JP6101115B2 - Machine tool and method of processing workpiece by machine tool - Google Patents
Machine tool and method of processing workpiece by machine tool Download PDFInfo
- Publication number
- JP6101115B2 JP6101115B2 JP2013042874A JP2013042874A JP6101115B2 JP 6101115 B2 JP6101115 B2 JP 6101115B2 JP 2013042874 A JP2013042874 A JP 2013042874A JP 2013042874 A JP2013042874 A JP 2013042874A JP 6101115 B2 JP6101115 B2 JP 6101115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- workpiece
- work
- data
- grindstone
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、偏心ピンや或いは異形のカム等を有するワークを加工する工作機械、及び、該工作機械によるワークの加工方法に関する。 The present invention relates to a machine tool for machining a workpiece having an eccentric pin or a deformed cam, and a workpiece machining method using the machine tool.
プレス機械等に利用される偏心ピンやカム等のワークを研削する際に、研削が終了したワークを取り外し、研削誤差を測定する別の機器に取り付けた後、得られた誤差情報に基づき再度、ワークを工作機械に取り付けて仕上げることが行われている。しかし、プレス機械等に利用される偏心ピンやカム等のワークは重量が重く作業が容易でない。 When grinding workpieces such as eccentric pins and cams used in press machines, etc., after removing the finished workpiece and attaching it to another device that measures grinding error, again based on the error information obtained, A work is attached to a machine tool and finished. However, workpieces such as eccentric pins and cams used in press machines are heavy and difficult to work.
一方、自動車のクランクシャフト等の比較的軽量のワークについては、例えば、特許文献１に開示されるように、断面形状が真円形状のクランクピン（偏心ピン）の外周面を被加工面とするクランクシャフトをＣＮＣ（コンピュータ数値制御）研削盤で研削する技術が知られている。このＣＮＣ研削盤は主軸にワークを支持させた状態下で、研削途中のワークの回転中心回りの各回転位相角に対応するクランクピンの被加工面の半径長を測定手段により測定し、この測定により得られた被加工面の半径長情報に基づいて、被加工面の加工誤差を補正するための補正データを演算し、この補正データにより砥石位置データの補正された加工データによる仕上げ研削を行うことにより、加工誤差を最小化させる。 On the other hand, for a relatively lightweight workpiece such as a crankshaft of an automobile, for example, as disclosed in Patent Document 1, an outer peripheral surface of a crank pin (eccentric pin) having a perfect circular cross section is used as a work surface. A technique for grinding a crankshaft with a CNC (computer numerical control) grinder is known. This CNC grinding machine measures the radius length of the work surface of the crankpin corresponding to each rotation phase angle around the rotation center of the workpiece during grinding with the workpiece supported by the spindle, and this measurement Based on the radius information of the surface to be processed obtained by the above, the correction data for correcting the processing error of the surface to be processed is calculated, and the finish grinding is performed by the processing data in which the grinding wheel position data is corrected by this correction data. As a result, the processing error is minimized.
特許文献１のＣＮＣ研削盤は被加工面の断面形状が円形のワークを対象とし、ワークの各回転位相角に対応した半径長を測定する。一方でこの測定手段は、鈎形の接触子を用いて測定を行うため、偏心した被加工面の断面形状が非真円形であるカムや、被加工面の一部が平面であるワークや、被加工面が複数の平面の組合せからなっている多角形であるワークを計測できない。回転する多様な形状のワークに対して、鈎形の接触子を被加工面に接触させた状態で保持するように揺動アームを制御するのは困難であるし、大型の偏心ピン測定に先鋭化した鈎形の接触子を用いるとその先端の形状を維持するのは磨耗・破損により困難だからである。 The CNC grinding machine disclosed in Patent Document 1 targets a workpiece having a circular cross-sectional shape of a work surface, and measures a radial length corresponding to each rotational phase angle of the workpiece. On the other hand, since this measuring means performs measurement using a hook-shaped contact, a cam whose eccentric work surface has a non-circular cross-sectional shape, a work whose part of the work surface is flat, It is not possible to measure a workpiece whose work surface is a polygon composed of a combination of a plurality of planes. It is difficult to control the swing arm to hold a bowl-shaped contactor in contact with the workpiece surface for various rotating workpieces, and sharply measure large eccentric pins. This is because it is difficult to maintain the shape of the tip of the hooked contact that has been formed due to wear and breakage.
従って、多角形や大型の偏心ピンなどのワークについては、工作機械自体に加工誤差を測定する装置を付けて測定するものは見当たらない。 Therefore, for workpieces such as polygons and large eccentric pins, there are no workpieces that are measured by attaching a device for measuring machining errors to the machine tool itself.
本発明は、被加工面の断面形状が例えば真円形、非真円形の偏心ピン又は多角形などのワークであっても、その加工途中に主軸からワークを取り外すことなく被加工面を測定し許容誤差範囲内の精度による加工を行うことを可能とする工作機械、及び、工作機械によるワークの加工方法を提供することを目的としている。 The present invention allows the workpiece surface to be measured without removing the workpiece from the spindle during machining even if the workpiece has a cross-sectional shape that is, for example, a perfect circle, a non-true circle eccentric pin, or a polygon. It is an object of the present invention to provide a machine tool capable of performing machining with accuracy within an error range, and a workpiece machining method using the machine tool.
上記課題を達成するための、本発明に係る工作機械は、ワークを支持し該ワークを回転させる主軸と、前記ワークを加工する加工具を支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ前記加工具を移動する加工具台と、前記ワークの目標形状データに基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記加工具との間の距離を規定する加工データを作成する数値制御部と、前記加工具台に取り付けられ、前記ワークの被加工面に当接される先端部が円弧面部又は球面部の接触体であって、当該先端部が前記ワークの被加工面に押圧状に当接されたときに前記主軸の径方向へ変位する接触体とを有し、前記数値制御部は、前記接触体の先端部の径と前記ワークの目標形状データとに基づいて、前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記先端部の曲率中心位置との間の距離を規定する測定用データを作成し、前記数値制御部は、前記測定用データに基づいて前記加工具台を移動して、被加工面に押圧状に前記接触体の先端を当接させ、前記数値制御部は、前記接触体が検出した前記主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a machine tool according to the present invention provides a spindle that supports a workpiece and rotates the workpiece, a processing tool that processes the workpiece, and supports the workpiece in the X-axis direction orthogonal to the spindle. A processing tool base that moves a tool, and a numerical control unit that creates processing data that defines a distance between the spindle and the processing tool when the work rotates once based on target shape data of the work; The tip attached to the work tool base and abutted against the work surface of the workpiece is a contact member having an arcuate surface or a spherical surface, and the tip is abutted against the work surface of the work in a pressing manner. A contact body that is displaced in a radial direction of the main shaft when the work is performed, and the numerical control unit rotates the work once based on the diameter of the tip of the contact body and the target shape data of the work. During the curvature of the main shaft and the tip when Create a measurement data defining a distance between the position, the numerical control unit, move the working tool table based on the measurement data, the tip of the contact body to the pressing shape the treated surface And the numerical control unit acquires a displacement amount in a radial direction of the main shaft detected by the contact body as machining error data.
本発明によれば、接触体の先端部が円弧面部又は球面部であるので、加工すべき目標被加工面の断面形状が例えば真円形、非真円形又は多角形などのワークであっても或いは目標被加工面の対象箇所が加工中に遊星運動される偏心形状のワークであっても、ワークに接触した際は、先端部の円周上の一点がワークの接触面を接線として必ず当接する。この当接により、主軸の径方向に接触体が移動する移動量が計測されることになる。 According to the present invention, since the tip end portion of the contact body is an arc surface portion or a spherical surface portion, even if the cross-sectional shape of the target processing surface to be processed is a workpiece such as a perfect circle, a non-true circle, or a polygon, or Even if the target part of the target surface to be processed is an eccentric workpiece that is planetarily moved during processing, when contacting the workpiece, one point on the circumference of the tip always comes into contact with the contact surface of the workpiece as a tangent line . By this contact, the amount of movement of the contact body in the radial direction of the main shaft is measured.
以下に、本発明の工作機械として研削盤を例として説明する。
まず図１〜図３を参照して研削盤１００の機械構成について説明する。図１は研削盤１００の平面図で、図２は図１中の加工具台（以下、研削盤を示すことから砥石台と称す）７を左方から見た側面図で、図３は図２中の接触体１２の主要部を示す斜視図である。
Hereinafter, a grinding machine will be described as an example of the machine tool of the present invention.
First, the mechanical configuration of the grinding machine 100 will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view of the grinding machine 100, FIG. 2 is a side view of the processing tool base (hereinafter referred to as a grinding wheel base in FIG. 1) 7 in FIG. 1, viewed from the left side, and FIG. 2 is a perspective view showing a main part of a contact body 12 in FIG.
研削盤１００は、機械台１と、作業テーブル２と、Ｚ軸モータ３と、主軸台４と、Ｃ軸モータ５と、心押台６と、砥石台７と、Ｘ軸モータ８と、加工具としての砥石９と、砥石用の駆動モータ１０とから構成されている。研削盤１００において、左右方向がＺ軸方向であり、前後方向がＸ軸方向である。 The grinding machine 100 includes a machine base 1, a work table 2, a Z-axis motor 3, a spindle head 4, a C-axis motor 5, a tailstock 6, a grinding wheel base 7, an X-axis motor 8, It comprises a grindstone 9 as a tool and a drive motor 10 for the grindstone. In the grinding machine 100, the left-right direction is the Z-axis direction, and the front-rear direction is the X-axis direction.
機械台１は、床面に据え付けられている。この機械台１上面の手前側（図１の下方）に、作業テーブル２がＺ軸方向に移動可能に支持されている。この作業テーブル２の移動は、機械台１に取り付けられたＺ軸モータ３の駆動により行われる。Ｚ軸モータ３にはＺ軸エンコーダ３ａが取り付けられている。主軸台４は、作業テーブル２上の図１の左側に載置されてあって、主軸４ａ中心軸回りに回転可能なＣ軸を備えている。主軸４ａの回転は、主軸台４に取り付けられたＣ軸モータ５の駆動により行われる。 The machine base 1 is installed on the floor surface. A work table 2 is supported so as to be movable in the Z-axis direction on the front side (lower side in FIG. 1) of the upper surface of the machine base 1. The work table 2 is moved by driving a Z-axis motor 3 attached to the machine base 1. A Z-axis encoder 3 a is attached to the Z-axis motor 3. The headstock 4 is mounted on the left side of FIG. 1 on the work table 2 and includes a C-axis that can rotate about the central axis of the main spindle 4a. The spindle 4a is rotated by driving a C-axis motor 5 attached to the spindle stock 4.
心押台６は、主軸台４に対向するように作業テーブル２上の図１の右側に載置されている。そして、主軸４ａと心押台６とがワークｗを挟み付け支持する。このように支持されたワークｗは主軸４ａに固定されたチャック４ｂを介して主軸４ａに固定される。
砥石台７は、機械台１の上面のうち後方（図１の上方）に、Ｘ軸方向に移動可能に支持されている。この砥石台７の移動は、機械台１に取り付けられたＸ軸モータ８の駆動により行われる。Ｘ軸モータ８にはＸ軸エンコーダ８ａが取り付けられている。そして、砥石台７の左側には砥石９が、砥石軸（工具軸）１１回りに回転可能に支持されている。ここで、砥石軸１１(軸の中心ｃ１)は、主軸中心ｅ１に平行である。また、砥石９は円盤形状である。この砥石９は、ベルトを介して、砥石９用の駆動モータ１０により回転される。
The tailstock 6 is placed on the right side of FIG. 1 on the work table 2 so as to face the spindle stock 4. The spindle 4a and the tailstock 6 sandwich and support the workpiece w. The workpiece w supported in this manner is fixed to the main shaft 4a via a chuck 4b fixed to the main shaft 4a.
The grinding wheel base 7 is supported behind the upper surface of the machine base 1 so as to be movable in the X-axis direction (upward in FIG. 1). The movement of the grinding wheel base 7 is performed by driving an X-axis motor 8 attached to the machine base 1. An X-axis encoder 8 a is attached to the X-axis motor 8. A grindstone 9 is supported on the left side of the grindstone base 7 so as to be rotatable around a grindstone axis (tool axis) 11. Here, the grindstone shaft 11 (shaft center c1) is parallel to the main shaft center e1. The grindstone 9 has a disk shape. The grindstone 9 is rotated by a drive motor 10 for the grindstone 9 via a belt.
砥石台７上には接触体１２及びこれのＸ軸方向の位置を検出するリニアスケール１３からなる。スケール旋回部１４は、リニアスケール１３及び接触体１２の位置を変更するものである。スケール旋回部１４により、リニアスケール１３及び接触体１２は、ワークｗの研削加工が行われている最中は図２中の位置ａ２に移動しているが、ワークＷの測定をするとき接触体１２は砥石９がワークｗに当接する半径の延長上（図２中の位置ａ１）に移動する。 On the grindstone bed 7, a contact body 12 and a linear scale 13 for detecting the position of the contact body 12 in the X-axis direction are formed. The scale turning unit 14 changes the positions of the linear scale 13 and the contact body 12. The scale turning unit 14 moves the linear scale 13 and the contact body 12 to the position a2 in FIG. 2 while the workpiece w is being ground. 12 moves to an extension of the radius at which the grindstone 9 contacts the workpiece w (position a1 in FIG. 2).
接触体１２は図３Ａに例示する円弧面ｂ１或いは図３Ｂに示す球面ｂ２を有しており、円弧でもってしてワークｗの切削箇所である偏心ピンｗ１に接触する。この接触体１２の円弧は、接触体１２の重量を重くしない程度に小さいものが望ましい。
次に制御ブロック構成について図１及び図４を参照して説明する。図４は研削盤１００の制御ブロック構成を示す図である。
The contact body 12 has a circular arc surface b1 illustrated in FIG. 3A or a spherical surface b2 illustrated in FIG. 3B, and contacts the eccentric pin w1 that is a cutting portion of the workpiece w with a circular arc. It is desirable that the arc of the contact body 12 is small enough not to increase the weight of the contact body 12.
Next, the control block configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a control block configuration of the grinding machine 100.
研削盤１００はコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）であって、数値制御部２００として記憶部１５、ＣＰＵ１６を有している。
記憶部１５は、目標プロファイルデータ、測定データ、加工誤差データ、補正プロファイルデータ及びＣＰＵ１６で実行される制御プログラム１５ａを記憶する。目標プロファイルデータは偏心ピンｗ１の目標形状データである。測定データは研削された被加工面を測定して得られたデータであり、加工誤差データは軸（Ｃ軸）４ａの各回転位相角及びこれに対応する加工誤差からなるデータであり、補正プロファイルデータは主軸４ａの各回転位相角に対応する被加工面の加工誤差で、目標プロファイルデータと測定データに基づいて作成されるデータである。
The grinding machine 100 is a computer numerical control device (CNC), and includes a storage unit 15 and a CPU 16 as a numerical control unit 200.
The storage unit 15 stores target profile data, measurement data, processing error data, correction profile data, and a control program 15 a executed by the CPU 16. The target profile data is target shape data of the eccentric pin w1. The measurement data is data obtained by measuring the ground surface to be processed, and the processing error data is data including each rotational phase angle of the axis (C-axis) 4a and the corresponding processing error, and a correction profile. The data is a processing error of the processing surface corresponding to each rotation phase angle of the main shaft 4a, and is data generated based on the target profile data and measurement data.
制御プログラム１５ａをＣＰＵ１６により実行することにより、数値制御部２００は、例えば、目標プロファイルデータに基づいて加工データを作成し、この加工データによりモータ駆動部１７を制御する。このとき、最初の研削加工では目標プロファイルデータに基づく加工データによってモータ駆動部１７を制御する。位置検出部１８は、位置データを数値制御部２００にフィードバックする。また数値制御部２００は、スケール駆動部１９を用いてスケール旋回部１４を制御する。 By executing the control program 15a by the CPU 16, the numerical controller 200 creates machining data based on the target profile data, for example, and controls the motor drive unit 17 based on the machining data. At this time, in the first grinding process, the motor drive unit 17 is controlled by machining data based on the target profile data. The position detection unit 18 feeds back position data to the numerical control unit 200. The numerical control unit 200 controls the scale turning unit 14 using the scale driving unit 19.
モータ駆動部１７は、Ｘ軸モータ８及びＸ軸エンコーダ８ａ、Ｚ軸モータ３及びＺ軸エンコーダ３ａ、及び、Ｃ軸モータ５及びＣ軸エンコーダ５ａに接続されている。モータ駆動部１７は、Ｚ軸モータ３、Ｃ軸モータ５及びＸ軸モータ８を駆動する。ワークｗを研削加工するために制御プログラム１５ａにおいて加工データによる位置制御が実行されている場合には、モータ駆動部１７は、作業テーブル２のＺ軸方向位置、主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度、主軸４ａと砥石台７との相対位置を制御する。また制御プログラム１５ａにおいて研削加工結果の測定が実行されている場合には、モータ駆動部１７は、接触体１２が偏心ピンｗ１に当接するように、主軸４ａ、作業テーブル２および砥石台７を駆動させる。 The motor drive unit 17 is connected to the X-axis motor 8 and the X-axis encoder 8a, the Z-axis motor 3 and the Z-axis encoder 3a, and the C-axis motor 5 and the C-axis encoder 5a. The motor drive unit 17 drives the Z-axis motor 3, the C-axis motor 5, and the X-axis motor 8. When position control based on machining data is executed in the control program 15a to grind the workpiece w, the motor drive unit 17 moves the Z-axis direction position of the work table 2 and the rotation angle of the main shaft (C axis) 4a. The relative position between the spindle 4a and the grindstone table 7 is controlled. When measurement of the grinding result is executed in the control program 15a, the motor drive unit 17 drives the main shaft 4a, the work table 2, and the grindstone table 7 so that the contact body 12 contacts the eccentric pin w1. Let
位置検出部１８は、Ｚ軸モータ３の回転角を入力されて作業テーブル２のＺ軸方向位置を検出し、Ｘ軸モータ８の回転角を入力されて砥石台７のＸ軸方向位置を検出する。さらに、位置検出部１８は、Ｃ軸モータ５の回転角を入力されて主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度を検出する。加工データによるワークｗの研削が実行されている場合には、位置検出部１８は入力された位置情報に基づいて各作動部の位置を位置データとして検出し、この位置データは、制御プログラム１５ａにフィードバックされる。 The position detector 18 receives the rotation angle of the Z-axis motor 3 and detects the position of the work table 2 in the Z-axis direction, and receives the rotation angle of the X-axis motor 8 and detects the position of the grinding wheel base 7 in the X-axis direction. To do. Further, the position detector 18 receives the rotation angle of the C-axis motor 5 and detects the rotation angle of the main shaft (C-axis) 4a. When the workpiece w is ground by the machining data, the position detection unit 18 detects the position of each operating unit as position data based on the input position information, and the position data is stored in the control program 15a. Provide feedback.
スケール駆動部１９は、制御プログラム１５ａから測定開始信号が出力された場合に、退避位置である起立姿勢のリニアスケール１３及び接触体１２を砥石軸１１回りの主軸４ａ側へ張り出すように位置させて、接触体１２のＸ軸方向位置が砥石９の回転中心と同一水平面上に配置する。そして制御プログラム１５ａから測定終了信号が出力されたときには、接触体１２及びリニアスケール１３を元位置へ復帰させるように回動させる。 When the measurement start signal is output from the control program 15a, the scale driving unit 19 positions the linear scale 13 and the contact body 12 in the standing posture, which is the retracted position, so as to protrude toward the main shaft 4a around the grindstone shaft 11. Thus, the X-axis direction position of the contact body 12 is arranged on the same horizontal plane as the rotation center of the grindstone 9. When a measurement end signal is output from the control program 15a, the contact body 12 and the linear scale 13 are rotated so as to return to the original positions.
制御プログラム１５ａによる研削結果の測定は、主軸（Ｃ軸）４ａを１ピッチ（例えば０．５度）回転するごとに、その時点の位置検出部１８の出力、及び、リニアスケール１３の出力を、主軸（Ｃ軸）４ａが予め決定されている基準位置から３６０度回転するまで測定して、主軸（Ｃ軸）４ａが基準位置から３６０度回転するまでの、１ピッチ（例えば０．５度）ごとのＣ軸回りの各回転位相角と、これに対応する砥石台７のＸ軸方向位置（Ｘ座標値）、及び、接触体１２のＸ軸方向位置についての測定データを作成し、記憶部１５に記憶する。 The measurement of the grinding result by the control program 15a is performed every time the main shaft (C axis) 4a is rotated by 1 pitch (for example, 0.5 degrees), the output of the position detection unit 18 and the output of the linear scale 13 at that time. 1 pitch (for example, 0.5 degree) until the spindle (C axis) 4a rotates 360 degrees from the reference position, measured until the spindle (C axis) 4a rotates 360 degrees from a predetermined reference position. Measurement data about each rotation phase angle around the C-axis, the corresponding X-axis direction position (X coordinate value) of the grindstone table 7 and the X-axis direction position of the contact body 12 is created, and the storage unit 15 stores.
制御プログラム１５ａは、測定データと、目標プロファイルデータとに基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａの各回転位相角に対応する被加工面箇所の加工誤差を演算し、主軸（Ｃ軸）４ａの各回転位相角、及び、これに対応する加工誤差からなる加工誤差データを作成し、記憶部１５に記憶させる。 Based on the measurement data and the target profile data, the control program 15a calculates a machining error at a surface to be machined corresponding to each rotational phase angle of the main axis (C axis) 4a, and each of the main axis (C axis) 4a. Processing error data including a rotation phase angle and a processing error corresponding to the rotation phase angle is created and stored in the storage unit 15.
制御プログラム１５ａは、加工誤差データと、目標プロファイルデータとに基づいて、加工誤差が最小化される研削が実行されるように目標プロファイルデータを補正した補正プロファイルデータを作成し、各種データ記憶部１５に記憶させる。この補正プロファイルデータに従い、制御プログラム１５ａは、新たな加工データを作成し、この新たな加工データによる制御を実行し、被研削面の補正加工を実行する。 Based on the machining error data and the target profile data, the control program 15a creates correction profile data in which the target profile data is corrected so as to execute grinding that minimizes the machining error, and various data storage units 15 Remember me. In accordance with the correction profile data, the control program 15a creates new machining data, executes control based on the new machining data, and executes correction machining of the surface to be ground.
図５に、ワークｗの形状を示し、図５Ａは正面図で図５Ｂは側面図である。研削するワークｗは回転中心ｅ１から偏心した位置（中心ｅ２）に円形状の偏心ピンｗ１を有しており、回転中心ｅ１は円形状の偏心ピンｗ１の断面内を通過しているものとする。 FIG. 5 shows the shape of the workpiece w, FIG. 5A is a front view, and FIG. 5B is a side view. The workpiece w to be ground has a circular eccentric pin w1 at a position (center e2) that is eccentric from the rotation center e1, and the rotation center e1 passes through the cross section of the circular eccentric pin w1. .
次に上記研削盤１００により偏心ピンを研削加工する方法について説明する。図６は、この研削における処理を示すフローチャートである。
ワークｗは、主軸（Ｃ軸）４ａのセンタ４ｃと心押台６のセンタ６ａの間に嵌合されて研削盤１００上にて主軸（Ｃ軸）４ａ回りの回転可能に支持される。
Next, a method for grinding the eccentric pin by the grinding machine 100 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the processing in this grinding.
The workpiece w is fitted between the center 4c of the spindle (C axis) 4a and the center 6a of the tailstock 6 and is supported on the grinding machine 100 so as to be rotatable around the spindle (C axis) 4a.
まず、ステップ１では、ワークの形状データ、及び機械条件についてのデータなどを入力部２３から入力し記憶部１５に記憶する。機械条件についてのデータとしては、素材ワークｗに対する切込み量ｋ１、砥石９の径（砥石径）、接触体１２先端の半径、リニアスケール１３の検出位置がゼロである時点における接触体１２の曲率中心ｃ２から砥石軸１１中心までの距離である。 First, in step 1, workpiece shape data, machine condition data, and the like are input from the input unit 23 and stored in the storage unit 15. As data about the machine conditions, the cutting amount k1 with respect to the material workpiece w, the diameter of the grindstone 9 (grinding wheel diameter), the radius of the tip of the contact body 12, and the center of curvature of the contact body 12 when the detection position of the linear scale 13 is zero. This is the distance from c2 to the center of the grindstone shaft 11.
ステップ２では、入力部２３からの加工開始操作により、制御プログラム１５ａは、第一研削工程の必要なデータ処理を開始する。ここに第１研削工程とは、ワークｗの仕上げ寸法近傍までの加工を実行する工程である。 In step 2, the control program 15a starts data processing necessary for the first grinding process by a machining start operation from the input unit 23. Here, the first grinding step is a step of executing processing up to the vicinity of the finished dimension of the workpiece w.
上記開始操作により数値制御部２００は研削加工を実行する前に次の処理を実行する。
目標プロファイルデータ、砥石９の径及び予め定めた切込速度などに基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度（ワーク回転位相角θ１に合致する。）及びこれに対応する砥石台７のＸ軸方向位置（Ｘ軸座標値）などからなる加工データ（加工用ＣＸデータ）を作成し、記憶部１５に記憶させる。
With the start operation, the numerical control unit 200 executes the following process before executing the grinding process.
Based on the target profile data, the diameter of the grindstone 9, the predetermined cutting speed, and the like, the rotation angle of the spindle (C axis) 4a (matches the workpiece rotation phase angle θ1) and the X of the grindstone table 7 corresponding thereto. Machining data (CX data for machining) including an axial position (X-axis coordinate value) and the like are created and stored in the storage unit 15.
また目標プロファイルデータ、砥石径、リニアスケール１３の検出位置がゼロであるときの接触体１２先端の曲率中心ｃ2から砥石軸１１の中心ｃ１までの距離ｍ１（図１）、及び、接触体１２の曲率半径Ｒ２に基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相度θ１及びこれに対応する砥石台７のＸ軸座標値からなる測定用データ（測定用ＣＸデータ）を作成し、各種データ記憶部１５に記憶させる。 Further, the target profile data, the grindstone diameter, the distance m1 (FIG. 1) from the center of curvature c2 of the tip of the contact body 12 to the center c1 of the grindstone shaft 11 when the detection position of the linear scale 13 is zero, and the contact body 12 Based on the radius of curvature R2, the measurement data (measurement CX data) composed of the rotational phase degree θ1 of the main shaft (C axis) 4a and the X-axis coordinate value of the grinding wheel base 7 corresponding thereto is created, and various data storage units 15 is stored.
ステップ３では、数値制御部２００が加工用ＣＸデータに基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａと砥石台７との相対位置を制御してワークｗの研削加工を行わせる。 In step 3, the numerical controller 200 controls the relative position between the spindle (C axis) 4a and the grindstone table 7 based on the machining CX data to perform grinding of the workpiece w.
図７はこの研削加工中における砥石９とワークｗの関係を心押台６方向から見た側面視説明図である。ワークｗが回転中心ｅ１回りに偏心ピンｗ１を遊星運動させながら砥石９により漸次に研削加工される。砥石９の半径Ｒ１、偏心ピンの半径ｒ、回転中心ｅ１と偏心ピンの中心ｅ２との距離ｐとすると、図７のように主軸（Ｃ軸）４ａがθ１回転したときの回転中心ｅ１と砥石９の距離Ｌ１は、
（式１）
Ｌ１＝ｐ＊ｃｏｓθ１＋√[（Ｒ１＋ｒ）２−(ｐ＊ｓｉｎθ１)２]
で求められる。回転中心ｅ１と砥石９の回転中心との距離Ｌ１が、この値よりも大きい、仕上げ寸法近傍までワークｗの研削加工を行う。
FIG. 7 is a side view explanatory view of the relationship between the grindstone 9 and the workpiece w during the grinding process viewed from the direction of the tailstock 6. The workpiece w is gradually ground by the grindstone 9 while moving the eccentric pin w1 around the rotation center e1 in a planetary motion. If the radius R1 of the grindstone 9, the radius r of the eccentric pin, and the distance p between the rotation center e1 and the center e2 of the eccentric pin, the rotation center e1 and the grindstone when the main shaft (C axis) 4a rotates by θ1 as shown in FIG. The distance L1 of 9 is
(Formula 1)
L1 = p * cos θ1 + √ [(R1 + r) 2 − (p * sin θ1) 2 ]
Is required. The workpiece w is ground until the distance L1 between the rotation center e1 and the rotation center of the grindstone 9 is larger than this value and close to the finished dimension.
ステップ４では、数値制御部２００が実際の切込量が中断切込量に達したか確認する。
ステップ５では、位置制御部は第１研削工程を中断する。そして、砥石台７をワークｗから離れる側（後側）に移動させる。第１研削工程の中断時における偏心ピンｗ１の外周面の直径は必要な仕上げ代分大きい状態である。
ステップ６では、制御プログラム１５ａは、測定工程を開始する。まず、主軸（Ｃ軸）４ａは、その回転位相角θ１がゼロである原点に割り出されて一時停止される。
In step 4, the numerical control unit 200 confirms whether the actual cutting amount has reached the interruption cutting amount.
In step 5, the position control unit interrupts the first grinding process. Then, the grindstone platform 7 is moved to the side (rear side) away from the workpiece w. The diameter of the outer peripheral surface of the eccentric pin w1 when the first grinding process is interrupted is as large as necessary for finishing.
In step 6, the control program 15a starts a measurement process. First, the main shaft (C-axis) 4a is indexed to the origin where the rotational phase angle θ1 is zero and temporarily stopped.
ステップ７では、制御プログラム１５ａがリニアスケール１３及び接触体１２を図８中の収納位置ａ２から使用位置ａ１に移動させ位置決めさせる。そして主軸（Ｃ）４ａの一時停止中に、このときの主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１に対応する測定用ＣＸデータにおける砥石台７のＸ軸座標値の位置に砥石台７を移動させる。これにより接触体１２先端は図８Ａに示すように偏心ピンｗ１に押圧状に当接されその位置を一時保持される。このときの接触体１２のＸ軸方向位置をリニアスケール１３の出力から検出し、この検出に対応する主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１を位置検出部１８の出力から読み込む。 In step 7, the control program 15a moves and positions the linear scale 13 and the contact body 12 from the storage position a2 in FIG. 8 to the use position a1. While the spindle (C) 4a is temporarily stopped, the grinding wheel base 7 is moved to the position of the X-axis coordinate value of the grinding wheel base 7 in the measurement CX data corresponding to the rotational phase angle θ1 of the main spindle (C axis) 4a at this time. Let As a result, the tip of the contact body 12 is pressed against the eccentric pin w1 as shown in FIG. 8A, and the position is temporarily held. The position in the X-axis direction of the contact body 12 at this time is detected from the output of the linear scale 13, and the rotational phase angle θ 1 of the main shaft (C axis) 4 a corresponding to this detection is read from the output of the position detector 18.
図８はワークの測定を実施している様子を示す側面視説明図である。図８Ａは主軸４ａが原点にあるときの測定状況を示し、図８Ｂは主軸４ａがθ１回転したときの測定状況を示している。 FIG. 8 is an explanatory side view showing a state in which the workpiece is being measured. FIG. 8A shows a measurement situation when the main shaft 4a is at the origin, and FIG. 8B shows a measurement situation when the main shaft 4a rotates by θ1.
ワークｗを回転中心ｅ１回りに回転させながら接触体１２により測定を行う。偏心ピンｗ１との接触面を接線として接触体１２は偏心ピンｗ１と当接している。一方、接触体１２との接触面を接線として偏心ピンｗ１は接触体１２と当接しているため、偏心ピンｗ１の中心ｅ２と接触体１２の曲率中心ｃ２は直線で結ばれる。従って、接触体１２の半径Ｒ２、偏心ピンの半径ｒ、回転中心ｅ１と偏心ピンの中心ｅ２との距離ｐとすると、図７のように主軸（Ｃ軸）４ａがθ１回転したときの回転中心ｅ１と接触体１２先端の曲率中心ｃ２の距離Ｌ２は、
（式２）
Ｌ２＝ｐ＊ｃｏｓθ１＋√[（Ｒ２＋ｒ）２−(ｐ＊ｓｉｎθ１)２]
で求められる。測定用ＣＸデータは、接触体１２が偏心ピンｗ１に接触する位置のデータとして砥石台７を制御する。回転中心ｅ１と接触体１２先端の曲率中心ｃ２との間の間隔が距離Ｌ２となるように維持して、主軸（Ｃ軸）４ａを一回転させる。一回転させる間に、リニアスケール１３に、上記計算上のＬ２との差異が測定される。
Measurement is performed by the contact body 12 while rotating the workpiece w around the rotation center e1. The contact body 12 is in contact with the eccentric pin w1 with the contact surface with the eccentric pin w1 as a tangent. On the other hand, since the eccentric pin w1 is in contact with the contact body 12 with the contact surface with the contact body 12 as a tangent, the center e2 of the eccentric pin w1 and the center of curvature c2 of the contact body 12 are connected by a straight line. Accordingly, when the radius R2 of the contact body 12, the radius r of the eccentric pin, and the distance p between the rotation center e1 and the center e2 of the eccentric pin, the rotation center when the main shaft (C axis) 4a rotates θ1 as shown in FIG. The distance L2 between e1 and the center of curvature c2 at the tip of the contact body 12 is
(Formula 2)
L2 = p * cos θ1 + √ [(R2 + r) 2 − (p * sin θ1) 2 ]
Is required. The CX data for measurement controls the grindstone table 7 as data of a position where the contact body 12 contacts the eccentric pin w1. The main shaft (C axis) 4a is rotated once while maintaining the distance between the rotation center e1 and the center of curvature c2 at the tip of the contact body 12 to be the distance L2. During one rotation, the linear scale 13 measures the difference from the above calculated L2.
一回転、連続に行う代わりに、間欠的に測定を行っても良い。
ステップ８において、数値制御部２００は砥石台７を後側へわずかに移動させ、この後、主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１を１ピッチ（例えば０．５度）変化させて主軸（Ｃ軸）４ａの回転を一時停止させる。
Instead of performing one rotation continuously, the measurement may be performed intermittently.
In step 8, the numerical controller 200 slightly moves the grindstone base 7 to the rear side, and then changes the rotational phase angle θ1 of the main shaft (C axis) 4a by one pitch (for example, 0.5 degrees) to change the main shaft ( C axis) 4a is temporarily stopped.
数値制御部２００は、砥石台７の一時停止中に、ステップ７に戻り、先と同様に、砥石台７を測定用ＣＸデータのうち主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１に対応するＸ軸座標値の位置に移動させ、接触体１２の円弧面部ｂ１又は球面部ｂ２を偏心ピンｗ１の被測定箇所上の点に当接させその位置を一時保持させる。この一時保持中に、位置検出部１８は、接触体１２のＸ軸方向の位置をリニアスケール１３により検出し、この検出に対応する主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１を取得し、数値制御部２００へ出力する。 The numerical control unit 200 returns to Step 7 during the temporary stop of the grinding wheel base 7 and, similarly to the above, the grinding wheel base 7 is set to X corresponding to the rotational phase angle θ1 of the main shaft (C axis) 4a in the CX data for measurement. The position is moved to the position of the axial coordinate value, and the arcuate surface portion b1 or the spherical surface portion b2 of the contact body 12 is brought into contact with a point on the measured location of the eccentric pin w1 to temporarily hold the position. During this temporary holding, the position detector 18 detects the position of the contact body 12 in the X-axis direction with the linear scale 13, acquires the rotational phase angle θ1 of the main axis (C-axis) 4a corresponding to this detection, Output to the control unit 200.
間欠的に測定を行った場合は、主軸（Ｃ軸）４ａによるワークｗの回転が一時停止されているときに接触体１２の円弧面部ｂ１又は球面部ｂ２がワークｗに押し当てられることから、接触体１２がワークｗの回転力の影響を受ける現象が回避され、リニアスケール１３による接触体１２のＸ軸方向位置の検出が正確に行われるという利点が得られる。 When the measurement is performed intermittently, the arc surface portion b1 or the spherical surface portion b2 of the contact body 12 is pressed against the workpiece w when the rotation of the workpiece w by the main shaft (C axis) 4a is temporarily stopped. The phenomenon that the contact body 12 is affected by the rotational force of the workpiece w is avoided, and the linear scale 13 can accurately detect the position of the contact body 12 in the X-axis direction.
ステップ１０では、主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１が３６０度に達したか確認する。ＮＯの場合はステップ７へ戻り、ＹＥＳの場合は次のステップ１１へ移行する。
ステップ１１では、主軸（Ｃ軸）４ａの１回転範囲の各回転位相角θ１と、これに対応するリニアスケール１３の検出値であって砥石台７上における接触体１２のＸ軸方向位置からなる加工誤差データを作成し、記憶部１５に記憶する。
In step 10, it is confirmed whether the rotational phase angle θ1 of the main shaft (C axis) 4a has reached 360 degrees. If NO, the process returns to step 7; if YES, the process proceeds to the next step 11.
In step 11, each rotational phase angle θ 1 in one rotation range of the main shaft (C axis) 4 a and a detected value of the linear scale 13 corresponding to the rotational phase angle θ 1, and the position of the contact body 12 on the grindstone table 7 in the X-axis direction. Processing error data is created and stored in the storage unit 15.
ステップ１２では、数値制御部２００が加工誤差データを読み込み、仕上げ加工を実行させる。この補正加工の後、スパークアウトを行い、加工誤差が許容値内である否か確認し、加工誤差が許容値内でない場合に再び補正加工を行うなどといったことは必要に応じ任意に行えばよい。 In step 12, the numerical control unit 200 reads the machining error data and executes finishing machining. After this correction processing, spark-out is performed, whether or not the processing error is within the allowable value is confirmed, and if the processing error is not within the allowable value, the correction processing is performed again as necessary. .
切削箇所として断面円形状の偏心ピンｗ１を有するワークｗの加工については既述したが、切削箇所の他の形状として、例えば真円形ではなく、図９中の（Ａ）〜（Ｈ）に示すようなもの（例えば曲率が連続的に変化する歪円形、曲率が不連続となる箇所を生じさせる直線箇所又は曲線箇所を有する歪円形、又は、三角形や四角形などの多角形）がある。このような形状の加工であっても、加工すべき表面の形状が目標プロファイルデータとして定義されていれば、砥石９による加工は可能である。砥石９は中心ｃ１とした円弧であることから、ワークｗに接触した際は、砥石９の円周上の一点がワークｗの接触面を接線として必ず当接する。目標プロファイルデータとして定義されていれば、砥石９の径が予め決められた円であるので、ワークｗの回転中心と砥石９の中心の間の距離を、目標プロファイルデータと砥石９の径とから演算により求めることができ、そのような装置は公知である。 Although the processing of the workpiece w having the eccentric pin w1 having a circular cross section as the cutting portion has already been described, other shapes of the cutting portion are not, for example, perfect circles, and are shown in (A) to (H) in FIG. (For example, a distorted circle having a continuously changing curvature, a distorted circle having a straight portion or a curved portion that causes a portion where the curvature is discontinuous, or a polygon such as a triangle or a quadrangle). Even with such shape processing, if the shape of the surface to be processed is defined as the target profile data, processing with the grindstone 9 is possible. Since the grindstone 9 is an arc having a center c1, when contacting the work w, one point on the circumference of the grindstone 9 always comes into contact with the contact surface of the work w as a tangent. If it is defined as the target profile data, the diameter of the grindstone 9 is a predetermined circle. Therefore, the distance between the rotation center of the workpiece w and the center of the grindstone 9 is determined from the target profile data and the diameter of the grindstone 9. Such a device can be obtained by calculation and is well known.
上記した本実施例によれば、接触体１２先端は曲率中心ｃ２とした円弧であることから、ワークｗに接触した際は、先端部の円周上の一点がワークｗの接触面を接線として必ず当接する。円形の砥石９と同じアルゴリズムを用いれば、ワークｗの回転中心と接触体１２先端の曲率中心との間の距離が求まる。上記例においては、式１と式２の相違は、砥石９の半径Ｒ１を用いたか、接触体１２先端の半径Ｒ２を用いたかが相違しているに過ぎない。このように、他の形状に対しても容易に補正加工により高精度の加工を行わせることができる。 According to the above-described embodiment, since the tip of the contact body 12 is an arc having the center of curvature c2, when contacting the workpiece w, one point on the circumference of the tip portion has the contact surface of the workpiece w as a tangent line. Always touch. If the same algorithm as the circular grindstone 9 is used, the distance between the center of rotation of the workpiece w and the center of curvature of the tip of the contact body 12 can be obtained. In the above example, the difference between Formula 1 and Formula 2 is only whether the radius R1 of the grindstone 9 or the radius R2 of the tip of the contact body 12 is used. In this way, it is possible to easily perform high-precision processing for other shapes by correction processing.
次に上記実施例の変形例について説明する。
（１）第１変形例
図１０は第１変形例に係る砥石台７周辺の構造を示し図１０Ａは正面図で図１０Ｂは側面図である。
この変形例では上記した接触体１２及びリニアスケール１３に代えて、接点信号出力タイプの測定手段３０が砥石台７上に設けられる。この測定手段３０は揺動支持部３１、タッチセンサ３２及びセンサ駆動部３３からなっている。揺動支持部３１は砥石台７に固定された軸受に支持軸３４をＸ軸方向に沿う回動可能に支承されている。支持軸３４の左端にはアーム部材３５が固定され、このアーム部材３５の先端にタッチセンサ３２が固定される。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
(1) First Modification FIG. 10 shows a structure around a grinding wheel base 7 according to a first modification, FIG. 10A is a front view, and FIG. 10B is a side view.
In this modification, instead of the contact body 12 and the linear scale 13 described above, a contact signal output type measuring means 30 is provided on the grindstone table 7. The measuring means 30 includes a swing support part 31, a touch sensor 32 and a sensor driving part 33. The swing support portion 31 is supported by a bearing fixed to the grinding wheel base 7 so that the support shaft 34 can be rotated along the X-axis direction. An arm member 35 is fixed to the left end of the support shaft 34, and the touch sensor 32 is fixed to the tip of the arm member 35.
タッチセンサ３２は内方に接点を備え該接点の閉鎖によりタッチ信号を出力する本体部３２ａと、この本体部３２ａに弾力に抗する傾動可能に突設されたプローブ３２ｂとを備えている。プローブ３２ｂは既述の接触体１２に対応するものであり、他物に接触することで傾動し、この傾動に関連して本体部３２ａ内の接点を開閉させる構成とされている。 The touch sensor 32 includes a main body portion 32a that has a contact point on the inside and outputs a touch signal when the contact point is closed, and a probe 32b that protrudes from the main body portion 32a so as to be able to tilt. The probe 32b corresponds to the contact body 12 described above, and is tilted by coming into contact with another object, and is configured to open and close the contact in the main body 32a in relation to this tilt.
プローブ３２ｂの先端は接触体１２の場合に準じて円弧面部又は球面部からなる接触箇所が形成されるのであり、これの曲率中心や曲率半径は明確にされている。プローブ３２ｂは成る可く広い範囲の任意方向へ傾動可能とされ、何れの方向へ傾動される場合にもプローブ３２ｂの僅かな傾動に関連して精度よく接点が開閉される構成が好ましい。 The tip of the probe 32b is formed with a contact portion consisting of an arcuate surface or a spherical surface according to the case of the contact body 12, and the center of curvature and the radius of curvature of this are clarified. It is preferable that the probe 32b can be tilted in an arbitrary direction as wide as possible, and the contact can be opened and closed with high precision in relation to the slight tilt of the probe 32b when tilted in any direction.
センサ駆動部３３は支持軸３４を９０度以下の範囲内で回動させるもので、センサ用モータ３３ａとモータ駆動部３３ｂからなっている。センサ用モータ３３ａは支持軸３４に連動連結されている。そしてセンサ駆動部３３は制御プログラム１５ａから出力される測定開始信号に基づいてセンサ用モータ３３ａを作動させることにより、支持軸３４及びアーム部材３５を介してプローブ３２ｂの接触箇所を砥石９存在領域の前側である測定可能位置に仮想線で示すように移動させ、また制御プログラム１５ａから出力される測定終了信号に基づいてセンサ用モータ３３ａを逆作動させることにより、アーム部材３５及びプローブ３２ｂをワークｗ加工の障害とならない収納状態位置（実線で示す位置）に移動させるものである。 The sensor driving unit 33 rotates the support shaft 34 within a range of 90 degrees or less, and includes a sensor motor 33a and a motor driving unit 33b. The sensor motor 33 a is linked to the support shaft 34. Then, the sensor drive unit 33 operates the sensor motor 33a based on the measurement start signal output from the control program 15a, so that the contact location of the probe 32b is set in the region where the grindstone 9 is present via the support shaft 34 and the arm member 35. The arm member 35 and the probe 32b are moved to the work w by moving the sensor motor 33a to the measurable position on the front side as indicated by a virtual line and reversely operating the sensor motor 33a based on the measurement end signal output from the control program 15a. It is moved to a storage state position (a position indicated by a solid line) that does not hinder processing.
次に該変形例の作用を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップ１ではセンサ駆動部３３は制御プログラム１５ａから測定開始信号が入力されると、プローブ３２ｂをこれの収納状態位置から測定可能位置に移動させ位置決めした状態とする。この状態では、プローブ３２ｂの接触箇所の曲率中心は主軸（Ｃ軸）４ａ中心線と砥石軸１１中心線とを含む平面上に合致された状態に保持される。
Next, the operation of the modification will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In step 1, when a measurement start signal is input from the control program 15a, the sensor drive unit 33 moves the probe 32b from the stored state position to the measurable position and sets the probe 32b in a positioned state. In this state, the center of curvature of the contact portion of the probe 32b is held in a state of being matched on a plane including the center line of the main shaft (C axis) 4a and the center line of the grindstone shaft 11.
ステップ２では、制御プログラム１５ａは主軸（Ｃ軸）４ａを原点に割り出すことにより、主軸（Ｃ軸）４ａに支持され固定されたワークｗをこれの回転位相角θ１がゼロの位置に割り出す。
続いて、ステップ３では、制御プログラム１５ａはプローブ３２ｂの接触箇所をワークｗの偏心ピンｗ１の外周面に接触させるため、砥石台７をＸ軸方向の主軸（Ｃ軸）４ａ側に移動させる。ステップ４では、タッチ信号が出たか確認する。タッチ信号はプローブ３２ｂの接触箇所の曲率中心が主軸（Ｃ軸）４ａ中心線と砥石軸１１中心線とを含む平面上に位置したと見なし得る状態で発せられる。
In step 2, the control program 15a calculates the main shaft (C-axis) 4a as the origin, thereby determining the workpiece w supported and fixed by the main shaft (C-axis) 4a at the position where the rotational phase angle θ1 is zero.
Subsequently, in step 3, the control program 15a moves the grinding wheel base 7 toward the main axis (C axis) 4a in the X-axis direction in order to bring the contact portion of the probe 32b into contact with the outer peripheral surface of the eccentric pin w1 of the workpiece w. In step 4, it is confirmed whether a touch signal is output. The touch signal is generated in a state where it can be considered that the center of curvature of the contact portion of the probe 32b is located on a plane including the center line (C axis) 4a center line and the grindstone axis 11 center line.
この確認において、ＮＯの場合はステップ３に戻り砥石台７を再びＸ軸方向の主軸（Ｃ軸）４ａ側に移動させる。ＹＥＳの場合にはステップ５に移行し、記憶部１５にタッチ信号が出たときの砥石台７のＸ軸方向位置を位置検出部１８の出力から読み込ませ記憶させる。 In this confirmation, if NO, the process returns to step 3 and the grindstone bed 7 is moved again to the main axis (C axis) 4a side in the X-axis direction. In the case of YES, the process proceeds to step 5, and the X-axis direction position of the grindstone table 7 when the touch signal is output to the storage unit 15 is read from the output of the position detection unit 18 and stored.
次にステップ６において、制御プログラム１５ａは砥石台７を後側へ僅かに移動させた後、主軸（Ｃ軸）４ａを１ピッチ割り出させる。そしてステップ７では、主軸（Ｃ軸）４ａが３６０度回転したか確認する。この確認において、ＮＯの場合はステップ３に戻りステップ３〜ステップ７までの処理を再び実行する。ＹＥＳの場合にはステップ８に移行する。これにより、記憶部１５は主軸（Ｃ軸）４ａの割り出し角に対応する各回転位相角θ１でのＸ軸方向位置の測定データを記憶した状態となる。この後の処理は先の実施例と同様に行われる。 Next, in step 6, the control program 15a slightly moves the grinding wheel base 7 to the rear side, and then indexes the main shaft (C axis) 4a by one pitch. In step 7, it is confirmed whether the main shaft (C axis) 4a has rotated 360 degrees. In this confirmation, if NO, the process returns to step 3 and the processes from step 3 to step 7 are executed again. If yes, go to step 8. Thus, the storage unit 15 stores the measurement data of the X-axis direction position at each rotational phase angle θ1 corresponding to the index angle of the main shaft (C axis) 4a. The subsequent processing is performed in the same manner as in the previous embodiment.
（２）第２変形例
図１２は第２変形例に係る砥石台７周辺の構造を示し図１２Ａは正面図で図１２Ｂは側面図である。
この変形例の測定手段３０は上記第１変形例に代わるもので、支持部３１、センサ駆動部３３及びタッチセンサ３２からなっている。支持部３１は砥石台７に固定されたもので、これにはＸ軸方向に沿って後上がり状に傾斜された支持面ｎ１が形成されている。センサ駆動部３３は支持部３１の支持面ｎ１上に固定された測定用往復駆動装置からなり、このセンサ駆動部３３に組み込まれた測定用モータに電力を供給する測定用モータ駆動部３３ｂを備えている。センサ駆動部３３の出力部ｐ１は測定用往復駆動装置の作動によりＸ軸方向に沿った後上がり状の直線方向へ往復移動されるようになっている。タッチセンサ３２は第１変形例の場合と同様なものであって出力部ｐ１に固定されている。
(2) Second Modification FIG. 12 shows a structure around the grindstone table 7 according to the second modification, FIG. 12A is a front view, and FIG. 12B is a side view.
The measuring means 30 of this modified example is an alternative to the first modified example and comprises a support part 31, a sensor driving part 33, and a touch sensor 32. The support portion 31 is fixed to the grindstone table 7, and is formed with a support surface n <b> 1 that is inclined rearwardly along the X-axis direction. The sensor drive unit 33 is composed of a reciprocating drive device for measurement fixed on the support surface n1 of the support unit 31, and includes a measurement motor drive unit 33b for supplying power to the measurement motor incorporated in the sensor drive unit 33. ing. The output part p1 of the sensor driving part 33 is reciprocally moved in a linearly upward direction along the X-axis direction by the operation of the reciprocating driving device for measurement. The touch sensor 32 is the same as that of the first modification and is fixed to the output unit p1.
センサ駆動部３３は制御プログラム１５ａから出力される測定開始信号に基づいて測定用往復駆動装置の測定用モータを作動させることにより、出力部ｐ１を介してプローブ３２ｂの接触箇所を砥石９存在領域の前側である測定可能位置に仮想線で示すように移動させ、また制御プログラム１５ａから出力される測定終了信号に基づいて前記測定用モータを逆作動させることにより、出力部ｐ１及びプローブ３２ｂをワークｗ加工の障害とならない収納状態位置（実線で示す位置）に移動させるものである。プローブ３２ｂの接触箇所が測定可能位置に移動され出力部ｐ１が位置決めされた後のプローブ３２ｂの自由状態では、その接触箇所の曲率中心は主軸（Ｃ軸）４ａ中心線と砥石軸１１中心線とを含む平面上に正確に合致された状態に保持される。
この第２変形例の測定手段３０による測定作動は第一変形例の測定手段３０のそれに準じて実行される。
The sensor drive unit 33 operates the measurement motor of the reciprocating drive device for measurement based on the measurement start signal output from the control program 15a, so that the contact location of the probe 32b is set in the region where the grindstone 9 is present via the output unit p1. The output unit p1 and the probe 32b are moved to the work w by moving to the measurable position on the front side as indicated by a virtual line and reversely operating the measurement motor based on the measurement end signal output from the control program 15a. It is moved to a storage state position (a position indicated by a solid line) that does not hinder processing. In the free state of the probe 32b after the contact location of the probe 32b is moved to the measurable position and the output part p1 is positioned, the center of curvature of the contact location is the main axis (C axis) 4a center line and the grindstone axis 11 center line. It is held in a state of being accurately matched on a plane including
The measurement operation by the measurement means 30 of the second modification is executed in accordance with that of the measurement means 30 of the first modification.
（３）第３変形例
図１３は第３変形例に係り、ワークｗの測定状況を示す側面視説明図である。
上記した実施例或いは第１又は第２変形例の何れの研削盤であっても、図１３に示すようにワークｗと接触体１２とが接触した接触点における被加工面ｗ２部分をなす微小範囲面と接触体１２の移動方向であるＸ軸方向との交叉角α１（接触角）が小さくなる場合には、測定の精度を得るのが難しくなる。
(3) Third Modification FIG. 13 is a side view explanatory view showing the measurement state of the workpiece w according to the third modification.
In any of the grinding machines of the above-described embodiment or the first or second modified example, as shown in FIG. 13, a minute range that forms a part to be processed w2 at a contact point where the workpiece w and the contact body 12 are in contact with each other. When the cross angle α1 (contact angle) between the surface and the X-axis direction that is the moving direction of the contact body 12 is small, it is difficult to obtain measurement accuracy.
このような不都合に対処するには、被加工面ｗ２の形状測定において上記接触角α１が大きくなるようにするのであり、具体的には、次のａ〜ｃのように変形する。
ａ：図１３Ａに示すように、Ｘ軸方向に対する任意なオフセット角θ２の半径方向に、接触体１２（プローブ３２ｂを含む）を１つ追加して設け、追加された接触体１２の接触箇所１２ａが、主軸（Ｃ軸）４ａを回転中心とする半径方向のうちＸ軸に直交するＹ軸方向の直線上を変位することで被加工面ｗ２の形状を測定する構成とする。
ｂ：図１３Ｂに示すように、接触体１２（プローブ３２ｂを含む）を複数設け、主軸（Ｃ軸）４ａを回転中心とする半径方向のうち、Ｘ軸方向に対する任意なオフセット角θ２を持つ複数の方向の各直線上をこれに対応する１つの接触体１２が変位することで被加工面ｗ２の形状を測定するようにしても差し支えない。リニアスケール１３やタッチセンサ３２は砥石台７上に設けずに他の機構により主軸（Ｃ軸）４ａに近接離反させてもよい。ただし、この場合は各直線について、オフセット角θ２が明確にされていなければならない。
In order to cope with such an inconvenience, the contact angle α1 is increased in the shape measurement of the work surface w2, and specifically, the deformation is performed as shown in the following a to c.
a: As shown in FIG. 13A, one additional contact body 12 (including the probe 32b) is provided in the radial direction of an arbitrary offset angle θ2 with respect to the X-axis direction, and the contact location 12a of the added contact body 12 is provided. However, the configuration is such that the shape of the work surface w2 is measured by displacing a straight line in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis out of the radial direction with the main axis (C-axis) 4a as the rotation center.
b: As shown in FIG. 13B, a plurality of contact bodies 12 (including the probe 32b) are provided, and a plurality having an arbitrary offset angle θ2 with respect to the X-axis direction in the radial direction with the main shaft (C-axis) 4a as the rotation center. The shape of the work surface w2 may be measured by displacing the corresponding contact body 12 on each straight line in the direction of. The linear scale 13 and the touch sensor 32 may be moved closer to and away from the main shaft (C-axis) 4a by another mechanism without being provided on the grinding wheel base 7. However, in this case, the offset angle θ2 must be clarified for each straight line.
第３変形例においては、主軸（Ｃ軸）４ａの回転中心を通る線上の変位を得ることができるため、制御プログラム１５ａは、接触体１２（プローブ３２ｂを含む）のオフセット角に相当する角度を用いて主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度θ１を補正し、Ｘ軸方向の変位に変換することができる。 In the third modification, since a displacement on a line passing through the rotation center of the main shaft (C axis) 4a can be obtained, the control program 15a sets an angle corresponding to the offset angle of the contact body 12 (including the probe 32b). It is possible to correct the rotation angle θ1 of the main shaft (C-axis) 4a and convert it into a displacement in the X-axis direction.
ワークｗの回転角度に応じて、接触角α１が大きくなる接触体１２が選択されてワークｗの被加工面ｗ２と接触させて、加工誤差データを取得することにより、測定の精度を向上させることができる。 According to the rotation angle of the workpiece w, the contact body 12 that increases the contact angle α1 is selected and brought into contact with the workpiece surface w2 of the workpiece w to improve the accuracy of measurement by acquiring machining error data. Can do.
＜その他の実施例＞
本発明に係る工作機械としては、加工具にフライス用切削刃を使用し、横軸式のフライス盤として使用することもできるのであり、また加工具として木工用の溝切り刃を使用し木工用溝切り機械として使用することもできる。上記例においては、主軸（Ｃ軸）４ａの回転中心は円形状の偏心ピンの断面を通過している（図５Ａ）が、主軸（Ｃ軸）４ａが回転中心が偏心ピンの断面を通過していない場合は、接触体１２先端の半径Ｒ２を大きくして、どの回転角度θ１でも接触体１２が接触するようにしなくてはならない。
<Other examples>
As a machine tool according to the present invention, a cutting tool for milling is used as a processing tool, and it can also be used as a horizontal-axis type milling machine. It can also be used as a cutting machine. In the above example, the rotation center of the main shaft (C axis) 4a passes through the cross section of the circular eccentric pin (FIG. 5A), but the main shaft (C axis) 4a passes through the cross section of the eccentric pin. If not, the radius R2 at the tip of the contact body 12 must be increased so that the contact body 12 contacts at any rotation angle θ1.
１ 機械台
４ａ 主軸（Ｃ軸）
７ 加工具台（砥石台）
９ 砥石
１１工具軸（砥石軸）
１２ 接触体
ｗ ワーク
1 Machine stand 4a Spindle (C axis)
7 Processing tool base (grinding wheel base)
9 Wheel 11 Tool axis (Whetstone axis)
12 Contact body w Workpiece
Claims (8)
前記ワークを加工する加工具を支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ前記加工具を移動する加工具台と、
前記ワークの目標形状データに基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記加工具との間の距離を規定する加工データを作成する数値制御部と、
前記加工具台に取り付けられ、前記ワークの被加工面に当接される先端部が円弧面部又は球面部の接触体であって、当該先端部が前記ワークの被加工面に押圧状に当接されたときに前記主軸の径方向へ変位する接触体とを有し、
前記数値制御部は、前記接触体の先端部の径と前記ワークの目標形状データとに基づいて、前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記先端部の曲率中心位置との間の距離を規定する測定用データを作成し、
前記数値制御部は、前記測定用データに基づいて前記加工具台を移動して、被加工面に押圧状に前記接触体の先端を当接させ、
前記数値制御部は、前記接触体が検出した前記主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得することを特徴とする工作機械。 A spindle for supporting and rotating the workpiece;
A processing tool base that supports a processing tool for processing the workpiece and moves the processing tool in an X-axis direction orthogonal to the main axis;
A numerical controller for creating machining data for defining a distance between the spindle and the machining tool when the workpiece makes one rotation based on the target shape data of the workpiece;
The tip attached to the work tool base and abutted against the work surface of the workpiece is a contact member having an arcuate surface or a spherical surface, and the tip is abutted against the work surface of the work in a pressing manner. A contact body that is displaced in a radial direction of the main shaft when
The numerical control unit, based on the diameter of the tip of the contact body and the target shape data of the work, the distance between the main shaft and the center of curvature of the tip when the work rotates once Create the measurement data to be regulated,
The numerical control unit moves the processing tool base based on the measurement data, causes the tip of the contact body to abut on the processing surface in a pressing manner ,
The numerical controller acquires a displacement amount of the spindle in the radial direction detected by the contact body as machining error data.
前記数値制御部は、前記ワークの目標形状データと砥石の径に基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記砥石の回転中心位置との間の距離を規定する前記加工データを作成することを特徴とする請求項１の工作機械。 The processing tool is a circular grindstone, the processing tool base rotatably supports the grindstone, and a processing tool base that moves in the X-axis direction orthogonal to the main axis;
The numerical control unit creates the machining data defining a distance between the spindle and the rotation center position of the grindstone when the work rotates once based on the target shape data of the work and the diameter of the grindstone. The machine tool according to claim 1.
前記数値制御部は、前記主軸の基準とする径方向に対する角度と複数の接触体との角度差であるオフセット角を用いて前記加工誤差データの取得角度を補正することを特徴とする請求項２の工作機械。 A plurality of the contact bodies are provided in different radial directions of the main shaft,
The numerical control unit corrects the processing error data acquisition angle using an offset angle that is an angle difference between a plurality of contact bodies and an angle of the main shaft with respect to a radial direction as a reference. Machine tools.
前記ワークを加工する加工具を支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ前記加工具を移動する加工具台と、
前記ワークの目標形状データに基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記加工具との間の距離を規定する加工データを作成する数値制御部と、
前記加工具台に取り付けられ、前記ワークの被加工面に当接される先端部が円弧面部又は球面部の接触体であって、当該先端部が前記ワークの被加工面に押圧状に当接されたときに前記主軸の径方向へ変位する接触体とを有する工作機械のワークの加工方法において、
前記接触体の先端部の径と前記ワークの目標形状データとに基づいて、前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記先端部の曲率中心位置との間の距離を規定する測定用データを作成し、
前記測定用データに基づいて前記加工具台を移動して、被加工面に押圧状に前記接触体の先端を当接させ、
前記接触体が検出した前記主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得することを特徴とするワークの加工方法。 A spindle for supporting and rotating the workpiece;
A processing tool base that supports a processing tool for processing the workpiece and moves the processing tool in an X-axis direction orthogonal to the main axis;
A numerical controller for creating machining data for defining a distance between the spindle and the machining tool when the workpiece makes one rotation based on the target shape data of the workpiece;
The tip attached to the work tool base and abutted against the work surface of the workpiece is a contact member having an arcuate surface or a spherical surface, and the tip is abutted against the work surface of the work in a pressing manner. In a machining method for a workpiece of a machine tool having a contact body that is displaced in a radial direction of the main spindle when
Based on the diameter of the tip of the contact body and the target shape data of the workpiece, measurement data defining the distance between the main shaft and the center of curvature of the tip when the workpiece makes one rotation make,
Move the processing tool base based on the data for measurement, abut the tip of the contact body in a pressing manner on the work surface ,
A workpiece machining method, wherein a displacement amount in a radial direction of the spindle detected by the contact body is obtained as machining error data.
前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記砥石の回転中心位置との間の距離を規定する前記加工データは、前記ワークの目標形状データと砥石の径に基づいて作成されることを特徴とする請求項７のワークの加工方法。
The processing tool of the machine tool is a circular grindstone, and the processing tool base is a processing tool base that rotatably supports the grindstone,
The machining data that defines the distance between the spindle and the rotation center position of the grindstone when the work rotates once is created based on the target shape data of the work and the diameter of the grindstone. The workpiece machining method according to claim 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013042874A JP6101115B2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Machine tool and method of processing workpiece by machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013042874A JP6101115B2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Machine tool and method of processing workpiece by machine tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014168837A JP2014168837A (en) | 2014-09-18 |
| JP6101115B2 true JP6101115B2 (en) | 2017-03-22 |
Family
ID=51691651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013042874A Active JP6101115B2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Machine tool and method of processing workpiece by machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6101115B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6844772B2 (en) * | 2017-02-28 | 2021-03-17 | 株式会社シギヤ精機製作所 | Grinding device and grinding method |
| JP7000785B2 (en) * | 2017-10-04 | 2022-01-19 | 株式会社ジェイテクト | Machine Tools |
| CN108747522B (en) * | 2018-06-30 | 2023-12-29 | 安徽合力股份有限公司 | Eccentric tool for machining filter cylinder |
| JP2020008979A (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-16 | Dmg森精機株式会社 | Numerical control device |
| JP2020044607A (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 株式会社ジェイテクト | Grinding machine |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2531609Y2 (en) * | 1992-05-12 | 1997-04-09 | オークマ株式会社 | Check device for phase and diameter of non-circular workpiece |
| JP2000079543A (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-21 | Shigiya Machinery Works Ltd | Taper grinding method by cnc cylindrical grinder |
| JP3479717B2 (en) * | 1999-09-27 | 2003-12-15 | 株式会社シギヤ精機製作所 | Grinding method with CNC grinder |
-
2013
- 2013-03-05 JP JP2013042874A patent/JP6101115B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014168837A (en) | 2014-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4051872B2 (en) | Measuring method of processing part and processing method | |
| JP6235032B2 (en) | Machine tool and method for measuring a workpiece | |
| JP5857660B2 (en) | Grinding machine truing device | |
| JP6419575B2 (en) | Machine tool and workpiece measurement method | |
| JP6101115B2 (en) | Machine tool and method of processing workpiece by machine tool | |
| US8287329B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
| WO2011013710A1 (en) | Grinding machine and measurement device | |
| JP5401757B2 (en) | Processing equipment | |
| KR20020082403A (en) | Method and appatatus for grinding eccentric cylindrical portions of workpiece with diameter measuring device | |
| KR102542333B1 (en) | Measuring steady rest for supporting and measuring central workpiece regions, grinding machine with such a measuring steady rest, and method for supporting and measuring central workpiece regions | |
| KR101503616B1 (en) | Grinding machine and grinding method | |
| JP2010194623A (en) | Thread grinding machine and thread groove grinding method | |
| JP3634146B2 (en) | Grinding wheel shaping error correction method, grinding wheel shaping / straight groove forming grinding error correction method, and error correction devices thereof | |
| JPH05111851A (en) | Gear measuring method and gear grinder commonly used for gear measurement | |
| JP4998078B2 (en) | Grinding machine and grinding method for non-circular or eccentric workpiece | |
| JP7000785B2 (en) | Machine Tools | |
| JP2019104082A (en) | Nc grinding device and method of grinding workpiece | |
| JP7298131B2 (en) | Machine Tools | |
| JP4161317B2 (en) | Method of setting coordinate system for controlling workpiece steadying member in grinding machine and grinding machine for carrying out these methods | |
| JP2786879B2 (en) | Internal grinding device | |
| JP2597219B2 (en) | NC grinding machine | |
| JP3898437B2 (en) | Grooving method and processing apparatus used directly for the implementation | |
| JP2020062698A (en) | Phase indexing method and grinding method | |
| JP2003205457A (en) | Work end face position detecting means and work end face position detecting method in machine tool for combined machining | |
| JP2003251558A (en) | Cylindrical grinder and grinding method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160212 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170221 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6101115 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |