JP5418270B2 - Feed rate control method and feed rate control device - Google Patents

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Description

本発明は、工具により被加工物を加工する際に、被加工物に対する工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御方法およびその装置に関するものである。   The present invention relates to a feed rate control method and apparatus for controlling the relative feed rate of a tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool.

従来、高精度な加工を行うために、砥石の回転駆動電力を目標電力に保つように、砥石の送り速度を制御することが、特許文献1に記載されている。つまり、加工中のある瞬間における砥石全体による加工能率が設定上限値を超えないように、砥石の送り速度を制御している。ここで、「加工能率」とは、単位時間あたりの加工体積に相当する。例えば、円柱状の砥石により円柱状の被加工物の外周面を研削加工する場合には、砥石の送り速度に切込量および研削幅を乗算することにより、砥石全体の加工能率を得ることができる。   Conventionally, in order to perform high-precision processing, Patent Document 1 describes that the feed speed of a grindstone is controlled so that the rotational driving power of the grindstone is maintained at a target power. That is, the feed rate of the grindstone is controlled so that the machining efficiency of the entire grindstone at a certain moment during machining does not exceed the set upper limit value. Here, the “machining efficiency” corresponds to the machining volume per unit time. For example, when grinding the outer peripheral surface of a cylindrical workpiece with a cylindrical grindstone, the processing efficiency of the entire grindstone can be obtained by multiplying the feed rate of the grindstone by the cutting depth and the grinding width. it can.

特開2003−291064号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-291064

しかし、ある瞬間における砥石全体による加工能率が設定上限値以下であったとしても、砥石と被加工物の形状によっては、ある瞬間における砥石による加工領域を局所的に見ると、ある微小領域における加工能率は相対的に低く、他の微小領域における加工能率は相対的に高い場合が存在することがある。このような場合には、微小領域における加工能率が高い領域において、加工焼けが発生するおそれがある。このように、ある瞬間における砥石全体による加工能率だけを監視したとしても、局所的に見ると加工焼けが発生するおそれがあった。   However, even if the processing efficiency of the entire grindstone at a certain moment is below the set upper limit value, depending on the shape of the grindstone and the work piece, if the processing area by the grindstone at a certain moment is viewed locally, machining in a small area The efficiency is relatively low, and there may be a case where the processing efficiency in other micro regions is relatively high. In such a case, there is a possibility that processing burn may occur in a region where the processing efficiency in the minute region is high. As described above, even if only the processing efficiency of the entire grindstone at a certain moment is monitored, there is a risk that processing burn may occur when viewed locally.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、局所的な加工焼けの発生を防止できる送り速度制御方法および送り速度制御装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the feed rate control method and feed rate control apparatus which can prevent generation | occurrence | production of local work burn.

上記の課題を解決するため、本発明は、微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように、送り速度を制御することとした。
すなわち、請求項1に係る送り速度制御方法の発明の特徴は、工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御方法において、加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することである。
In order to solve the above-described problems, the present invention controls the feed rate so that the machining efficiency in the minute region is equal to or less than the set upper limit value.
That is, the feed speed control method according to claim 1 is characterized in that in processing a workpiece with a tool, the feed rate control method controls a relative feed rate of the tool with respect to the workpiece. When the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of minute areas, the feed rate is controlled so that the machining efficiency in each minute area is equal to or less than a set upper limit value.

請求項2に係る発明の特徴は、加工中の各瞬間における前記微小領域の加工能率の最大値が設定下限値以上となるように前記送り速度を制御することである。
請求項3に係る発明の特徴は、前記被加工物は、凹歯と凸歯が周方向に連続して形成され、当該凹歯が相手歯車の凸歯に噛合することにより前記相手歯車との間で動力伝達可能な凹凸歯車であって、前記相手歯車の回転中心軸に対して交差する交差軸を中心として回転する歯車であることである。
請求項4に係る発明の特徴は、前記工具は、中心軸周りに回転しながら前記被加工物を研削する円盤状砥石であり、前記微小領域は、前記円盤状砥石による加工領域を前記円盤状砥石の軸方向断面の表面上に沿って分割された領域であることである。
A feature of the invention according to claim 2 is that the feed speed is controlled so that the maximum value of the machining efficiency of the microscopic area at each moment during machining is equal to or greater than a set lower limit value.
A feature of the invention according to claim 3 is that the workpiece is formed such that concave teeth and convex teeth are continuously formed in the circumferential direction, and the concave teeth mesh with the convex teeth of the counter gear. It is a concavo-convex gear that can transmit power between the two, and is a gear that rotates around a crossing axis that intersects the rotation center axis of the counter gear.
A feature of the invention according to claim 4 is that the tool is a disk-shaped grindstone that grinds the workpiece while rotating around a central axis, and the minute region is a disk-shaped grinding region defined by the disk-shaped grindstone. It is an area divided along the surface of the cross section in the axial direction of the grindstone.

請求項5に係る発明の特徴は、加工中の各瞬間における前記円盤状砥石による前記微小領域を平面状とみなし、かつ、加工中の各瞬間における前記円盤状砥石の前記被加工物に対する相対的な移動方向を直進方向とみなした場合に、前記微小領域における加工能率は、前記円盤状砥石の軸方向断面における砥石表面上の各位置における前記被加工物との接触弧長さと、前記円盤状砥石の前記被加工物に対する相対的な送り速度における前記平面状とみなした前記微小領域の法線方向成分と、を乗算することにより算出することである。   The feature of the invention according to claim 5 is that the minute region formed by the disc-shaped grindstone at each moment during machining is regarded as a plane, and the disc-shaped grindstone at each moment during machining is relative to the workpiece. When the moving direction is regarded as the straight direction, the machining efficiency in the minute region is the contact arc length with the workpiece at each position on the grindstone surface in the axial section of the disc-shaped grindstone, and the disc-like shape. The calculation is performed by multiplying the normal direction component of the minute area regarded as the planar shape at the relative feed speed of the grindstone with respect to the workpiece.

請求項6に係る発明の特徴は、前記工具の表面位置に応じてクーラントの届きにくさを表す係数を設定しておき、前記微小領域における加工能率は、前記微小領域の面積と当該微小領域における前記工具の前記被加工物に対する送り速度とに基づいて算出された基本加工能率に対して、前記係数を乗算して補正された値であることである。   The feature of the invention according to claim 6 is that a coefficient representing the difficulty of reaching the coolant is set in accordance with the surface position of the tool, and the machining efficiency in the minute region is the area of the minute region and the minute region. The basic machining efficiency calculated based on the feed speed of the tool to the workpiece is a value corrected by multiplying the coefficient.

以上は、本発明を送り速度制御方法として把握した場合について説明した。この他に、本発明は、送り速度制御装置としても把握することができる。
すなわち、請求項7に係る送り速度制御装置の発明の特徴は、工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御装置において、加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することである。
In the above, the case where this invention was grasped | ascertained as a feed rate control method was demonstrated. In addition, the present invention can be grasped as a feed speed control device.
That is, the feature of the invention of the feed rate control device according to claim 7 is a feed rate control device for controlling a relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool. When the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of minute areas, the feed rate is controlled so that the machining efficiency in each minute area is equal to or less than a set upper limit value.

請求項8に係る発明の特徴は、前記送り速度制御装置が、NCプログラムに基づいてNC工作機械を制御すると共に、NCプログラムにおける前記工具の前記被加工物に対する送り速度に対して、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように補正した送り速度により制御するNC装置であることである。   The invention according to claim 8 is characterized in that the feed speed control device controls the NC machine tool based on the NC program, and each of the minute speeds with respect to the feed speed of the tool to the workpiece in the NC program. This is an NC device that is controlled by a feed speed that is corrected so that the machining efficiency in the region is equal to or less than the set upper limit value.

請求項9に係る発明の特徴は、加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように算出された前記送り速度に基づいて、NCプログラムを生成するNCプログラム生成装置と、前記NCプログラムの前記送り速度に基づいて前記工具の前記被加工物の相対的な送り速度を制御して、前記工具により前記被加工物を加工するNC装置と、を備えることである。   The feature of the invention according to claim 9 is calculated so that the machining efficiency in each of the micro areas is equal to or less than a set upper limit value when the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of micro areas. An NC program generating device for generating an NC program based on the feed speed, and a relative feed speed of the workpiece of the tool based on the feed speed of the NC program, And an NC device for processing the workpiece.

請求項10に係る送り速度制御方法の発明の特徴は、
工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御方法において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に各前記微小領域における加工能率を算出し、
算出された前記微小領域における加工能率に、当該微小領域の法線方向単位ベクトルにおける所定方向成分を乗算し、
当該乗算値について、前記工具による加工領域に亘って積分を行い、
当該積分値が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することである。
A feature of the invention of the feed rate control method according to claim 10 is as follows:
In a feed rate control method for controlling a relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool,
When the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of minute areas, the machining efficiency in each minute area is calculated,
Multiplying the calculated machining efficiency in the micro area by a predetermined direction component in the normal direction unit vector of the micro area,
For the multiplication value, integration over the machining area by the tool,
The feed speed is controlled so that the integral value is equal to or less than the set upper limit value.

請求項11に係る発明の特徴は、前記工具は、中心軸周りに回転しながら前記被加工物を研削する円盤状砥石であり、前記所定方向は、前記円盤状砥石の回転軸方向および前記円盤状砥石の回転軸に直交する方向の少なくとも何れかであることである。   A feature of the invention according to claim 11 is that the tool is a disc-shaped grindstone that grinds the workpiece while rotating around a central axis, and the predetermined direction is a rotation axis direction of the disc-shaped grindstone and the disc. It is that it is at least any one of the directions orthogonal to the rotating shaft of a grindstone.

請求項12に係る送り速度制御装置の発明の特徴は、
工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御装置において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に各前記微小領域における加工能率を算出し、
算出された前記微小領域における加工能率に、当該微小領域の法線方向単位ベクトルにおける所定方向成分を乗算し、
当該乗算値について、前記工具による加工領域に亘って積分を行い、
当該積分値が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することである。
A feature of the invention of the feed rate control device according to claim 12 is that:
In a feed rate control device that controls the relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool,
When the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of minute areas, the machining efficiency in each minute area is calculated,
Multiplying the calculated machining efficiency in the micro area by a predetermined direction component in the normal direction unit vector of the micro area,
For the multiplication value, integration over the machining area by the tool,
The feed speed is controlled so that the integral value is equal to or less than the set upper limit value.

上記のように構成した請求項1に係る発明によれば、微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように、工具の相対的な送り速度を制御している。従って、加工中のある瞬間における工具による加工領域を局所的に見たとしても、各部位において加工焼けが発生することを防止できる。   According to the invention according to claim 1 configured as described above, the relative feed speed of the tool is controlled so that the machining efficiency in the minute region is equal to or less than the set upper limit value. Therefore, even if the processing region by the tool at a certain moment during processing is viewed locally, it is possible to prevent processing burn from occurring in each part.

工具の相対的な送り速度を低くすればするほど、加工焼けが発生することは防止できる。この一方で、工具の相対的な送り速度を低くすると、加工時間の長期化を招く。そこで、 請求項2に係る発明によれば、微少量域の加工能率の最大値が設定下限値以上となるように、工具の相対的な送り速度を制御しているため、局所的な加工焼けを防止しつつ、加工時間の短縮を図ることができる。
被加工物を請求項3に係る発明のようにする場合には、ある瞬間におけるそれぞれの微小領域の加工能率が異なる状態となる。従って、本発明を当該被加工物に適用することで、当該被加工物に加工焼けが発生することを防止できる。
The lower the relative feed rate of the tool, the more the work burn can be prevented. On the other hand, if the relative feed speed of the tool is lowered, the machining time is prolonged. Therefore, according to the second aspect of the present invention, since the relative feed speed of the tool is controlled so that the maximum value of the machining efficiency in the minute amount region is equal to or larger than the set lower limit value, local machining burn is caused. The processing time can be shortened while preventing the above.
When the workpiece is made as in the invention according to claim 3, the machining efficiency of the respective micro regions at a certain moment is different. Therefore, by applying the present invention to the workpiece, it is possible to prevent the workpiece from being burnt.

請求項4に係る発明によれば、円盤状砥石による研削加工を対象としている。円盤状砥石を用いる加工においては、当該円盤状砥石と被加工物との接触が連続的となるため、微小領域における加工能率の演算が容易となる。従って、確実に所望の送り速度制御が可能となる。
請求項5に係る発明によれば、円盤状砥石を用いた研削加工において、微小領域の加工能率を、円盤状砥石の回転位相θを考慮することなく算出することができる。従って、微小領域の加工能率を非常に容易に算出できるようになる。
According to the invention which concerns on Claim 4, the grinding process by a disk shaped grindstone is made into object. In processing using a disc-shaped grindstone, the contact between the disc-shaped grindstone and the workpiece is continuous, so that it is easy to calculate the processing efficiency in a minute region. Therefore, the desired feed rate control can be reliably performed.
According to the invention which concerns on Claim 5, in the grinding process using a disk shaped grindstone, the processing efficiency of a micro area | region can be calculated without considering the rotation phase (theta) of a disk shaped grindstone. Therefore, the processing efficiency of a minute region can be calculated very easily.

請求項6に係る発明によれば、加工中のクーラントの影響を考慮して、加工能率を決定している。例えば、加工焼けの発生しないようにするための微小領域の加工能率の最大値は、クーラントの届きにくい部位の方がクーラントの届きやすい部位よりも低くなる。このようにクーラントの届きにくさを表す係数を用いて、微小領域の加工能率を算出することで、確実に加工焼けの発生を防止できる。   According to the sixth aspect of the invention, the machining efficiency is determined in consideration of the influence of the coolant during machining. For example, the maximum value of the processing efficiency of the minute region for preventing the processing burn from occurring is lower in the portion where the coolant is difficult to reach than in the portion where the coolant is easily reached. By calculating the machining efficiency of the minute region using the coefficient representing the difficulty of reaching the coolant in this way, it is possible to reliably prevent the occurrence of work burn.

請求項7に係る発明によれば、請求項1に係る送り速度制御方法における効果と同一の効果を奏する。また、請求項8に係る発明によれば、送り速度制御装置をNC装置とし、当該NC装置が入力された送り速度に対して所望の送り速度に補正して制御している。ここで、一般に、NC装置は、入力されたNCプログラムを解析して、実際の工作機械を制御するための送り速度に補間を行っている。例えば、NCプログラム中の送り速度が変更される瞬間においては、実際の送り速度が滑らかに変化するように補間する。そこで、NC装置において、補間前のNCプログラムの送り速度に対して本発明の所望の送り速度に補正するようにしてもよいし、補間後の送り速度に対して本発明の所望の送り速度に補正するようにしてもよい。   According to the invention concerning Claim 7, there exists the same effect as the effect in the feed speed control method concerning Claim 1. According to the eighth aspect of the present invention, the feed rate control device is an NC device, and the NC device controls the feed rate that has been input to a desired feed rate. Here, in general, the NC apparatus analyzes an input NC program and interpolates a feed speed for controlling an actual machine tool. For example, at the moment when the feed speed in the NC program is changed, interpolation is performed so that the actual feed speed changes smoothly. Therefore, the NC device may correct the feed speed of the NC program before interpolation to the desired feed speed of the present invention, or the desired feed speed of the present invention relative to the feed speed after interpolation. You may make it correct | amend.

また、請求項9に係る発明によれば、NCプログラム生成装置において、本発明の所望の送り速度に補正を行っている。つまり、NC装置は、本発明の所望の送り速度の情報に基づいて工作機械を制御する。これらの何れの場合にも、工具の相対的な送り速度を所望の送り速度とすることができる。
なお、上述した本発明の送り速度制御方法としての他の特徴について、本発明の送り速度制御装置に同様に適用できる。この場合、同様の効果を奏する。
According to the ninth aspect of the present invention, the NC program generation device corrects the desired feed speed of the present invention. That is, the NC device controls the machine tool based on the desired feed rate information of the present invention. In any of these cases, the relative feed rate of the tool can be set to a desired feed rate.
The other features of the above-described feed speed control method of the present invention can be similarly applied to the feed speed control apparatus of the present invention. In this case, the same effect is obtained.

また、請求項10に係る発明によれば、各微小領域の加工能率を用いることで、工具にかかる所定方向成分の力の合計値を算出することができる。この所定方向成分の力の合計値が設定上限値以下となるように送り速度制御を行うことで、所定方向成分の力に対して、工具の支持剛性に応じた適切な送り速度とすることができる。   Moreover, according to the invention which concerns on Claim 10, the total value of the force of the predetermined direction component concerning a tool is computable by using the machining efficiency of each micro area | region. By controlling the feed rate so that the total value of the forces in the predetermined direction component is not more than the set upper limit value, it is possible to obtain an appropriate feed rate according to the support rigidity of the tool with respect to the force in the predetermined direction component. it can.

請求項11に係る発明によれば、回転軸方向(アキシャル方向)成分の力、または、回転軸に直交する方向(ラジアル方向)成分の力に対して把握することができる。つまり、工具のアキシャル方向とラジアル方向の支持剛性について適切に考慮した上で、送り速度を制御できる。
請求項12に係る送り速度制御装置の発明の特徴は、請求項10に係る送り速度制御方法における効果と同一の効果を奏する。
According to the invention which concerns on Claim 11, it can grasp | ascertain with respect to the force of the component of a rotating shaft direction (axial direction), or the component of a direction (radial direction) orthogonal to a rotating shaft. That is, it is possible to control the feed rate after appropriately considering the support rigidity in the axial direction and radial direction of the tool.
The feature of the invention of the feed rate control device according to claim 12 is the same as the effect of the feed rate control method according to claim 10.

揺動型歯車装置の軸方向断面図である。(a)は凸歯ピンが固定軸本体および出力軸本体に対して別体に形成されている場合を示し、(b)は凸歯ピンが固定軸本体および出力軸本体に対して一体に形成されている場合を示す。It is an axial sectional view of an oscillating gear device. (A) shows the case where the convex tooth pin is formed separately from the fixed shaft main body and the output shaft main body, and (b) shows the convex tooth pin formed integrally with the fixed shaft main body and the output shaft main body. The case where it is done is shown. 凸歯ピン(凸歯)と揺動歯車の噛み合い部の拡大図であって、凸歯ピンの軸方向から見た図である。(a)は凸歯ピンが固定軸に対して別体形成されている場合を示し、(b)は凸歯ピンが固定軸に対して一体形成されている場合を示す。It is the enlarged view of the meshing part of a convex-tooth pin (convex tooth) and a rocking gear, Comprising: It is the figure seen from the axial direction of the convex-tooth pin. (A) shows the case where the convex tooth pin is formed separately from the fixed shaft, and (b) shows the case where the convex pin is formed integrally with the fixed shaft. 揺動凹歯の斜視図である。It is a perspective view of a rocking concave tooth. (a)は、揺動凹歯を揺動歯車の径方向外方から見た図である。(b)は、揺動凹歯を揺動歯車の回転中心軸方向から見た図である。(A) is the figure which looked at the rocking | fluctuation concave tooth from the radial direction outer side of the rocking gear. (B) is the figure which looked at the rocking concave tooth from the rotation center axis direction of the rocking gear. 揺動歯車の揺動凹歯と凸歯ピン(凸歯)との相対的な動作を示す図である。(a1)は、凸歯ピンが揺動凹歯に噛み合う前の状態の両者の相対位置における揺動歯車の回転中心軸方向から見た図である。(a2)は、(a1)の右側から見た図である。(b1)は、凸歯ピンが揺動凹歯に噛み合っている状態の両者の相対位置における揺動歯車の回転中心軸方向から見た図である。(b2)は、(b1)の右側から見た図である。(c1)は、凸歯ピンが揺動凹歯に対して噛み合い状態から離れた時の状態の両者の相対位置における揺動歯車の回転中心軸方向から見た図である。(c2)は、(c1)の右側から見た図である。図5において、凸歯ピンの基準軸(凸歯ピンの長手方向の一点鎖線)および凸歯ピンの中心位置(黒丸)を示す。It is a figure which shows the relative operation | movement of the rocking | fluctuation concave tooth of a rocking gear, and a convex-tooth pin (convex tooth). (A1) is the figure seen from the rotation center axis direction of the rocking | fluctuation gear in the relative position of both before a convex-tooth pin meshes with a rocking | fluctuation concave tooth. (A2) is the figure seen from the right side of (a1). (B1) is the figure seen from the rotation center axis direction of the rocking | fluctuation gear in the relative position of both in the state which the convex-tooth pin has meshed | engaged with the rocking | fluctuation concave tooth. (B2) is the figure seen from the right side of (b1). (C1) is the figure seen from the rotation center axis direction of the rocking | fluctuation gear in the state of both when a convex-tooth pin leaves | separates from a meshing state with respect to a rocking | fluctuation concave tooth. (C2) is a view from the right side of (c1). In FIG. 5, the reference axis of the convex tooth pin (the one-dot chain line in the longitudinal direction of the convex tooth pin) and the center position (black circle) of the convex tooth pin are shown. (a)は、揺動歯車の回転中心軸方向から見た場合における、揺動歯車に対する凸歯ピンの基準軸および凸歯ピンの中心位置の動作軌跡を示す図である。(b)揺動歯車の径方向から見た場合における、揺動歯車に対する凸歯ピンの基準軸および凸歯ピンの中心位置の動作軌跡を示す図である。丸の中の数字は、軸番号に一致する。(A) is a figure which shows the movement locus | trajectory of the reference | standard axis | shaft of a convex-tooth pin with respect to a rocking | fluctuation gear, and the center position of a convex-tooth pin when it sees from the rotation center axis direction of a rocking | fluctuation gear. (B) It is a figure which shows the operation | movement locus | trajectory of the reference shaft of the convex-tooth pin with respect to an oscillation gear, and the center position of a convex-tooth pin when it sees from the radial direction of an oscillation gear. The number in the circle matches the axis number. 第一実施形態において、必要とする工作機械の軸構成を説明する図である。(a)は第二直動軸および第三直動軸に平行な平面における工作機械の軸構成を示し、(b)は、第一直動軸および第二直動軸に平行な平面における工作機械の軸構成を示す。丸の中の数字は、軸番号に一致する。In 1st embodiment, it is a figure explaining the axis | shaft structure of the machine tool required. (A) shows the axis configuration of the machine tool in a plane parallel to the second linear motion axis and the third linear motion axis, and (b) shows the work in a plane parallel to the first linear motion axis and the second linear motion axis. The axis configuration of the machine is shown. The number in the circle matches the axis number. トロイダル砥石(円盤状砥石)を示す図である。(a)は、トロイダル砥石を当該回転軸方向から見た図であり、(b)は、径方向から見た図である。It is a figure which shows a toroidal grindstone (disk-shaped grindstone). (A) is the figure which looked at the toroidal grindstone from the said rotating shaft direction, (b) is the figure seen from radial direction. (a)はトロイダル砥石の斜視図であり、(b)は微小領域dAを示す図である。(A) is a perspective view of a toroidal grindstone, (b) is a figure which shows the micro area | region dA. 時刻t1,t2,t3のそれぞれにおける加工能率Q"(w,θ,t)の分布図である。FIG. 6 is a distribution diagram of machining efficiency Q ″ (w, θ, t) at times t1, t2, and t3. 設定上限値Q"set1および設定下限値Q"set2を示す図である。It is a figure which shows setting upper limit Q "set1 and setting lower limit Q" set2. 第二実施形態:トロイダル砥石と被加工物との関係を示し、送り速度ベクトルF、法線ベクトルNおよび接触弧長Lを示す図である。2nd embodiment: It is a figure which shows the relationship between a toroidal grindstone and a workpiece, and shows feed speed vector F, normal vector N, and contact arc length L. 第二実施形態:(a)は、軸方向断面における砥石表面上の位置wと、軸断面の表面位置wにおける被加工物15との接触弧長Lとの2次元座標において、トロイダル砥石と被加工物との接触範囲を示す図である。(b)は、軸方向断面における砥石表面上の位置wに対する加工能率Q'(w)を示す図である。Second embodiment: (a) shows a two-dimensional coordinate of a position w on the surface of the grindstone in the axial section and a contact arc length L with the workpiece 15 at the surface position w of the axial section. It is a figure which shows the contact range with a workpiece. (B) is a figure which shows processing efficiency Q '(w) with respect to the position w on the grindstone surface in an axial cross section. 第二実施形態:時刻t1,t2,t3のそれぞれにおける加工能率Q'(w,t)の分布図である。Second Embodiment: Distribution diagram of machining efficiency Q ′ (w, t) at each of times t1, t2, and t3. 時刻t1,t2,t3のそれぞれにおける加工能率Q'(w,t)の最大値を設定値Q'setに一致させた場合を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a case where the maximum value of machining efficiency Q ′ (w, t) at each of times t1, t2, and t3 is made to coincide with a set value Q′set. 第三実施形態:時刻t1,t2,t3のそれぞれにおいて、係数Cを考慮した加工能率Q'(w,t)の分布図である。Third embodiment: Distribution diagram of machining efficiency Q ′ (w, t) in consideration of coefficient C at each of times t1, t2, and t3. 第四実施形態:装置構成を示すブロック図である。4th embodiment: It is a block diagram which shows an apparatus structure. 第五実施形態:装置構成を示すブロック図である。5th embodiment: It is a block diagram which shows an apparatus structure. 第六実施形態:装置構成を示すブロック図である。6th embodiment: It is a block diagram which shows an apparatus structure. 第七実施形態において、交差軸を有する凹凸歯車により構成される動力伝達装置の断面図である。(a)は凸歯ピンが入力軸本体に対して別体に形成されている場合を示し、(b)は凸歯ピンが入力軸本体に対して一体に形成されている場合を示す。In 7th embodiment, it is sectional drawing of the power transmission device comprised by the uneven | corrugated gear which has an intersection axis. (A) shows the case where the convex tooth pin is formed separately from the input shaft main body, and (b) shows the case where the convex tooth pin is formed integrally with the input shaft main body. 第八実施形態において、微小領域の法線方向単位ベクトルN(w,θ)におけるアキシャル方向成分およびラジアル方向成分を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an axial direction component and a radial direction component in a normal direction unit vector N (w, θ) of a minute region in the eighth embodiment.

以下、本発明の送り速度制御方法および装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。ここで、被加工物として、揺動型歯車装置を構成する揺動歯車とし、加工部位は、当該揺動歯車の凹歯とした場合を例に挙げて説明する。この揺動型歯車装置は、凹凸歯車の回転中心軸と相手歯車の回転中心軸とが交差する場合における凹凸歯車と相手歯車との関係を2組有するものに相当する。なお、以下の説明において、揺動歯車が本発明の「凹凸歯車」に相当し、固定軸12および出力軸13が本発明の「相手歯車」に相当する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying a feed rate control method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a case will be described in which the workpiece is an oscillating gear that constitutes an oscillating gear device, and the machining part is a concave tooth of the oscillating gear. This oscillating gear device corresponds to one having two sets of the relationship between the concave and convex gears and the counter gear when the rotational center axis of the concave and convex gear and the rotational center axis of the counter gear intersect. In the following description, the oscillating gear corresponds to the “concave gear” of the present invention, and the fixed shaft 12 and the output shaft 13 correspond to the “counter gear” of the present invention.

<第一実施形態>
(1)工作機械の軸構成
第一実施形態の送り速度制御方法および送り速度制御装置による制御対象としての工作機械は、3つの直交する直動軸と、3つの回転軸を有する6軸構成の場合として説明する。後述するが、1つの回転軸は3つの直動軸のうち所定の直動軸に平行な軸を中心に回転する軸であり、残り2つの回転軸は他の1つの直動軸に平行な軸を中心に回転する軸である。つまり、残り2つの回転軸は、相互に平行な軸を中心に回転する軸である。
<First embodiment>
(1) Axis Configuration of Machine Tool A machine tool as a control target by the feed speed control method and the feed speed control device of the first embodiment has a six-axis configuration having three orthogonal linear motion axes and three rotation axes. This will be described as a case. As will be described later, one rotation axis is an axis that rotates around an axis parallel to a predetermined linear movement axis among the three linear movement axes, and the remaining two rotation axes are parallel to the other one linear movement axis. An axis that rotates around an axis. That is, the remaining two rotation axes are axes that rotate about axes parallel to each other.

(2)揺動型歯車装置の構成
本発明の加工対象である揺動歯車が用いられる揺動型歯車装置の構成について、図1〜図4を参照して説明する。ここで、図1(a)は、凸歯ピン12b,13bが、固定軸本体12aおよび出力軸本体13aに対して別体形成されている場合を示し、図1(b)は、凸歯ピン12b,13bが、固定軸本体12aおよび出力軸本体13aに対して一体形成されている場合を示す。なお、以下において、主として図1(a)を参照して説明し、図1(b)については、図1(a)と相違する点のみについて説明する。
(2) Configuration of Oscillating Gear Device A configuration of an oscillating gear device in which the oscillating gear that is the object of processing of the present invention is used will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1A shows a case where the convex tooth pins 12b and 13b are formed separately from the fixed shaft main body 12a and the output shaft main body 13a, and FIG. 1B shows a convex tooth pin. The case where 12b and 13b are integrally formed with respect to the fixed shaft main body 12a and the output shaft main body 13a is shown. In the following, description will be made mainly with reference to FIG. 1 (a), and only differences from FIG. 1 (a) will be described with reference to FIG. 1 (b).

揺動型歯車装置は、減速機として用いられ、非常に大きな減速比を得ることができる減速機として注目されている。この揺動型歯車装置は、図1(a)に示すように、主として、入力軸11と、固定軸12(本発明の「相手歯車」に相当)と、出力軸13(本発明の「相手歯車」に相当)と、外輪14と、内輪15(本発明の「凹凸歯車」に相当)と、転動体16とを備えている。   The oscillating gear device is used as a speed reducer and has attracted attention as a speed reducer capable of obtaining a very large reduction ratio. As shown in FIG. 1 (a), the oscillating gear device mainly includes an input shaft 11, a fixed shaft 12 (corresponding to the “mating gear” of the present invention), and an output shaft 13 (the “mating member of the present invention”. The outer ring 14, the inner ring 15 (corresponding to the “concave gear” of the present invention), and the rolling elements 16.

入力軸11は、モータ(図示せず)のロータを構成し、モータが駆動することで回転する軸である。この入力軸は、円筒状をなしており、回転中心軸A(図1(a)に示す)の回りに回転する。入力軸11の内周面には、傾斜面11aが形成されている。この傾斜面11aは、回転中心軸Aに対して僅かな角度だけ傾斜した軸線Bを中心軸とする円筒内周面である。   The input shaft 11 constitutes a rotor of a motor (not shown) and is a shaft that rotates when the motor is driven. The input shaft has a cylindrical shape and rotates around a rotation center axis A (shown in FIG. 1A). An inclined surface 11 a is formed on the inner peripheral surface of the input shaft 11. The inclined surface 11a is a cylindrical inner peripheral surface having an axis B inclined at a slight angle with respect to the rotation center axis A as a central axis.

固定軸12(本発明の「相手歯車」に相当する)は、図示しないハウジングに固定されている。固定軸12は、固定軸本体12aと、複数の凸歯ピン12bとから構成される。固定軸本体12aは、軸線Aを回転中心軸とする円筒状の部材である。凸歯ピン12b(本発明の「相手歯車の凸歯」に相当する)は、固定軸本体12aの軸方向端面に、回転中心軸Aの周方向に等間隔に複数(G1)個支持されている。そして、それぞれの凸歯ピン12bは、円柱状または円筒状に形成されており、当該凸歯ピン12bが放射状に配置されるようにその両端を固定軸本体12aに支持されている。さらに、それぞれの凸歯ピン12bは、凸歯ピン12bの軸方向(基準軸方向)で、かつ、固定軸本体12aの径方向の軸を中心として回転可能となるように、固定軸本体12aに支持されている。さらに、凸歯ピン12bの一部は、固定軸本体12aの軸方向端面から突出している。つまり、固定軸12は、歯数Z1の凸歯を有する歯車として機能する。   The fixed shaft 12 (corresponding to the “mating gear” of the present invention) is fixed to a housing (not shown). The fixed shaft 12 includes a fixed shaft main body 12a and a plurality of convex tooth pins 12b. The fixed shaft main body 12a is a cylindrical member having the axis A as the rotation center axis. A plurality of (G1) convex pins 12b (corresponding to the “convex teeth of the counter gear” of the present invention) are supported at equal intervals in the circumferential direction of the rotation center axis A on the axial end surface of the fixed shaft main body 12a. Yes. Each convex tooth pin 12b is formed in a columnar shape or a cylindrical shape, and both ends thereof are supported by the fixed shaft main body 12a so that the convex tooth pins 12b are arranged radially. Further, each convex tooth pin 12b is fixed to the fixed shaft main body 12a so as to be rotatable about the axial direction of the convex pin 12b (reference axial direction) and the radial axis of the fixed shaft main body 12a. It is supported. Furthermore, a part of the convex pin 12b protrudes from the axial end surface of the fixed shaft main body 12a. That is, the fixed shaft 12 functions as a gear having convex teeth with the number of teeth Z1.

また、上記説明においては、図1(a)および図2(a)に示すように、固定軸12の凸歯ピン12bは、固定軸本体12aに対して別体形成し、固定軸本体12aに支持されるようにした。この他に、図1(b)および図2(b)に示すように、凸歯ピン12bを、固定軸本体12aに一体形成することもできる。この場合、一体形成した凸歯ピン12bは、別体形成された場合における凸歯ピン12bの固定軸本体12aの軸方向端面から突出している部分と同様に、固定軸本体12aに相当する部分の軸方向端面から突出している。   In the above description, as shown in FIGS. 1A and 2A, the convex pin 12b of the fixed shaft 12 is formed separately from the fixed shaft main body 12a, and the fixed shaft main body 12a I was supported. In addition, as shown in FIGS. 1B and 2B, the convex pin 12b can be formed integrally with the fixed shaft body 12a. In this case, the integrally formed convex tooth pin 12b is a portion corresponding to the fixed shaft main body 12a, similar to the portion protruding from the axial end surface of the fixed shaft main body 12a of the convex tooth pin 12b when formed separately. Projects from the axial end face.

出力軸13(本発明の「相手歯車」に相当する)は、図示しないハウジングに対して回転中心軸Aの回りに回転可能に支持され、図示しない出力部材に連結されている。出力軸13は、出力軸本体13aと、複数の凸歯ピン13bとから構成される。出力軸本体13aは、軸線Aを回転中心軸とする円筒状の部材である。つまり、出力軸本体13aは、入力軸11および固定軸本体12aと同軸状に設けられている。   The output shaft 13 (corresponding to the “counter gear” of the present invention) is supported so as to be rotatable around the rotation center axis A with respect to a housing (not shown), and is connected to an output member (not shown). The output shaft 13 includes an output shaft main body 13a and a plurality of convex tooth pins 13b. The output shaft main body 13a is a cylindrical member having the axis A as the rotation center axis. That is, the output shaft main body 13a is provided coaxially with the input shaft 11 and the fixed shaft main body 12a.

凸歯ピン13b(本発明の「相手歯車の凸歯」に相当する)は、出力軸本体13aの軸方向端面に、回転中心軸Aの周方向に等間隔に複数(G4)個支持されている。そして、それぞれの凸歯ピン13bは、円柱状または円筒状に形成されており、当該凸歯ピン13bが放射状に配置されるようにその両端を出力軸本体13aに支持されている。さらに、それぞれの凸歯ピン13bは、凸歯ピン13bの軸方向(基準軸方向)で、かつ、出力軸本体13aの径方向の軸を中心として回転可能となるように、出力軸本体13aに支持されている。さらに、出力軸本体13aのうち凸歯ピン13bを支持する軸方向端面は、固定軸本体12aのうち凸歯ピン12bを支持する軸方向端面に対して、軸方向所定距離だけ離隔して対向するように設けられている。さらに、凸歯ピン13bの一部は、出力軸本体13aの軸方向端面から突出している。つまり、出力軸13は、歯数Z4の凸歯を有する歯車として機能する。   A plurality of (G4) convex pins 13b (corresponding to “the convex teeth of the mating gear” of the present invention) are supported at equal intervals in the circumferential direction of the rotation center axis A on the axial end surface of the output shaft main body 13a. Yes. And each convex-tooth pin 13b is formed in the column shape or cylindrical shape, and the both ends are supported by the output-shaft main body 13a so that the said convex-tooth pin 13b may be arrange | positioned radially. Further, each convex tooth pin 13b is attached to the output shaft main body 13a so as to be rotatable about the axial direction (reference axial direction) of the convex tooth pin 13b and the radial axis of the output shaft main body 13a. It is supported. Further, the axial end surface that supports the convex pin 13b in the output shaft main body 13a is opposed to the axial end surface that supports the convex pin 12b in the fixed shaft main body 12a with a predetermined distance in the axial direction. It is provided as follows. Furthermore, a part of the convex pin 13b protrudes from the axial end surface of the output shaft main body 13a. That is, the output shaft 13 functions as a gear having convex teeth with the number of teeth Z4.

また、上記説明においては、出力軸13の凸歯ピン13bは、出力軸本体13aに対して別体形成し、出力軸本体13aに支持されるようにした。この他に、図1(b)および図2(b)に相当するように、凸歯ピン13bを、出力軸本体13aに一体形成することもできる。この場合、一体形成した凸歯ピン13bは、別体形成された場合における凸歯ピン13bの出力軸本体13aの軸方向端面から突出している部分と同様に、出力軸本体13aに相当する部分の軸方向端面から突出している。   In the above description, the convex pin 13b of the output shaft 13 is formed separately from the output shaft main body 13a and supported by the output shaft main body 13a. In addition, as shown in FIG. 1B and FIG. 2B, the convex pin 13b can be integrally formed with the output shaft main body 13a. In this case, the integrally formed convex tooth pin 13b has a portion corresponding to the output shaft main body 13a in the same manner as the portion protruding from the axial end surface of the output shaft main body 13a of the convex tooth pin 13b when formed separately. Projects from the axial end face.

外輪14は、内周面に軌道面を有する円筒状に形成されている。この外輪14は、入力軸11の傾斜面11aに圧入嵌合されている。つまり、外輪14は、入力軸11と一体的となり、回転中心軸Bの回りに回転可能となる。   The outer ring 14 is formed in a cylindrical shape having a raceway surface on the inner peripheral surface. The outer ring 14 is press-fitted to the inclined surface 11 a of the input shaft 11. That is, the outer ring 14 is integrated with the input shaft 11 and can rotate about the rotation center axis B.

内輪15(本発明の「凹凸歯車」に相当する)は、ほぼ円筒状に形成されている。この内輪15の外周面には、転動面15aが形成されている。さらに、内輪15の軸方向一方(図1(a)の右側)の端面には、周方向に等間隔に複数(G2)個の揺動凹歯15bが形成されている。また、内輪15の軸方向他方(図1(a)の左側)の端面には、周方向に等間隔に複数(G3)個の揺動凹歯15cが形成されている。   The inner ring 15 (corresponding to the “concave gear” of the present invention) is formed in a substantially cylindrical shape. A rolling surface 15 a is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 15. Furthermore, a plurality (G2) of swinging concave teeth 15b are formed at equal intervals in the circumferential direction on the end surface of one of the inner rings 15 in the axial direction (the right side in FIG. 1A). Further, a plurality (G3) of swinging concave teeth 15c are formed at equal intervals in the circumferential direction on the end surface of the inner ring 15 on the other side in the axial direction (left side in FIG. 1A).

この内輪15は、外輪14の径方向内方に離隔して配置され、複数の転動体(球体)16を挟んでいる。つまり、内輪15は、回転中心軸Aに対して傾斜した回転中心軸Bを有する。従って、内輪15は、入力軸11に対して、回転中心軸Bの回りに回転可能となる。さらに、内輪15は、モータ駆動により入力軸11が回転中心軸Aの回りに回転することに伴って、回転中心軸Aの回りに回転可能となる。   The inner ring 15 is spaced apart inward in the radial direction of the outer ring 14 and sandwiches a plurality of rolling elements (spheres) 16. That is, the inner ring 15 has a rotation center axis B inclined with respect to the rotation center axis A. Therefore, the inner ring 15 can rotate around the rotation center axis B with respect to the input shaft 11. Furthermore, the inner ring 15 can rotate around the rotation center axis A as the input shaft 11 rotates around the rotation center axis A by driving the motor.

さらに、内輪15は、固定軸12と出力軸13との軸方向の間に配置されている。具体的には、内輪15は、固定軸本体12aのうち凸歯ピン12bを支持する軸方向端面と、出力軸本体13aのうち凸歯ピン13bを支持する軸方向端面との間に配置されている。そして、内輪15の一方の揺動凹歯15bは、固定軸12の凸歯ピン12bに噛合する。また、内輪15の他方の揺動凹歯15cは、出力軸13の凸歯ピン13bに噛合する。   Furthermore, the inner ring 15 is disposed between the axial direction of the fixed shaft 12 and the output shaft 13. Specifically, the inner ring 15 is disposed between an axial end surface that supports the convex pin 12b of the fixed shaft main body 12a and an axial end surface that supports the convex pin 13b of the output shaft main body 13a. Yes. Then, one swinging concave tooth 15 b of the inner ring 15 meshes with the convex tooth pin 12 b of the fixed shaft 12. The other swinging concave tooth 15 c of the inner ring 15 meshes with the convex tooth pin 13 b of the output shaft 13.

そして、内輪15は、固定軸12に対して回転中心軸Aの回りに揺動するため、内輪15の一方の揺動凹歯15bの一部(図1(a)の上側の部分)は、固定軸12の凸歯ピン12bに噛合しているが、当該一方の揺動凹歯15bの他の一部(図1(a)の下側の部分)は、固定軸12の凸歯ピン12bから離間している。また、内輪15は、出力軸13に対して回転中心軸Aの回りに揺動するため、内輪15の他方の揺動凹歯15cの一部(図1(a)の下側の部分)は、出力軸13の凸歯ピン13bに噛合しているが、当該他方の揺動凹歯15cの他の一部(図1(a)の上側の部分)は、出力軸13の凸歯ピン13bから離間している。   Since the inner ring 15 swings around the rotation center axis A with respect to the fixed shaft 12, a part of one swinging concave tooth 15b of the inner ring 15 (upper part in FIG. 1A) is Although meshing with the convex pin 12b of the fixed shaft 12, the other part of the one swinging concave tooth 15b (the lower portion in FIG. 1A) is the convex pin 12b of the fixed shaft 12. It is away from. Further, since the inner ring 15 swings around the rotation center axis A with respect to the output shaft 13, a part of the other swinging concave tooth 15c of the inner ring 15 (the lower part in FIG. 1A) is The other oscillating concave tooth 15c (the upper part of FIG. 1A) is engaged with the convex tooth pin 13b of the output shaft 13. It is away from.

そして、例えば、固定軸12の凸歯ピン12bの歯数Z1が、内輪15の一方の揺動凹歯15bの歯数Z2より少なく設定されており、出力軸13の凸歯ピン13bの歯数Z4と内輪15の他方の揺動凹歯15cの歯数Z3とが同一に設定されている。これにより、入力軸11の回転に対して、出力軸13は減速(差動回転)することになる。つまり、この例では、内輪15と固定軸12との間で差動回転がされるのに対して、内輪15と出力軸13との間では差動回転がされない。ただし、出力軸13の凸歯ピン13bの歯数Z4と内輪15の他方の揺動凹歯15cの歯数Z3とを異なるように設定することで、両者の間に差動回転が生じるようにすることもできる。これらは適宜、減速比に応じて設定可能である。   For example, the number of teeth Z1 of the convex tooth pin 12b of the fixed shaft 12 is set to be smaller than the number of teeth Z2 of one swinging concave tooth 15b of the inner ring 15, and the number of teeth of the convex pin 13b of the output shaft 13 is set. Z4 and the number of teeth Z3 of the other swinging concave tooth 15c of the inner ring 15 are set to be the same. Thereby, the output shaft 13 decelerates (differential rotation) with respect to the rotation of the input shaft 11. That is, in this example, differential rotation is performed between the inner ring 15 and the fixed shaft 12, but differential rotation is not performed between the inner ring 15 and the output shaft 13. However, by setting the number of teeth Z4 of the convex pin 13b of the output shaft 13 and the number of teeth Z3 of the other swinging concave tooth 15c of the inner ring 15 to be different from each other, differential rotation occurs between them. You can also These can be appropriately set according to the reduction ratio.

図1(a)に示す揺動型歯車装置において、差動回転を生じる固定軸12の凸歯ピン12bと内輪15の一方の揺動凹歯15bとの噛合部分は、図2(a)に示すようになる。また、図1(b)に示す揺動型歯車装置において、差動回転を生じる固定軸12の凸歯ピン12bと内輪15の一方の揺動凹歯15bとの噛合部分は、図2(b)に示すようになる。ここで、図2(a)は、固定軸12における凸歯ピン12bが、固定軸本体12aに対して別体形成されている場合を示す。図2(b)は、固定軸12における凸歯ピン12bが、固定軸本体12aに一体形成されている場合を示す。図2(a)(b)のどちらの場合も、本実施形態を適用できる。なお、出力軸13と内輪15との間で差動回転を生じる場合には、出力軸13の凸歯ピン13bと内輪15の他方の揺動凹歯15cとの噛合部分についても、図2(a)(b)と同様となる。そして、以下の説明においては、固定軸12と揺動歯車15との噛合部分のみについて説明する。   In the oscillating gear device shown in FIG. 1 (a), the meshing portion of the convex tooth pin 12b of the fixed shaft 12 that generates differential rotation and one oscillating concave tooth 15b of the inner ring 15 is shown in FIG. 2 (a). As shown. Further, in the oscillating gear device shown in FIG. 1 (b), the meshing portion between the convex tooth pin 12b of the fixed shaft 12 that generates differential rotation and one oscillating concave tooth 15b of the inner ring 15 is shown in FIG. ) As shown. Here, Fig.2 (a) shows the case where the convex-tooth pin 12b in the fixed axis | shaft 12 is formed separately with respect to the fixed axis | shaft main body 12a. FIG. 2B shows the case where the convex pin 12b on the fixed shaft 12 is integrally formed with the fixed shaft main body 12a. The present embodiment can be applied to both cases of FIGS. When differential rotation occurs between the output shaft 13 and the inner ring 15, the meshing portion between the convex pin 13b of the output shaft 13 and the other swinging concave tooth 15c of the inner ring 15 is also shown in FIG. a) Same as (b). In the following description, only the meshing portion between the fixed shaft 12 and the swing gear 15 will be described.

ここで、揺動凹歯15bは、図3および図4に示すような形状となる。つまり、揺動凹歯15bの歯溝方向に直交する方向の断面形状は、全体的には、図2および図4(a)に示すように、ほぼ半円弧凹状をなしている。詳細には、当該断面形状は、円弧凹状の開口縁部分が垂れた形状をなしている。さらに、揺動凹歯15bは、図3および図4(b)に示すように、歯溝方向の両端側に向かって溝幅が広がるような形状をなしている。これは、凸歯ピン12bの歯数Z1と揺動凹歯15bの歯数Z2とが相違するためである。   Here, the swinging concave tooth 15b has a shape as shown in FIGS. That is, the cross-sectional shape of the swinging concave tooth 15b in the direction orthogonal to the tooth gap direction is generally a semicircular arc concave as shown in FIGS. 2 and 4A. Specifically, the cross-sectional shape has a shape in which an opening edge portion having an arcuate concave shape hangs down. Furthermore, as shown in FIG. 3 and FIG. 4B, the swinging concave teeth 15b are shaped so that the groove width widens toward both ends in the tooth groove direction. This is because the number of teeth Z1 of the convex pin 12b is different from the number of teeth Z2 of the swinging concave tooth 15b.

(2)揺動歯車の凹歯を加工するNCプログラムの生成方法
(2.1)基本概念
次に、上述した揺動型歯車装置における内輪15(以下、「揺動歯車」と称する)の揺動凹歯15bを加工するNCプログラムの生成方法について説明する。なお、揺動歯車15の揺動凹歯15cを加工するNCプログラムの生成方法についても同様である。まず、揺動歯車15および凸歯ピン12bの三次元CADのモデルまたは数式モデルを生成する。このモデルは、揺動歯車15と固定軸12とが差動回転する動作モデルである。
(2) Generation method of NC program for processing concave teeth of swing gear (2.1) Basic concept Next, the swing of the inner ring 15 (hereinafter referred to as “oscillation gear”) in the swing gear device described above will be described. A method for generating an NC program for machining the moving concave teeth 15b will be described. The same applies to the generation method of the NC program for machining the rocking concave teeth 15c of the rocking gear 15. First, a three-dimensional CAD model or mathematical model of the oscillating gear 15 and the convex tooth pin 12b is generated. This model is an operation model in which the swing gear 15 and the fixed shaft 12 rotate differentially.

続いて、両者が差動回転する際における、揺動凹歯15bに対する凸歯ピン12bの相対動作軌跡を抽出する(軌跡抽出工程)。この相対動作軌跡の抽出に際しては、揺動凹歯15bを固定したと考えて、凸歯ピン12bが揺動凹歯15bに対して移動するとして、凸歯ピン12bの動作軌跡を抽出する。そして、この凸歯ピン12bの動作軌跡には、凸歯ピン12bの中心軸12X(以下、「基準軸」と称する)、および、凸歯ピン12bの中心軸方向の中心の点12C(以下、「ピン中心点」と称する)の動作軌跡が含まれる。なお、凸歯ピン12bの基準軸12Xとは、凸歯ピン12bの歯厚中心面と基準円錐面との交線に平行な軸に相当する。   Subsequently, a relative movement locus of the convex pin 12b with respect to the swinging concave tooth 15b when the two are differentially rotated is extracted (trajectory extraction step). When extracting the relative movement locus, the movement locus of the convex pin 12b is extracted assuming that the swinging concave tooth 15b is fixed and the convex pin 12b moves relative to the swinging concave tooth 15b. The movement locus of this convex tooth pin 12b includes a central axis 12X (hereinafter referred to as “reference axis”) of the convex tooth pin 12b and a center point 12C (hereinafter referred to as “the central axis”) of the convex tooth pin 12b. (Referred to as “pin center point”). The reference axis 12X of the convex pin 12b corresponds to an axis parallel to the intersection line between the tooth thickness center plane of the convex pin 12b and the reference conical surface.

続いて、抽出された揺動歯車15に対する凸歯ピン12bの相対動作軌跡を座標変換することにより、加工工具の動作軌跡であるNCプログラムを生成する(座標変換工程)。このNCプログラムは、ワーク座標系における揺動凹歯15bを加工するための加工工具の動作軌跡に相当する。この詳細は、後述する。   Subsequently, an NC program which is an operation locus of the machining tool is generated by performing coordinate conversion of the relative operation locus of the convex tooth pin 12b with respect to the extracted swing gear 15 (coordinate conversion process). This NC program corresponds to an operation locus of a processing tool for processing the swinging concave tooth 15b in the workpiece coordinate system. Details of this will be described later.

なお、生成されたNCプログラムに基づいて、NC装置が、加工工具を円盤状ワークに対して相対的に移動させることにより、揺動歯車15の揺動凹歯15bを加工する。ここで、円盤状ワークに対する加工工具の相対動作軌跡が、上述にて抽出された凸歯ピン12bの動作軌跡に一致するように、加工工具を円盤状ワークに対して相対的に移動させる。ここで、円盤状ワークとは、揺動凹歯15bの加工前における揺動歯車15の形状をなす材料である。   In addition, based on the produced | generated NC program, NC apparatus processes the rocking | fluctuation concave tooth 15b of the rocking | fluctuation gear 15 by moving a processing tool relatively with respect to a disk shaped workpiece | work. Here, the machining tool is moved relative to the disc-shaped workpiece so that the relative motion trajectory of the machining tool with respect to the disc-shaped workpiece matches the motion trajectory of the convex tooth pin 12b extracted above. Here, the disk-shaped workpiece is a material that forms the shape of the swing gear 15 before the processing of the swing concave teeth 15b.

以下、軌跡抽出工程および座標変換工程について詳細に説明する。
(2.2)軌跡抽出工程
軌跡抽出工程について、図5(a1)(a2)(b1)(b2)(c1)(c2)を参照して説明する。図5の各図において、凸歯ピン12bの形状は、図2(a)(b)にて示す固定軸12の固定軸本体12aに対して突出している凸歯ピン12bの部分のみについて示す。つまり、図5の各図においては、凸歯ピン12bは、図2(a)(b)に示す凸歯ピン12bの共通する部分を示している。
Hereinafter, the locus extraction process and the coordinate conversion process will be described in detail.
(2.2) Trajectory Extraction Step The trajectory extraction step will be described with reference to FIGS. 5 (a1) (a2) (b1) (b2) (c1) (c2). In each figure of FIG. 5, the shape of the convex-tooth pin 12b shows only the part of the convex-tooth pin 12b which protrudes with respect to the fixed shaft main body 12a of the fixed shaft 12 shown to Fig.2 (a) (b). That is, in each figure of FIG. 5, the convex-tooth pin 12b has shown the common part of the convex-tooth pin 12b shown to Fig.2 (a) (b).

凸歯ピン12bが揺動凹歯15bに噛み合う前の状態では、図5(a1)に示すように、揺動歯車15の回転中心軸方向(図1(a)(b)の「B」)から見た場合には、凸歯ピン12bの基準軸12Xは、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xに対して図5(a1)の右側に傾斜している。さらに、図5(a2)に示すように、揺動凹歯15bの基準円錐面の接面のうち歯溝方向15Xに直交する方向から見た場合には、凸歯ピン12bの基準軸12Xは、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xに対して図5(a2)の左側に傾斜している。そして、両図において、凸歯ピン12bのピン中心点12Cは、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xからずれた位置に位置している。   In a state before the convex tooth pin 12b meshes with the swinging concave tooth 15b, as shown in FIG. 5 (a1), the rotational center axis direction of the swinging gear 15 (“B” in FIGS. 1 (a) and 1 (b)). When viewed from the above, the reference shaft 12X of the convex pin 12b is inclined to the right in FIG. 5 (a1) with respect to the tooth gap direction 15X of the swinging concave tooth 15b. Furthermore, as shown in FIG. 5 (a2), when viewed from the direction perpendicular to the tooth gap direction 15X of the contact surface of the reference conical surface of the swinging concave tooth 15b, the reference axis 12X of the convex tooth pin 12b is Further, the swinging concave tooth 15b is inclined to the left side in FIG. 5 (a2) with respect to the tooth gap direction 15X. In both figures, the pin center point 12C of the convex tooth pin 12b is located at a position shifted from the tooth gap direction 15X of the swinging concave tooth 15b.

次に、凸歯ピン12bが揺動凹歯15bに噛み合っている状態では、図5(b1)(b2)に示すように、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xと凸歯ピン12bの基準軸12Xとが一致している。当然に、凸歯ピン12bのピン中心点12Cも、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xに一致している。   Next, in a state where the convex pin 12b is engaged with the swinging concave tooth 15b, as shown in FIGS. 5 (b1) and (b2), the tooth groove direction 15X of the swinging concave tooth 15b and the reference of the convex pin 12b. The axis 12X coincides. Naturally, the pin center point 12C of the convex tooth pin 12b also coincides with the tooth gap direction 15X of the swinging concave tooth 15b.

次に、凸歯ピン12bが揺動凹歯15bに対して噛み合い状態から離れた時の状態では、図5(c1)に示すように、揺動歯車15の回転中心軸方向(図1(a)(b)の「B」)から見た場合には、凸歯ピン12bの基準軸12Xは、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xに対して図5(c1)の左側に傾斜している。さらに、図5(c2)に示すように、揺動凹歯15bの基準円錐面の接面のうち歯溝方向15Xに直交する方向から見た場合には、凸歯ピン12bの基準軸12Xは、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xに対して図5(c2)の左側に傾斜している。そして、両図において、凸歯ピン12bのピン中心点12Cは、揺動凹歯15bの歯溝方向15Xからずれた位置に位置している。   Next, in a state where the convex pin 12b is disengaged from the meshing state with respect to the swinging concave tooth 15b, as shown in FIG. 5 (c1), the rotational center axis direction of the swinging gear 15 (FIG. 1 (a)). ) When viewed from (B) “B”), the reference shaft 12X of the convex pin 12b is inclined to the left in FIG. 5 (c1) with respect to the tooth gap direction 15X of the swinging concave tooth 15b. Yes. Furthermore, as shown in FIG. 5 (c2), when viewed from the direction orthogonal to the tooth gap direction 15X of the contact surface of the reference conical surface of the swinging concave tooth 15b, the reference axis 12X of the convex tooth pin 12b is Further, the swinging concave tooth 15b is inclined to the left side of FIG. 5 (c2) with respect to the tooth gap direction 15X. In both figures, the pin center point 12C of the convex tooth pin 12b is located at a position shifted from the tooth gap direction 15X of the swinging concave tooth 15b.

つまり、凸歯ピン12bの基準軸12Xの動作軌跡およびピン中心点12Cの動作軌跡は、図6に示すようなものになる。この基準軸12Xの動作軌跡は、第一直動軸、第二直動軸、第三直動軸、第四回転軸、第五回転軸および第六割出軸に分解して表すことができる。ここで、図6および以下の図において、○の中の数字が、当該各軸の番号に一致する。例えば、○の中の数字が「1」で示される軸は、第一直動軸となる。   That is, the operation locus of the reference shaft 12X of the convex pin 12b and the operation locus of the pin center point 12C are as shown in FIG. The motion trajectory of the reference shaft 12X can be expressed by being decomposed into a first linear motion shaft, a second linear motion shaft, a third linear motion shaft, a fourth rotational shaft, a fifth rotational shaft, and a sixth indexing shaft. . Here, in FIG. 6 and the following figures, the numbers in the circles correspond to the numbers of the respective axes. For example, the axis indicated by the numeral “1” in ○ is the first linear movement axis.

つまり、第一直動軸とは、凸歯ピン12bの基準位置(所定位置)を、円盤状ワーク(揺動歯車15)の凹歯形成面(本実施形態においては「軸方向端面」である)に接する面に直交する方向に移動させる軸である。第二直動軸とは、凸歯ピン12bの基準位置を、円盤状ワーク(揺動歯車15)の凹歯形成面に接する面上であって、揺動凹歯15bの歯溝方向に移動させる軸である。第三直動軸とは、凸歯ピン12bの基準位置を、円盤状ワーク(揺動歯車15)の凹歯形成面に接する面上であって、第二直動軸に直交する方向に移動させる軸である。   That is, the first linear movement shaft is a reference position (predetermined position) of the convex tooth pin 12b, which is a concave tooth formation surface (in the present embodiment, “axial end surface”) of the disk-shaped workpiece (swing gear 15). ) To move in a direction perpendicular to the surface in contact with. The second linear movement shaft moves the reference position of the convex tooth pin 12b on the surface in contact with the concave tooth forming surface of the disk-shaped workpiece (swinging gear 15) in the tooth groove direction of the swinging concave tooth 15b. It is an axis to be made. The third linear movement shaft is a reference position of the convex pin 12b that moves on the surface in contact with the concave tooth forming surface of the disk-shaped workpiece (oscillating gear 15) in a direction perpendicular to the second linear movement shaft. It is an axis to be made.

第四回転軸とは、凸歯ピン12bの基準位置を第一直動軸の回りに回転させる軸である。第五回転軸とは、凸歯ピン12bの基準位置を第三直動軸の回りに回転させる軸である。ここで示す第四回転軸および第五回転軸は、凸歯ピン12bのピン中心点12Cを中心に回転する軸である。第六割出軸とは、揺動歯車15の回転中心軸B(図1(a)(b)に示す)に一致し揺動歯車15の回転位相を割り出す軸である。   The fourth rotation axis is an axis that rotates the reference position of the convex pin 12b around the first linear movement axis. The fifth rotation axis is an axis that rotates the reference position of the convex pin 12b around the third linear movement axis. The fourth rotation axis and the fifth rotation axis shown here are axes that rotate around the pin center point 12C of the convex tooth pin 12b. The sixth indexing shaft is an axis that coincides with the rotation center axis B (shown in FIGS. 1A and 1B) of the oscillating gear 15 and calculates the rotational phase of the oscillating gear 15.

(2.3)座標変換工程(座標変換手段)
ここで、本実施形態における工作機械は、第一〜第六の軸を有する機械構成を対象としている。つまり、本実施形態におけるNCプログラムは、上述した凸歯ピン12bの動作軌跡と同様に、3つの直動軸と3つの回転軸とにより表されている。つまり、当該座標変換工程においては、凸歯ピン12bの動作軌跡と実質的に同様の動作を行うように、3つの直動軸と3つの回転軸とを含むNCプログラムが生成される。このNCプログラムには、加工工具の円盤状ワークに対する相対的な送り速度が含まれている。
(2.3) Coordinate transformation process (coordinate transformation means)
Here, the machine tool in the present embodiment is intended for a machine configuration having first to sixth axes. That is, the NC program in the present embodiment is represented by the three linear motion axes and the three rotation axes, similarly to the operation locus of the convex pin 12b described above. That is, in the coordinate conversion process, an NC program including three linear motion axes and three rotation axes is generated so as to perform substantially the same operation as the operation locus of the convex tooth pin 12b. This NC program includes a feed speed relative to the disk-shaped workpiece of the machining tool.

なお、加工工程では、座標変換工程にて座標変換されたNCプログラムに基づいて加工が行われる。つまり、図7に示すように、第一直動軸、第二直動軸、第三直動軸、第四回転軸(ピン中心点12C回り)、第五回転軸(ピン中心点12C回り)および第六割出軸(揺動歯車15の回転中心軸Bの回り)からなる6つの軸により、円盤状ワークと加工工具とを相対的に移動させることにより揺動凹歯15bが加工される。つまり、加工工具がピン形状の加工工具の場合には、当該ピン形状の加工工具を、凸歯ピン12bと同様の動作を行うように移動させている。また、回転ベルト状の工具の場合には、当該工具の直線部をピン形状の加工工具と同様の動作をさせることになる。   In the machining process, machining is performed based on the NC program whose coordinates are converted in the coordinate conversion process. That is, as shown in FIG. 7, the first linear motion shaft, the second linear motion shaft, the third linear motion shaft, the fourth rotational shaft (around the pin center point 12C), and the fifth rotational shaft (around the pin center point 12C). The swinging concave teeth 15b are machined by relatively moving the disk-shaped workpiece and the processing tool by six axes including the sixth indexing shaft (around the rotation center axis B of the rocking gear 15). . That is, when the processing tool is a pin-shaped processing tool, the pin-shaped processing tool is moved so as to perform the same operation as that of the convex pin 12b. Further, in the case of a rotary belt-like tool, the linear portion of the tool is operated in the same manner as a pin-shaped machining tool.

(3)加工工具
次に、本実施形態における加工工具について図8を参照して説明する。図8に示すように、本実施形態においては、トロイダル砥石30を用いることとする。ただし、凸歯ピン12bの外周形状を表現することができる加工工具であれば、トロイダル砥石30に限るものではない。
(3) Processing tool Next, the processing tool in this embodiment is demonstrated with reference to FIG. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, a toroidal grindstone 30 is used. However, it is not limited to the toroidal grindstone 30 as long as it is a processing tool that can express the outer peripheral shape of the convex pin 12b.

このトロイダル砥石30の外周形状は、図8(b)に示すように、軸方向中央部が径方向外方に突出するように形成されている。そして、この突出部分の形状の軸方向断面形状は、半円弧状としている。主として、トロイダル砥石30の突出部分により、揺動凹歯15bを加工する。   As shown in FIG. 8B, the outer peripheral shape of the toroidal grindstone 30 is formed such that the axial center portion protrudes radially outward. And the axial direction cross-sectional shape of the shape of this protrusion part is made into semicircular arc shape. The swinging concave teeth 15 b are processed mainly by the protruding portion of the toroidal grindstone 30.

(4)本実施形態の送り速度制御の説明
ここで、上述したような揺動凹歯15bを加工する場合には、トロイダル砥石30と円盤状ワークとの接触部位(本発明の「工具による加工領域」に相当)が、加工中の各瞬間において、複雑に変化している。例えば、ある瞬間において、トロイダル砥石30の突出部分における軸方向全体が円盤状ワークを加工していたり、また別の瞬間においては、トロイダル砥石30の突出部分における軸方向の一部のみが円盤状ワークを加工していたりする。さらに、加工中のある瞬間に着目してみると、トロイダル砥石30のうち円盤状ワークに接触して加工している加工領域の中でも、加工しようとしている体積が異なることがある。
(4) Description of Feed Speed Control of the Present Embodiment Here, when machining the swinging concave tooth 15b as described above, the contact portion between the toroidal grindstone 30 and the disk-shaped workpiece (“machining with a tool of the present invention”). Corresponds to the “region”), which changes in a complex manner at each moment during processing. For example, at a certain moment, the entire axial direction at the protruding portion of the toroidal grindstone 30 is machining a disk-shaped workpiece, or at another moment, only a part of the axial direction at the protruding portion of the toroidal grindstone 30 is a disk-shaped workpiece. Or processing. Further, when attention is paid to a certain moment during machining, the volume to be machined may be different in the machining area of the toroidal grindstone 30 that is in contact with the disk-shaped workpiece.

そして、上述したように生成されたNCプログラムの送り速度に従ってトロイダル砥石30を円盤状ワークに対して相対的に移動させると、加工能率が極めて高い円盤状ワークの局所的な部位では、加工焼けが発生するおそれがある。そこで、トロイダル砥石30の外周面の局所的に見て、どの局所的な部位がどの程度の加工能率であるかを把握するようにする。そして、局所的な部位毎の加工能率の全てが設定上限値以下であって、局所的な部位の加工能率のうちでの最大値が設定下限値以上となるように、トロイダル砥石30の円盤状ワークに対する相対的な送り速度を変更することとする。   When the toroidal grindstone 30 is moved relative to the disc-shaped workpiece in accordance with the feed rate of the NC program generated as described above, the processing burn is generated at a local portion of the disc-shaped workpiece with extremely high processing efficiency. May occur. Therefore, the local portion of the toroidal grindstone 30 is locally observed so as to grasp which local portion has the degree of processing efficiency. And all of the processing efficiency for every local site | part is below a setting upper limit, Comprising: The disk shape of the toroidal grindstone 30 so that the maximum value in the processing efficiency of a local site | part becomes more than a setting lower limit. The feed rate relative to the workpiece is changed.

そこで、まずは、トロイダル砥石30による加工領域を複数の微小領域に分割する。ここで、図8(a)(b)に示すように、トロイダル砥石30の外周面の各部位の位置座標は、軸方向断面における砥石表面上の位置w(以下、「軸断面の表面位置w」と称する)と回転位相θとにより表される。つまり、軸断面の表面位置wの基準点w0および回転位相θの基準点θ0は、図8(a)(b)に示すとおりである。そして、トロイダル砥石30による加工領域(外周面)のある微小領域dAは、図9(a)(b)に示すとおりである。つまり、各微小領域dAは、トロイダル砥石30の軸断面の表面位置wの微小幅dwと、トロイダル砥石30の回転位相θの微小位相dθと、位置wにおけるトロイダル砥石30の半径r(w)により表すことができる。   Therefore, first, the processing area by the toroidal grindstone 30 is divided into a plurality of minute areas. Here, as shown in FIGS. 8A and 8B, the position coordinates of each part of the outer peripheral surface of the toroidal grindstone 30 are the position w on the grindstone surface in the axial section (hereinafter referred to as the “surface position w of the axial section”). And the rotational phase θ. That is, the reference point w0 of the surface position w of the axial section and the reference point θ0 of the rotational phase θ are as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). And the micro area | region dA with the process area | region (outer peripheral surface) by the toroidal grindstone 30 is as showing to Fig.9 (a) (b). That is, each minute region dA is determined by the minute width dw of the surface position w of the axial cross section of the toroidal grindstone 30, the minute phase dθ of the rotational phase θ of the toroidal grindstone 30, and the radius r (w) of the toroidal grindstone 30 at the position w. Can be represented.

ここで、時刻tにおける全体の加工能率(以下、「全体加工能率」と称する)Q(t)は、式(1)により表される。式(1)において、Q"(w,θ,t)は、各微小領域dAにおける加工能率である。ここで、加工能率とは、単位時間当たりの加工体積に相当する。つまり、式(1)によれば、ある時刻tにおける全ての微小領域の加工能率Q"(w,θ,t)を、回転位相θおよびトロイダル砥石30の軸断面の表面位置wについて積分することにより、ある時刻tにおける全体加工能率Q(t)を得ることができる。   Here, the overall machining efficiency at time t (hereinafter, referred to as “total machining efficiency”) Q (t) is expressed by Expression (1). In the formula (1), Q ″ (w, θ, t) is the machining efficiency in each minute region dA. Here, the machining efficiency corresponds to the machining volume per unit time. ), By integrating the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) of all the minute regions at a certain time t with respect to the rotational phase θ and the surface position w of the axial section of the toroidal grindstone 30, The overall processing efficiency Q (t) can be obtained.

Figure 0005418270
Figure 0005418270

また、微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)は、微小領域の面積dAと、時刻tのときに当該微小領域におけるトロイダル砥石30の被加工物に対する相対的な送り速度ベクトルF(w,θ,t)と、各微小領域における法線ベクトルN(w,θ)とにより、式(2)のように表される。つまり、微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)は、微小面積dAに、送り速度Fにおける当該微小領域の法線方向成分をかけたものといえる。   Further, the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) in the minute region is expressed by the area dA of the minute region and the feed rate vector F (relative to the workpiece of the toroidal grindstone 30 in the minute region at time t. w, θ, t) and the normal vector N (w, θ) in each minute region are expressed as shown in Equation (2). That is, the machining efficiency Q ″ (w, θ, t in the minute region ) Is obtained by multiplying the minute area dA by the normal direction component of the minute region at the feed rate F.

Figure 0005418270
Figure 0005418270

そして、時刻t1,t2,t3のそれぞれにおいて、各微小領域の加工能率Q"(w,θ,t)の分布の一例を図10に示す。例えば、時刻t1における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t1)は、トロイダル砥石30の軸断面の表面位置wが中央付近よりも僅かにw=0側において、最大値Q"max(t1)を示している。また、時刻t2における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t2)は、トロイダル砥石30の軸断面の表面位置wが中央付近において、最大値Q"max(t2)を示している。時刻t3における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t3)も、トロイダル砥石30の軸断面の表面位置wが中央付近よりも僅かにw=0側において、最大値Q"max(t3)を示している。さらに、時刻t3における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t3)は、トロイダル砥石30の軸断面の表面位置wが中央付近よりも僅かにw=W側において、極大値を示している。   FIG. 10 shows an example of the distribution of the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) of each minute region at each of the times t1, t2, and t3. For example, the machining efficiency Q ″ ( w, θ, t1) shows the maximum value Q ″ max (t1) when the surface position w of the axial cross section of the toroidal grindstone 30 is slightly w = 0 from the vicinity of the center. The processing efficiency Q ″ (w, θ, t2) of the region shows the maximum value Q ″ max (t2) when the surface position w of the axial cross section of the toroidal grindstone 30 is near the center. Processing of the micro region at time t3 The efficiency Q ″ (w, θ, t3) also shows the maximum value Q ″ max (t3) when the surface position w of the axial cross section of the toroidal grindstone 30 is slightly w = 0 from the vicinity of the center. The machining efficiency Q ″ (w, θ, t3) of the minute region at time t3 shows a maximum value when the surface position w of the axial cross section of the toroidal grindstone 30 is slightly on the w = W side from the vicinity of the center. The

そして、時刻t1における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t1)の最大値Q"max(t1)は、時刻t2における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t2)の最大値Q"max(t2)より大きく、当該最大値Q"max(t2)は、時刻t3における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t3)の最大値Q"max(t3)より大きな値となっている。このように、時刻が異なると、それぞれの時刻における微小領域の加工能率Q"(w,θ,t)のうちでの最大値Q"max(t)が異なる。   The maximum value Q "max (t1) of the machining efficiency Q" (w, θ, t1) of the micro area at time t1 is the maximum value of the machining efficiency Q "(w, θ, t2) of the micro area at time t2. The maximum value Q "max (t2) is larger than Q" max (t2), and the maximum value Q "max (t2) is larger than the maximum value Q" max (t3) of the processing efficiency Q "(w, θ, t3) of the minute region at time t3. As described above, when the times are different, the maximum value Q ″ max (t) of the processing efficiencies Q ″ (w, θ, t) of the minute regions at the respective times is different.

このようにして、分割した各微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)の全てが、図11に示すように設定上限値Q"set1以下となるように、トロイダル砥石30の円盤状ワークに対する相対的な送り速度を変更することとする。例えば、補正後の送り速度Fn(t)と、補正前の送り速度F0(t)との関係は、式(3)のように表される関係とする。これにより、微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)の最大値を設定上限値Q"set1以下とできるので、局所的に見た場合であっても、加工焼けの発生を防止できる。   In this way, the disk shape of the toroidal grindstone 30 is such that all of the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) in each divided minute region is equal to or less than the set upper limit value Q ″ set1, as shown in FIG. The feed rate relative to the workpiece is changed. For example, the relationship between the corrected feed rate Fn (t) and the uncorrected feed rate F0 (t) is expressed as shown in Equation (3). As a result, the maximum value of the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) in the minute region can be set to the set upper limit value Q ″ set1 or less, so that even when viewed locally, the occurrence of machining burn can be prevented. .

Figure 0005418270
Figure 0005418270

さらに、分割した各微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)の最大値が、図11に示すように設定下限値Q"set2以上となるように、トロイダル砥石30の円盤状ワークに対する相対的な送り速度を変更することとする。つまり、補正後の送り速度Fn(t)と、補正前の送り速度F0(t)との関係は、式(4)のように表される。これにより、できるだけ加工能率を高く設定することができるため、加工時間の長期化を防止できる。   Further, with respect to the disc-shaped workpiece of the toroidal grindstone 30 such that the maximum value of the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) in each divided minute region is equal to or larger than the set lower limit value Q ″ set2, as shown in FIG. The relative feed rate will be changed. That is, the relationship between the corrected feed rate Fn (t) and the corrected feed rate F0 (t) is expressed as in equation (4). Thereby, since processing efficiency can be set as high as possible, the prolongation of processing time can be prevented.

Figure 0005418270
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ここで、上記した式(3)(4)を満たすようにするためには、設定上限値Q"set1と設定下限値Q"set2を同一値にするとよい。この場合の設定値をQ"setとした場合には、補正後の送り速度Fn(t)と、補正前の送り速度F0(t)との関係は、式(5)のように表される。これにより、局所的に見た場合であっても加工焼けの発生を防止でき、かつ、可能な限り加工時間の短縮を図ることができる。   Here, in order to satisfy the above equations (3) and (4), the set upper limit value Q "set1 and the set lower limit value Q" set2 may be set to the same value. When the set value in this case is Q "set, the relationship between the corrected feed rate Fn (t) and the uncorrected feed rate F0 (t) is expressed by equation (5). Thereby, even when viewed locally, the occurrence of work burn can be prevented, and the work time can be shortened as much as possible.

Figure 0005418270
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このようにして、各時刻tにおいて補正後の送り速度Fn(t)を算出する。そして、各時刻tにおける送り速度が補正された送り速度Fn(t)となるように、工作機械を制御する。以上より、非常に複雑な形状である揺動歯車15の揺動凹歯15bを加工する場合であっても、局所的な加工焼けを防止しつつ、可能な限り加工時間の短縮を図ることができる。つまり、高精度な加工を加工時間の長期化を防止しつつ実現できる。   In this way, the corrected feed speed Fn (t) is calculated at each time t. Then, the machine tool is controlled so that the feed speed at each time t becomes the corrected feed speed Fn (t). As described above, even when the swinging concave teeth 15b of the swinging gear 15 having a very complicated shape are processed, the processing time can be shortened as much as possible while preventing local processing burn. it can. That is, highly accurate machining can be realized while preventing the machining time from being prolonged.

<第二実施形態>
第一実施形態においては、微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)を、回転位相θと軸断面の表面位置wをパラメータとして説明した。これでは、微小領域における加工能率Q"(w,θ,t)を算出するのに、演算処理が非常に複雑となる。そこで、より簡易的に微小領域における加工能率を算出できる手法を以下に説明する。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) in the micro region has been described using the rotational phase θ and the surface position w of the axial section as parameters. The calculation process is very complicated to calculate w, θ, t). Therefore, a method that can more simply calculate the machining efficiency in a minute region will be described below.

ただし、簡易演算を行うために条件を要するため、まずその条件について図12を参照して説明する。トロイダル砥石30により被加工物15を加工する加工領域において、トロイダル砥石30の回転位相θ方向の範囲は、非常に小さいものとする。実際に高精度に加工しようとすると、トロイダル砥石30のうち接触する回転位相θは、非常に小さくなる。そうすると、図12に示すように、加工中の各瞬間におけるトロイダル砥石30による微小領域は、平面P状とみなすことができる。そうすると、送り速度ベクトルF(w,θ,t)と、各微小領域における法線ベクトルN(w,θ)は、式(6)のように、回転位相θをパラメータとしない関係式に簡略化できる。   However, since a condition is required to perform the simple calculation, the condition will first be described with reference to FIG. In the processing region where the workpiece 15 is processed by the toroidal grindstone 30, the range in the rotational phase θ direction of the toroidal grindstone 30 is very small. When actually trying to process with high accuracy, the rotational phase θ in contact with the toroidal grindstone 30 becomes very small. If it does so, as shown in FIG. 12, the micro area | region by the toroidal grindstone 30 in each moment during processing can be considered as plane P shape. Then, the feed velocity vector F (w, θ, t) and the normal vector N (w, θ) in each minute region are simplified to a relational expression that does not use the rotational phase θ as a parameter as shown in Expression (6). it can.

Figure 0005418270
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さらに、トロイダル砥石30の被加工物15に対する相対的な移動方向に、回転運動がほとんど含まれておらず、直進方向の運動とみなすことができる場合には、送り速度ベクトルF(w,θ,t)は、式(7)のように、回転位相θのみならず軸断面の表面位置wをパラメータとしない関係式に簡略化できる。   Furthermore, when the relative movement direction of the toroidal grindstone 30 with respect to the work piece 15 includes almost no rotational motion and can be regarded as a linear motion, the feed speed vector F (w, θ, As in equation (7), t) can be simplified to a relational expression that does not use the surface position w of the axial section as well as the rotational phase θ as a parameter.

Figure 0005418270
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上記条件を満たす場合には、微小領域における加工能率Q'(w,t)を、式(8)のように、表すことができる。   When the above condition is satisfied, the machining efficiency Q ′ (w, t) in the minute region can be expressed as in Expression (8).

Figure 0005418270
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ここで、トロイダル砥石30において、軸断面の表面位置wにおける被加工物15との接触弧長Lは、図12に示すように、あるトロイダル砥石30の軸断面の表面位置wを通る径方向断面形状において、被加工物15と接触する周方向長さである。例えば、ある時刻tにおいて、トロイダル砥石30の軸断面の表面位置wと、トロイダル砥石30の回転位相θとの2次元座標において、トロイダル砥石30と被加工物15との接触範囲を、図13(a)に示すような囲まれた範囲であるとする。この場合、軸断面の表面位置w1における接触弧長L1は、図13(a)に示す長さとなる。つまり、軸断面の表面位置wに応じて、接触弧長L1が異なる。そうすると、図13(a)に示すような接触範囲の場合に、図13(b)のように表される。   Here, in the toroidal grindstone 30, the contact arc length L with the workpiece 15 at the surface position w of the axial cross section is a radial cross section passing through the surface position w of the axial cross section of a certain toroidal grindstone 30 as shown in FIG. In the shape, it is the length in the circumferential direction in contact with the workpiece 15. For example, at a certain time t, the contact range between the toroidal grindstone 30 and the workpiece 15 in the two-dimensional coordinates of the surface position w of the axial section of the toroidal grindstone 30 and the rotational phase θ of the toroidal grindstone 30 is shown in FIG. Suppose that it is an enclosed range as shown in a). In this case, the contact arc length L1 at the surface position w1 of the axial cross section is the length shown in FIG. That is, the contact arc length L1 varies depending on the surface position w of the axial cross section. If it does so, in the case of a contact range as shown to Fig.13 (a), it represents like FIG.13 (b).

このように上記条件を前提として簡略化することで、ある時刻tにおける微小領域の加工能率Q'(w,t)は、非常に容易に算出することができる。そして、時刻t1,t2,t3のそれぞれにおける各微小領域の加工能率Q'(w,t)を算出すると、その分布の一例として、図14に示すようになる。パラメータとしては、軸断面の表面位置wと時刻tであるため、2次元座標により表すことができる。そして、時刻t1,t2,t3のそれぞれの最大値Q'max(t1), Q'max(t2), Q'max(t3)も、図14に示すとおりである。   In this way, by simplifying on the premise of the above conditions, the machining efficiency Q ′ (w, t) of a minute region at a certain time t can be calculated very easily. Then, when the machining efficiency Q ′ (w, t) of each minute region at each of the times t1, t2, and t3 is calculated, an example of the distribution is as shown in FIG. The parameters are the surface position w and the time t of the axial section, and can be represented by two-dimensional coordinates. Then, the maximum values Q′max (t1), Q′max (t2), and Q′max (t3) at times t1, t2, and t3 are also as shown in FIG.

ここで、第二実施形態においては、第一実施形態において説明した設定上限値と設定下限値を同一の値Q'setとして説明する。そうすると、図15に示すように、時刻t1,t2,t3のそれぞれにおける最大値Q'max(t1), Q'max(t2), Q'max(t3)に一致するように、送り速度Fn(t)が補正される。   Here, in the second embodiment, the setting upper limit value and the setting lower limit value described in the first embodiment will be described as the same value Q′set. Then, as shown in FIG. 15, the feed speed Fn (so as to coincide with the maximum values Q′max (t1), Q′max (t2), and Q′max (t3) at each of the times t1, t2, and t3. t) is corrected.

つまり、補正後の送り速度Fn(t)と、補正前の送り速度F0(t)との関係は、式(9)のように表される。これにより、演算処理が容易となり、局所的に見た場合であっても加工焼けの発生を防止でき、かつ、可能な限り加工時間の短縮を図ることができる。   That is, the relationship between the corrected feed rate Fn (t) and the corrected feed rate F0 (t) is expressed as shown in Equation (9). As a result, the arithmetic processing is facilitated, and even when viewed locally, the occurrence of processing burn can be prevented, and the processing time can be shortened as much as possible.

Figure 0005418270
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<第三実施形態>
次に、第三実施形態では、第二実施形態に対して、さらに、微小領域における加工能率Q'(w,t)を算出する際に、クーラントの届きにくさを表す係数C(w,t)を考慮することにする。ここで、研削加工や切削加工を行う場合には、加工により発生する熱を低減するためや、高精度に加工するために、クーラントを利用している。被加工物の形状や砥石などの工具の形状によって、クーラントが届きやすい部位と、クーラントが届きにくい部位とが存在する。クーラントが届きにくい部位では、クーラントが届きやすい部位に比べて、冷却性能が低いために、高熱となりやすい。加工焼けが発生するおそれがある。そこで、本実施形態においては、クーラントの届きにくさを表す係数C(w)を用いて、微小領域における加工能率Q'(w,t)を補正することとする。
<Third embodiment>
Next, in the third embodiment, in addition to the second embodiment, when calculating the machining efficiency Q ′ (w, t) in a micro region, the coefficient C (w, t) representing the difficulty of reaching the coolant ). Here, when performing a grinding process or a cutting process, a coolant is used in order to reduce heat generated by the process or to perform a process with high accuracy. Depending on the shape of the workpiece and the shape of a tool such as a grindstone, there are sites where the coolant can easily reach and sites where the coolant is difficult to reach. In the part where the coolant is difficult to reach, the cooling performance is low compared to the part where the coolant is easy to reach. Work burn may occur. Therefore, in the present embodiment, the machining efficiency Q ′ (w, t) in the minute region is corrected using the coefficient C (w) representing the difficulty of reaching the coolant.

具体的には、補正後の微小領域における加工能率Qc'(w,t)は、式(10)に示すように表される。ここでは、係数C(w)は、軸断面の表面位置wによってクーラントの届きにくさが変化する場合を想定して、軸断面の表面位置wをパラメータとする関数としている。   Specifically, the machining efficiency Qc ′ (w, t) in the micro area after correction is expressed as shown in Expression (10). Here, the coefficient C (w) is a function using the surface position w of the axial section as a parameter, assuming that the difficulty of reaching the coolant varies depending on the surface position w of the axial section.

Figure 0005418270
Figure 0005418270

そして、この場合、時刻t1,t2,t3のそれぞれにおいて、第二実施形態にて説明した時刻t1,t2,t3のそれぞれの最大値Q'max(t1), Q'max(t2), Q'max(t3)は、図16の破線にて示すように、最大値Qc'max(t1), Qc'max(t2), Qc'max(t3)に補正される。なお、図16に示す一例では、軸断面の表面位置wの中央部が、クーラントが届きにくい部位として図示している。このようにすることで、クーラントの届きにくさを考慮することで、より確実に、局所的な加工焼けの発生を防止しつつ、可能な限り加工時間の短縮を図ることができる。   In this case, at each of the times t1, t2, and t3, the maximum values Q'max (t1), Q'max (t2), and Q 'of the times t1, t2, and t3 described in the second embodiment. max (t3) is corrected to the maximum values Qc′max (t1), Qc′max (t2), and Qc′max (t3) as indicated by the broken line in FIG. In the example illustrated in FIG. 16, the central portion of the surface position w of the axial cross section is illustrated as a portion where the coolant does not easily reach. In this way, considering the difficulty of reaching the coolant, the processing time can be shortened as much as possible while preventing the occurrence of local processing burn more reliably.

<第四実施形態>
次に、本実施形態においては、上述した実施形態を実現するための具体的な構成について、図17を参照して説明する。図17に示すように、本実施形態の送り速度制御装置としては、NCプログラム生成装置110と、NC装置120と、各種情報記憶部131〜134とを備えている。
<Fourth embodiment>
Next, in the present embodiment, a specific configuration for realizing the above-described embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, the feed speed control device of the present embodiment includes an NC program generation device 110, an NC device 120, and various information storage units 131 to 134.

NCプログラム生成装置110は、いわゆるCAMに相当し、素材形状、製品形状および加工条件などを入力されることで、NCプログラムを生成する。このNCプログラムには工具の被加工物に対する相対的な送り速度の情報が含まれている。   The NC program generation device 110 corresponds to a so-called CAM, and generates an NC program by inputting a material shape, a product shape, processing conditions, and the like. This NC program contains information on the relative feed rate of the tool to the workpiece.

NC装置120は、NCプログラムを入力して、工作機械を制御する制御装置である。このNC装置120は、送り速度補正部121と、補間処理部122と、制御部123とを備えている。送り速度補正部121は、入力されたNCプログラムに含まれている送り速度を補正する。この補正の方法としては、上述の第一〜第三実施形態において説明したとおりであるので、詳細な説明を省略する。この補正に際して、機械情報131、工具情報132、被加工物情報および設定値情報134を用いて行う。なお、設定値情報134とは、設定下限値Q"set1および設定上限値Q"set2などである。   The NC device 120 is a control device that inputs an NC program and controls a machine tool. The NC device 120 includes a feed speed correction unit 121, an interpolation processing unit 122, and a control unit 123. The feed speed correction unit 121 corrects the feed speed included in the input NC program. Since this correction method is as described in the first to third embodiments, a detailed description is omitted. This correction is performed using machine information 131, tool information 132, work piece information, and set value information 134. The set value information 134 includes a set lower limit value Q "set1, a set upper limit value Q" set2, and the like.

続いて、NC装置120の補間処理部122は、各種記憶情報を用いて、送り速度補正部121にて補正された送り速度に対して、実際の工作機械を制御するための送り速度に補間している。例えば、NCプログラム中の送り速度を、連続して滑らかに変化するように補間する。続いて、NC装置120の制御部123は、補正かつ補間されたNCプログラムに基づいて、工作機械の各軸のサーボモータ(図示せず)を制御する。   Subsequently, the interpolation processing unit 122 of the NC device 120 interpolates the feed speed corrected by the feed speed correction unit 121 to the feed speed for controlling the actual machine tool, using various stored information. ing. For example, the feed rate in the NC program is interpolated so as to change continuously and smoothly. Subsequently, the control unit 123 of the NC device 120 controls a servo motor (not shown) for each axis of the machine tool based on the corrected and interpolated NC program.

<第五実施形態>
次に、本実施形態においては、第四実施形態に対して、送り速度補正部と補間処理部との順序を逆にした構成としている。ここで、第五実施形態において、第四実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。
<Fifth embodiment>
Next, in this embodiment, it is set as the structure which reversed the order of the feed speed correction | amendment part and the interpolation process part with respect to 4th embodiment. Here, in 5th embodiment, about the same structure as 4th embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

すなわち、図18に示すように、本実施形態の送り速度制御装置としては、NCプログラム生成装置110と、NC装置220と、各種情報記憶部131〜134とを備えている。NC装置220は、補間処理部221と、送り速度補正部222と、制御部123とを備えている。   That is, as shown in FIG. 18, the feed rate control device of this embodiment includes an NC program generation device 110, an NC device 220, and various information storage units 131 to 134. The NC device 220 includes an interpolation processing unit 221, a feed speed correction unit 222, and a control unit 123.

NC装置220の補間処理部221は、各種記憶情報を用いて、NCプログラム生成装置110により生成されたNCプログラムに含まれる送り速度に対して、実際の工作機械を制御するための送り速度に補間する。続いて、送り速度補正部222は、補間処理部221にて補間された送り速度を補正する。この補正の方法としては、上述の第一〜第三実施形態において説明したとおりであるので、詳細な説明を省略する。上述した補間および補正に際して、機械情報131、工具情報132、被加工物情報133および設定値情報134を用いて行う。   The interpolation processing unit 221 of the NC device 220 interpolates the feed rate included in the NC program generated by the NC program generation device 110 to the feed rate for controlling the actual machine tool using various stored information. To do. Subsequently, the feed speed correction unit 222 corrects the feed speed interpolated by the interpolation processing unit 221. Since this correction method is as described in the first to third embodiments, a detailed description is omitted. The above-described interpolation and correction are performed using the machine information 131, the tool information 132, the workpiece information 133, and the set value information 134.

<第六実施形態>
次に、本実施形態においては、第四実施形態に対して、送り速度補正部をNC装置の内部ではなく、NCプログラム生成装置に含ませる構成としている。ここで、第六実施形態において、第四実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。
図18に示すように、本実施形態の送り速度制御装置としては、NCプログラム生成装置310と、NC装置320と、各種情報記憶部131〜134とを備えている。
<Sixth embodiment>
Next, in the present embodiment, a feed speed correction unit is included in the NC program generation device, not in the NC device, as compared with the fourth embodiment. Here, in the sixth embodiment, the same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 18, the feed rate control device of the present embodiment includes an NC program generation device 310, an NC device 320, and various information storage units 131 to 134.

NCプログラム生成装置310は、第四実施形態におけるNCプログラム生成装置110に相当するNCプログラム生成部311を備える。このNCプログラム生成部311は、いわゆるCAMに相当し、素材形状、製品形状および加工条件などを入力されることで、NCプログラムを生成する。このNCプログラムには工具の被加工物に対する相対的な送り速度の情報が含まれている。   The NC program generation device 310 includes an NC program generation unit 311 corresponding to the NC program generation device 110 in the fourth embodiment. The NC program generation unit 311 corresponds to a so-called CAM, and generates an NC program by inputting a material shape, a product shape, processing conditions, and the like. This NC program contains information on the relative feed rate of the tool to the workpiece.

さらに、NCプログラム生成装置310は、当該NCプログラム生成部311により生成されたNCプログラムに含まれている送り速度を補正する送り速度補正部312を備える。この補正の方法としては、上述の第一〜第三実施形態において説明したとおりであるので、詳細な説明を省略する。この補正に際して、機械情報131、工具情報132、被加工物情報および設定値情報134を用いて行う。   Furthermore, the NC program generation device 310 includes a feed speed correction unit 312 that corrects the feed speed included in the NC program generated by the NC program generation unit 311. Since this correction method is as described in the first to third embodiments, a detailed description is omitted. This correction is performed using machine information 131, tool information 132, work piece information, and set value information 134.

NC装置320は、補間処理部321と、制御部322とを備えている。補間処理部321は、各種記憶情報を用いて、NCプログラム生成装置310から入力されたNCプログラムの送り速度に対して、実際の工作機械を制御するための送り速度に補間している。例えば、NCプログラム中の送り速度を、連続して滑らかに変化するように補間する。続いて、制御部322は、補間されたNCプログラムに基づいて、工作機械の各軸のサーボモータ(図示せず)を制御する。   The NC device 320 includes an interpolation processing unit 321 and a control unit 322. The interpolation processing unit 321 interpolates the feed rate of the NC program input from the NC program generation device 310 to the feed rate for controlling the actual machine tool using various stored information. For example, the feed rate in the NC program is interpolated so as to change continuously and smoothly. Subsequently, the control unit 322 controls a servo motor (not shown) for each axis of the machine tool based on the interpolated NC program.

<第七実施形態>
上記実施形態においては、加工対象として、揺動型歯車装置の揺動歯車の場合について説明した。揺動型歯車装置は、それぞれの回転中心軸が交差する凹凸歯車と相手歯車との関係を2組有する構成である。このような凹凸歯車と相手歯車との関係を1組有する構成からなる動力伝達装置について図20(a)(b)を参照して説明する。
ここで、図20(a)は、凸歯ピン112bが、入力軸本体112aに対して別体形成されている場合を示し、図20(b)は、凸歯ピン112bが、入力軸本体112aに対して一体形成されている場合を示す。
<Seventh embodiment>
In the above embodiment, the case of the oscillating gear of the oscillating gear device has been described as the object to be processed. The oscillating gear device is configured to have two sets of relations between the concave and convex gears and the counter gears that intersect with each other. A power transmission device having a configuration having one set of the relationship between the concave and convex gears and the mating gear will be described with reference to FIGS.
20A shows a case where the convex tooth pin 112b is formed separately from the input shaft main body 112a. FIG. 20B shows a case where the convex tooth pin 112b is formed by the input shaft main body 112a. The case where it is integrally formed with respect to is shown.

図20(a)(b)に示すように、動力伝達装置は、入力軸112と出力軸115とから構成される。入力軸112(本発明の「相手歯車」に相当する)は、第一実施形態における出力軸13とほぼ同様の構成からなる。入力軸112は、入力軸本体112aと、複数の凸歯ピン112bとから構成される。入力軸本体112aは、軸線Aを回転中心軸とする円筒状の部材である。そして、入力軸本体112aは、軸受を介して、図示しないハウジングに対して回転中心軸Aの回りに回転可能に支持されている。   As shown in FIGS. 20A and 20B, the power transmission device includes an input shaft 112 and an output shaft 115. The input shaft 112 (corresponding to the “counter gear” of the present invention) has a configuration substantially similar to that of the output shaft 13 in the first embodiment. The input shaft 112 includes an input shaft main body 112a and a plurality of convex tooth pins 112b. The input shaft main body 112a is a cylindrical member having an axis A as a rotation center axis. The input shaft main body 112a is supported so as to be rotatable around the rotation center axis A with respect to a housing (not shown) via a bearing.

出力軸115(本発明の「凹凸歯車」に相当する)は、第一実施形態における内輪(揺動歯車)15のうち一方の端面形状がほぼ共通する。つまり、出力軸115の軸方向一方(図20(a)(b)の左側)の端面には、周方向に等間隔に複数(G2)個の凹歯115bが形成されている。この出力軸115は、回転中心軸Aに対して傾斜した回転中心軸Bを中心に回転可能となるように、軸受を介して図示しないハウジングに支持されている。そして、出力軸115の軸方向他方(図20(a)(b)の右側)は、他の動力伝達部材に連結される。   The output shaft 115 (corresponding to the “concave gear” of the present invention) has substantially the same end face shape as one of the inner rings (oscillating gears) 15 in the first embodiment. That is, a plurality (G2) of concave teeth 115b are formed at equal intervals in the circumferential direction on one end surface of the output shaft 115 in the axial direction (left side in FIGS. 20A and 20B). The output shaft 115 is supported by a housing (not shown) via a bearing so as to be rotatable about a rotation center axis B inclined with respect to the rotation center axis A. And the other axial direction of output shaft 115 (the right side of Drawing 20 (a) (b)) is connected with other power transmission members.

このように、入力軸112の回転中心軸Aに対して交差する回転中心軸Bを中心に回転する出力軸115の凹歯を加工対象とした場合に、上述した実施形態における送り速度制御方法および装置を同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。   As described above, when the concave teeth of the output shaft 115 that rotates about the rotation center axis B that intersects the rotation center axis A of the input shaft 112 are processed, the feed speed control method according to the above-described embodiment and The device can be applied as well. And the same effect is produced.

<第八実施形態>
本実施形態における送り速度制御は、トロイダル砥石30のアキシャル方向成分の力の合計値QA(t)が設定値QAset以下となるように、かつ、トロイダル砥石30のラジアル方向成分の力の合計値QR(t)が設定値QRset以下となるように、トロイダル砥石30の送り速度を制御する。以下、図21を参照して詳細に説明する。
<Eighth embodiment>
The feed rate control in the present embodiment is performed so that the total value Q A (t) of the axial direction component force of the toroidal grindstone 30 is equal to or less than the set value Q A set and the radial direction component force of the toroidal grindstone 30 is controlled. The feed speed of the toroidal grindstone 30 is controlled so that the total value Q R (t) is equal to or less than the set value Q R set. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG.

まず、トロイダル砥石30のアキシャル方向成分の力の合計値QA(t)は、式(11)により表される。トロイダル砥石30のアキシャル方向とは、トロイダル砥石30の軸方向である。式(11)において、Q"(w,θ,t)は、上記実施形態において説明した各微小領域dAにおける加工能率である。つまり、式(11)によれば、ある時刻tにおける加工能率Q"(w,θ,t)に当該微小領域の法線方向単位ベクトルN(w,θ)におけるアキシャル方向成分VA(w,θ)を乗算して、当該乗算値についてトロイダル砥石30による加工領域に亘って積分を行うことにより、ある時刻tにおけるトロイダル砥石30にかかるアキシャル方向成分の力の合計値QA(t)を得ることができる。なお、図21に、微小領域の法線方向単位ベクトルN(w,θ)、および、微小領域の法線方向単位ベクトルN(w,θ)におけるアキシャル方向成分VA(w,θ)を示す。 First, the total value Q A (t) of the forces in the axial direction component of the toroidal grindstone 30 is expressed by Expression (11). The axial direction of the toroidal grindstone 30 is the axial direction of the toroidal grindstone 30. In Formula (11), Q ″ (w, θ, t) is the machining efficiency in each minute region dA described in the above embodiment. That is, according to Formula (11), the machining efficiency Q at a certain time t. "(w, θ, t) is multiplied by the axial direction component V A (w, θ) in the normal direction unit vector N (w, θ) of the minute region, and the machining region by the toroidal grindstone 30 is obtained for the multiplied value By performing the integration over a period of time, it is possible to obtain the total value Q A (t) of the axial component force applied to the toroidal grindstone 30 at a certain time t. FIG. 21 shows the normal direction unit vector N (w, θ) of the minute region and the axial direction component V A (w, θ) in the normal direction unit vector N (w, θ) of the minute region. .

Figure 0005418270
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さらに、トロイダル砥石30のラジアル方向成分の力の合計値QR(t)は、式(12)により表される。トロイダル砥石30のラジアル方向とは、トロイダル砥石30の軸方向である。式(12)において、Q"(w,θ,t)は、上記実施形態において説明した各微小領域dAにおける加工能率である。つまり、式(12)によれば、ある時刻tにおける加工能率Q"(w,θ,t)に当該微小領域の法線方向単位ベクトルN(w,θ)におけるラジアル方向成分VR(w,θ)を乗算して、当該乗算値についてトロイダル砥石30による加工領域に亘って積分を行うことにより、ある時刻tにおけるトロイダル砥石30にかかるラジアル方向成分の力の合計値QR(t)を得ることができる。なお、図21に、微小領域の法線方向単位ベクトルN(w,θ)におけるラジアル方向成分VR(w,θ)を示す。 Further, the total value Q R (t) of the radial component of the toroidal grindstone 30 is expressed by the equation (12). The radial direction of the toroidal grindstone 30 is the axial direction of the toroidal grindstone 30. In Expression (12), Q ″ (w, θ, t) is the machining efficiency in each minute region dA described in the above embodiment. That is, according to Expression (12), the machining efficiency Q at a certain time t. “(w, θ, t) is multiplied by the radial direction component V R (w, θ) in the normal direction unit vector N (w, θ) of the minute area, and the machining area by the toroidal grindstone 30 is obtained for the multiplied value By performing the integration over a period of time, it is possible to obtain a total value Q R (t) of the radial component force applied to the toroidal grindstone 30 at a certain time t. FIG. 21 shows the radial direction component V R (w, θ) in the normal direction unit vector N (w, θ) of the minute region.

Figure 0005418270
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このようにして算出されたトロイダル砥石30のアキシャル方向成分の力の合計値QA(t)、および、トロイダル砥石30のラジアル方向成分の力の合計値QR(t)が、それぞれの設定上限値QAset, QRset以下となるように、トロイダル砥石30の円盤状ワークに対する相対的な送り速度を変更することとする。例えば、補正後の送り速度Fn(t)と、補正前の送り速度F0(t)との関係は、式(13)(14)のように表される関係とする。 The total value Q A (t) of the forces in the axial direction component of the toroidal grindstone 30 and the total value Q R (t) of the forces in the radial direction component of the toroidal grindstone 30 calculated in this way are the upper limit of each setting. The relative feed speed of the toroidal grindstone 30 with respect to the disk-shaped workpiece is changed so that the values are equal to or less than the values Q A set and Q R set. For example, the relationship between the corrected feed rate Fn (t) and the uncorrected feed rate F0 (t) is a relationship represented by equations (13) and (14).

Figure 0005418270
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本実施形態によれば、各微小領域の加工能率Q"(w,θ,t)を用いることで、トロイダル砥石30にかかるアキシャル方向成分またはラジアル方向成分の力の合計値QA(t), QR(t)を算出することができる。これらの力の合計値QA(t), QR(t)が設定上限値QAset, QRset以下となるように送り速度制御を行うことで、アキシャル方向成分またはラジアル方向成分の力に対して、トロイダル砥石30の支持剛性に応じた適切な送り速度とすることができる。 According to the present embodiment, by using the machining efficiency Q ″ (w, θ, t) of each minute region, the total value Q A (t), the force of the axial direction component or the radial direction component applied to the toroidal grindstone 30 is obtained. Q R (t) can be calculated, and feed rate control is performed so that the total value Q A (t), Q R (t) of these forces is below the set upper limit value Q A set, Q R set Thereby, it can be set as the suitable feed rate according to the support rigidity of the toroidal grindstone 30 with respect to the force of an axial direction component or a radial direction component.

なお、微小領域の加工能率は、上述した第一実施形態にて説明した方法により算出することもできるし、他の実施形態にて説明した簡略化した方法によっても算出することができる。   Note that the processing efficiency of the micro region can be calculated by the method described in the first embodiment described above, or can be calculated by the simplified method described in the other embodiments.

11:入力軸、 11a:傾斜面
12:固定軸、 12a:固定軸本体、 12b:凸歯ピン
12C:ピン中心点、 12X:基準軸
13:出力軸、 13a:出力軸本体、 13b:凸歯ピン
14:外輪
15:内輪(揺動歯車)、 15a:転動面、 15b,15c:揺動凹歯
15X:歯溝方向
16:転動体
30:トロイダル砥石
11: input shaft 11a: inclined surface 12: fixed shaft 12a: fixed shaft main body 12b: convex tooth pin 12C: pin center point 12X: reference shaft 13: output shaft 13a: output shaft main body 13b: convex tooth Pin 14: Outer ring 15: Inner ring (oscillating gear), 15a: Rolling surface, 15b, 15c: Oscillating concave tooth 15X: Tooth groove direction 16: Rolling element 30: Toroidal grindstone

Claims (12)

工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御方法において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することを特徴とする送り速度制御方法。
In a feed rate control method for controlling a relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool,
The feed speed is controlled so that the machining efficiency in each of the micro regions is equal to or lower than a set upper limit when the machining region by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of micro regions. Speed control method.
請求項1において、
加工中の各瞬間における前記微小領域の加工能率の最大値が設定下限値以上となるように前記送り速度を制御することを特徴とする送り速度制御方法。
In claim 1,
A feed rate control method, wherein the feed rate is controlled so that the maximum value of the machining efficiency of the minute region at each moment during machining is equal to or greater than a set lower limit value.
請求項1または2において、
前記被加工物は、凹歯と凸歯が周方向に連続して形成され、当該凹歯が相手歯車の凸歯に噛合することにより前記相手歯車との間で動力伝達可能な凹凸歯車であって、前記相手歯車の回転中心軸に対して交差する交差軸を中心として回転する歯車であることを特徴とする送り速度制御方法。
In claim 1 or 2,
The workpiece is a concavo-convex gear in which concave teeth and convex teeth are continuously formed in the circumferential direction, and the concave teeth mesh with the convex teeth of the counter gear to transmit power to the counter gear. And a feed speed control method characterized by being a gear that rotates around a crossing axis that intersects the rotation center axis of the counter gear.
請求項1〜3の何れか一項において、
前記工具は、中心軸周りに回転しながら前記被加工物を研削する円盤状砥石であり、
前記微小領域は、前記円盤状砥石による加工領域を前記円盤状砥石の軸方向断面の表面上に沿って分割された領域であることを特徴とする送り速度制御方法。
In any one of Claims 1-3,
The tool is a disc-shaped grindstone that grinds the workpiece while rotating around a central axis,
2. The feed rate control method according to claim 1, wherein the minute region is a region obtained by dividing a processing region by the disc-shaped grindstone along a surface of an axial section of the disc-shaped grindstone.
請求項4において、
加工中の各瞬間における前記円盤状砥石による前記微小領域を平面状とみなし、かつ、加工中の各瞬間における前記円盤状砥石の前記被加工物に対する相対的な移動方向を直進方向とみなした場合に、
前記微小領域における加工能率は、前記円盤状砥石の軸方向断面における砥石表面上の各位置における前記被加工物との接触弧長さと、前記円盤状砥石の前記被加工物に対する相対的な送り速度における前記平面状とみなした前記微小領域の法線方向成分と、を乗算することにより算出することを特徴とする送り速度制御方法。
In claim 4,
When the minute area formed by the disc-shaped grindstone at each moment during machining is regarded as planar, and the relative movement direction of the disc-shaped grindstone at each moment during machining is regarded as a straight direction In addition,
The processing efficiency in the minute region is determined by the contact arc length with the workpiece at each position on the grindstone surface in the axial section of the disc-shaped grindstone, and the relative feed speed of the disc-shaped grindstone with respect to the workpiece. A feed speed control method comprising: calculating by multiplying the normal direction component of the minute area regarded as the planar shape in
請求項1〜5の何れか一項において、
前記工具の表面位置に応じてクーラントの届きにくさを表す係数を設定しておき、
前記微小領域における加工能率は、前記微小領域の面積と当該微小領域における前記工具の前記被加工物に対する送り速度とに基づいて算出された基本加工能率に対して、前記係数を乗算して補正された値であることを特徴とする送り速度制御方法。
In any one of Claims 1-5,
According to the surface position of the tool, set a coefficient representing the difficulty of reaching the coolant,
The machining efficiency in the minute area is corrected by multiplying the basic machining efficiency calculated based on the area of the minute area and the feed speed of the tool in the minute area with respect to the workpiece by the coefficient. Feed rate control method, characterized in that
工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御装置において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することを特徴とする送り速度制御装置。
In a feed rate control device that controls the relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool,
The feed speed is controlled so that the machining efficiency in each of the micro regions is equal to or lower than a set upper limit when the machining region by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of micro regions. Speed control device.
請求項7において、
前記送り速度制御装置は、NCプログラムに基づいてNC工作機械を制御すると共に、NCプログラムにおける前記工具の前記被加工物に対する送り速度に対して、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように補正した送り速度により制御するNC装置であることを特徴とする送り速度制御装置。
In claim 7,
The feed rate control device controls the NC machine tool based on the NC program, and the machining efficiency in each of the micro regions is equal to or less than a set upper limit value with respect to the feed rate of the tool to the workpiece in the NC program. A feed rate control device, characterized in that the feed rate control device is an NC device that controls the feed rate so corrected.
請求項7において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に、各前記微小領域における加工能率が設定上限値以下となるように算出された前記送り速度に基づいて、NCプログラムを生成するNCプログラム生成装置と、
前記NCプログラムの前記送り速度に基づいて前記工具の前記被加工物の相対的な送り速度を制御して、前記工具により前記被加工物を加工するNC装置と、
を備えることを特徴とする送り速度制御装置。
In claim 7,
An NC program based on the feed speed calculated so that the machining efficiency in each of the micro areas is equal to or lower than a set upper limit value when the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of micro areas. NC program generating device for generating
An NC device for controlling the relative feed rate of the workpiece of the tool based on the feed rate of the NC program and machining the workpiece with the tool;
A feed rate control device comprising:
工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御方法において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に各前記微小領域における加工能率を算出し、
算出された前記微小領域における加工能率に、当該微小領域の法線方向単位ベクトルにおける所定方向成分を乗算し、
当該乗算値について、前記工具による加工領域に亘って積分を行い、
当該積分値が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することを特徴とする送り速度制御方法。
In a feed rate control method for controlling a relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool,
When the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of minute areas, the machining efficiency in each minute area is calculated,
Multiplying the calculated machining efficiency in the micro area by a predetermined direction component in the normal direction unit vector of the micro area,
For the multiplication value, integration over the machining area by the tool,
A feed rate control method, wherein the feed rate is controlled so that the integral value is equal to or less than a set upper limit value.
請求項10において、
前記工具は、中心軸周りに回転しながら前記被加工物を研削する円盤状砥石であり、
前記所定方向は、前記円盤状砥石の回転軸方向および前記円盤状砥石の回転軸に直交する方向の少なくとも何れかであることを特徴とする送り速度制御方法。
In claim 10,
The tool is a disc-shaped grindstone that grinds the workpiece while rotating around a central axis,
The feed rate control method, wherein the predetermined direction is at least one of a rotation axis direction of the disc-shaped grindstone and a direction orthogonal to the rotation axis of the disc-shaped grindstone.
工具により被加工物を加工する際に、前記被加工物に対する前記工具の相対的な送り速度を制御する送り速度制御装置において、
加工中の各瞬間における前記工具による加工領域を複数の微小領域に分割した場合に各前記微小領域における加工能率を算出し、
算出された前記微小領域における加工能率に、当該微小領域の法線方向単位ベクトルにおける所定方向成分を乗算し、
当該乗算値について、前記工具による加工領域に亘って積分を行い、
当該積分値が設定上限値以下となるように前記送り速度を制御することを特徴とする送り速度制御装置。
In a feed rate control device that controls the relative feed rate of the tool with respect to the workpiece when machining the workpiece with a tool,
When the machining area by the tool at each moment during machining is divided into a plurality of minute areas, the machining efficiency in each minute area is calculated,
Multiplying the calculated machining efficiency in the micro area by a predetermined direction component in the normal direction unit vector of the micro area,
For the multiplication value, integration over the machining area by the tool,
A feed speed control device that controls the feed speed so that the integral value is equal to or less than a set upper limit value.
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