削除条件によってプロフィール点を削除する場合、
分割した各グループを、更に、プロフィール点の数が所定数以上あるいは主軸回転角度範囲が所定範囲以上である条件を満足する優勢グループと、前記条件を満足しない劣勢グループとに分類し、
前記グループ抽出ステップにて抽出した2つのグループが優勢グループと劣勢グループである場合、主軸回転角度が重なっている部分において、劣勢グループのプロフィール点を削除する、
非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、
前記特異点削除条件によってプロフィール点を削除する場合、
分割した各グループを、更に、プロフィール点の数が所定数以上あるいは主軸回転角度範囲が所定範囲以上である条件を満足する優勢グループと、前記条件を満足しない劣勢グループとに分類し、
前記グループ抽出ステップにて抽出した2つのグループが劣勢グループと劣勢グループである場合、主軸回転角度が重なっている部分において、主軸回転角度範囲が小さなほうの劣勢グループのプロフィール点を削除する、
非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、
前記特異点削除条件によってプロフィール点を削除する場合、
分割した各グループを、更に、プロフィール点の数が所定数以上あるいは主軸回転角度範囲が所定範囲以上である条件を満足する優勢グループと、前記条件を満足しない劣勢グループとに分類し、
前記グループ抽出ステップにて抽出した2つのグループが優勢グループと優勢グループである場合、互いのプロフィール点群を順に結線した線分の交点を求め、あるいは前記線分を延長して交点を求め、前記交点から先となる主軸回転角度が重なっている部分のプロフィール点を削除する、
非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法。 - 請求項5に記載の非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法であって、
前記交点を新たなプロフィール点として追加する、
非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法。
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