JPH022669B2 - - Google Patents

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JPH022669B2
JPH022669B2 JP56101338A JP10133881A JPH022669B2 JP H022669 B2 JPH022669 B2 JP H022669B2 JP 56101338 A JP56101338 A JP 56101338A JP 10133881 A JP10133881 A JP 10133881A JP H022669 B2 JPH022669 B2 JP H022669B2
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JP
Japan
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grinding
value
computer
measurement
workpiece
Prior art date
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Application number
JP56101338A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS584355A (en
Inventor
Hiromi Araki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS584355A publication Critical patent/JPS584355A/en
Publication of JPH022669B2 publication Critical patent/JPH022669B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動研削機を用いて行なうプレス型
等の被加工品の加工方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for processing a workpiece such as a press die using an automatic grinding machine.

従来、所定のNC加工をすでに終了しているプ
レス型の曲面形状の研削(研摩)作業は、プレス
型の曲面をスポツチングモデル(合わせモデル)
に合わせて光明丹の付着状態を調べる赤当たり検
査、プレス型の曲面の目視あるいは触感による検
査等、作業者の官能による検査に基づき、回転研
削工具(サンダー、グラインダー)、やすり、お
よび砥石等を用いる作業者の手作業により行なわ
れており、以下の問題が生じている。
Conventionally, the grinding (polishing) work of the curved surface of a press die that has already undergone the specified NC processing is done using a spotting model (combination model) of the curved surface of the press die.
Rotary grinding tools (sanders, grinders), files, whetstones, etc. are inspected based on the operator's sensual inspection, such as red contact inspection to check the adhesion state of Komyotan, visual or tactile inspection of the curved surface of the press mold, etc. This is done manually by the operator, and the following problems arise.

(1) モデル合わせ後のプレス型の曲面研削では、
基準となる原器がなく、したがつてプレス型へ
の品質の折込み、すなわち、面凹凸、引け、伸
び、および折れ等の解消は熟練作業者の定性的
な官能検査により行なわれるため、プレス型の
画品質にばらつきが生じている。
(1) In press mold curved surface grinding after model matching,
There is no standard model, and therefore, the quality of the press mold, that is, the elimination of surface irregularities, shrinkage, elongation, bending, etc., is done through qualitative sensory tests by skilled workers. There are variations in image quality.

(2) 上記曲面研削は、熟練作業者の筋肉作業によ
り行なわれ、作業時間が長くなるとともに、作
業者の疲労度の大きい工程となつている。
(2) The above-mentioned curved surface grinding is carried out by the muscular labor of skilled workers, resulting in a process that takes a long time and causes great fatigue for the workers.

(3) 従来の回転研削工具を用いた研削機では研削
材(研摩材)の圧力、運動回数等に対する被加
工物の実際の研削量を把握することが不可能で
あり、正しい曲面形状の創成が困難となつてい
る。
(3) With conventional grinding machines using rotary grinding tools, it is impossible to grasp the actual amount of grinding of the workpiece in relation to the pressure of the abrasive material (abrasive material), the number of movements, etc., and it is difficult to create the correct curved surface shape. is becoming difficult.

(4) 高精度で研削を行なうためには、研削の途中
段階で研削材による研削量を測定し、この研削
量に基づいて研削材の移動量を補正する必要が
あるが、このようなオープンループ制御方式の
研削機による研削では高精度の自由曲面の創成
には限界があつた。
(4) In order to grind with high precision, it is necessary to measure the amount of grinding by the abrasive material during the grinding process and correct the amount of movement of the abrasive material based on this amount of grinding. There is a limit to the creation of highly accurate free-form surfaces with grinding using a loop-controlled grinding machine.

本発明の目的は、このような従来技術の問題を
克服して、熟練作業に頼らずに、所定のNC加工
をすでに終了している三次元自由曲面形状をした
プレス型等の被加工品の自由曲面の測定値を予め
設定してある幾何学的な量の基準値と比較し、こ
の比較結果に基づいて一定の研削機、研削範囲な
どを決定して研削機による自動研削する加工方
法、さらに簡易加工を行なつて複雑な形状により
適合した正確な研削範囲、研削条件などを決定し
て研削機により自動研削する加工方法、コンピユ
ータの支援を受けて簡易加工した後は現場の研削
機を独立させて精度の高い自動研削ができる加工
方法、研削の途中段階で研削量を測定し、この研
削量に基づいて研削材の移動量を補正する現場で
の作業に沿つた手順でコンピユーターから研削機
に指令する指令信号を修正することにより、その
指令に従つた研削を繰り返させ、高精度な自由曲
面を創成することができる研削機によるプレス型
等の被加工品の加工方法を提供することである。
The purpose of the present invention is to overcome the problems of the prior art and to process workpieces such as press molds with three-dimensional free-form surfaces that have already undergone predetermined NC machining without relying on skilled work. A processing method in which the measured value of a free-form surface is compared with a preset reference value of a geometric quantity, a certain grinding machine, a grinding range, etc. are determined based on the comparison result, and automatic grinding is performed by the grinding machine. Furthermore, there is a processing method in which simple machining is performed to determine the accurate grinding range and grinding conditions that suit the complex shape, and then the grinding machine automatically grinds. A processing method that enables independent and highly accurate automatic grinding. Grinding is performed from a computer using a procedure that is consistent with on-site work, in which the amount of grinding is measured in the middle of grinding and the amount of movement of the abrasive material is corrected based on this amount of grinding. To provide a method for processing a workpiece such as a press die using a grinding machine, which can create a highly accurate free-form surface by modifying a command signal to the machine and repeating grinding according to the command. It is.

この目的を達成するために、本発明はプレス型
等の被加工品の自由曲面形状を各測定点の基準と
なる三次元座標値とその点における面ノルマルベ
クトルを用いて三次元測定機により面直に測定
し、その測定値の信号をコンピユータへ送り、コ
ンピユータにおいてこの測定値と予め設定してあ
る測定座標の基準である三次元座標値とを、その
点における面ノルマルベクトル方向で比較し、三
次元座標値の基準値と上記測定値との差である差
分値を求め、このようにして曲面全体について
各々の測定点がもつ面ノルマル方向での差分値を
求め、これらの差分値を基に自由曲面について、
指定された一定値以上大きい差分値の測定点を対
象として検出し、別にコンピユータ内に設定され
ている差分値の巾値に従つて上記測定点をその巾
値ごとに分類し、その分布計算を行い、その分布
領域を研削範囲に決定し、分布計算を行なつた上
記巾値の最少値をその範囲の研削量として決定す
る。このようにして決定された研削量、研削範囲
の指令信号をコンピユータから研削機へ送つて研
削機により被加工品を自動研削することを特徴と
している。
In order to achieve this objective, the present invention measures the free-form surface shape of a workpiece such as a press mold using a three-dimensional measuring machine using the three-dimensional coordinate values that serve as a reference for each measurement point and the surface normal vector at that point. Measure directly, send the signal of the measured value to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value, which is the standard of the measurement coordinate set in advance, in the plane normal vector direction at that point, The difference value, which is the difference between the reference value of the three-dimensional coordinate value and the above measured value, is determined, and in this way, the difference value in the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface is determined, and these difference values are used as the basis. Regarding free-form surfaces,
Measurement points with a difference value larger than a specified certain value are detected as targets, and the measurement points are classified by width value according to the width value of the difference value set separately in the computer, and the distribution calculation is performed. The distribution area is determined as the grinding range, and the minimum value of the width values for which the distribution calculation was performed is determined as the amount of grinding in that range. A feature of the present invention is that command signals for the amount of grinding and the grinding range determined in this manner are sent from the computer to the grinding machine, and the workpiece is automatically ground by the grinding machine.

さらに、本発明は上記第1番目の発明により決
定された研削量、研削範囲の指令信号をコンピユ
ータから前記三次元測定機の測定用プローブの代
りに加工用のドリルや罫書き針を装着した簡易加
工機へ送り、この簡易加工機により被加工品に指
定された一定値以上の差分値の測定点の範囲内で
その被加工品に対して予じめ曲面状態に応じて決
められた複数の基準値に対する指定寸法値に深さ
まで穴明け加工を行なわせ、この加工により研削
すべき目的の曲面形状を示す基準面を示し、この
簡易加工の結果に基づいて研削機に教示された新
たな研削範囲はコンピユータに送られる。コンピ
ユータは簡易加工機から回線を介して伝送された
上記研削範囲のデータを取り込み、別に決定され
た研削量などのパラメタと共に記憶する。そして
これらの新たな教示情報に基づいてコンピユータ
において決定された研削圧力や研削くり返し回数
などの研削条件の指令信号を研削機へ送つて研削
機により被加工品を自動研削することを特徴とし
ている。
Furthermore, the present invention provides command signals for the grinding amount and grinding range determined according to the first aspect of the invention from a computer to a simple measuring machine equipped with a machining drill or scribing needle instead of the measuring probe of the coordinate measuring machine. It is sent to a processing machine, and this simple processing machine measures multiple points predetermined according to the curved surface condition of the workpiece within the range of measurement points with a difference value greater than a certain value specified for the workpiece. A hole is drilled to the specified dimension value relative to the reference value, a reference surface is shown that indicates the desired curved surface shape to be ground by this processing, and a new grinding machine is taught to the grinding machine based on the result of this simple processing. The range is sent to the computer. The computer takes in the data of the grinding range transmitted from the simple processing machine via the line, and stores it together with separately determined parameters such as the amount of grinding. Then, command signals for grinding conditions such as grinding pressure and number of grinding repetitions determined by the computer based on this new teaching information are sent to the grinding machine, and the workpiece is automatically ground by the grinding machine.

さらに、本発明は上記第2番目の発明によりコ
ンピユータに教示された簡易加工機からの情報に
基づいて、被加工品の研削範囲、研削方法を研削
機の制御器に教示し、この教示情報により研削機
の制御器に被研削物の材質、研削材の材質、単位
当りの研削量、研削開始、終り時の離着陸法など
の所定の作動パラメータが設定され、コンピユー
タから研削機を切離して研削機のみを作動させて
研削機により被加工品を自動研削することを特徴
としている。
Furthermore, the present invention teaches the grinding range and grinding method of the workpiece to the controller of the grinding machine based on the information from the simple processing machine taught to the computer by the second invention, and based on this teaching information. Predetermined operating parameters such as the material of the object to be ground, the material of the grinding material, the amount of grinding per unit, the takeoff and landing method at the start and end of grinding are set in the controller of the grinding machine, and the grinding machine is disconnected from the computer and the grinding machine is operated. The machine is characterized by automatically grinding the workpiece by operating the grinder.

さらに、本発明は前記第1番目の発明において
コンピユータから研削範囲や研削量を研削機に送
る際に、すでに研削機によつて研削された後の被
加工品の各測定点を基準となる三次元座標値と、
その点における面ノルマルベクトルを用いて三次
元測定機により面直に再び測定し、この測定値を
予め設定してある測定座標の基準である三次元座
標値とをその点における面ノルマルベクトル方向
で再び比較し、この比較結果に応じてコンピユー
タから研削機へ送る前記の指令信号を修正させる
ことを特徴としている。
Furthermore, in the first aspect of the present invention, when sending the grinding range and grinding amount from the computer to the grinding machine, each measurement point of the workpiece that has already been ground by the grinding machine is used as a reference tertiary measurement. Original coordinate values and
Using the surface normal vector at that point, measure again perpendicularly to the surface using a coordinate measuring machine, and compare this measured value with the three-dimensional coordinate value, which is the reference of the measurement coordinates set in advance, in the direction of the surface normal vector at that point. It is characterized in that the comparison is made again and the above-mentioned command signal sent from the computer to the grinding machine is modified in accordance with the comparison result.

次に、本発明の作用について説明する。 Next, the operation of the present invention will be explained.

本発明によればプレス型等の被加工品の自由曲
面形状をコンピユータ内に設定された各測定点の
基準となる三次元座標値とその点における面ノル
マルベクトルを用いて決定された移動経路を三次
元測定機に指令して三次元測定機により面直に測
定させ、その測定値の信号をコンピユータへ送
り、コンピユータにおいてこの測定値と予め設定
してある測定座標の基準である三次元座標値と
を、その点における面ノルマルベクトル方向で比
較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との差
である差分値を求め、このようにして曲面全体に
ついて各々の測定点がもつ面ノルマルベクトル方
向での差分値を求め、これらの差分値を基にカラ
ー差分値表示がされているグラフイツク・デイス
レイ上に、クロスヘアー・カーソルにより概略範
囲を指示し、その概略範囲に含まれる自由曲面の
範囲内で研削しない点を除くため指定された基準
値より一定値以上大きい差分値の測定点を対象と
して検出し、別にコンピユータ内に設定されてい
る差分値が基準値から一定の単位高さに区分され
た巾値に従つて上記測定点をその巾値ごとに分類
し、分布計算を行い、その分布領域を研削範囲に
決定し、分布計算を行なつた上記巾値の最少値を
その範囲の研削量として決定する。このようにし
て決定された研削量、研削範囲の指令信号をコン
ピユータから研削機へ送つて研削機により被加工
品を自動研削する。
According to the present invention, the free-form surface shape of a workpiece such as a press mold is determined by a movement path determined using three-dimensional coordinate values serving as a reference for each measurement point set in a computer and a surface normal vector at that point. The coordinate measuring machine is commanded to measure perpendicular to the surface, and the signal of the measured value is sent to the computer, and the computer calculates the measured value and the three-dimensional coordinate value that is the standard of the measurement coordinate set in advance. are compared in the direction of the surface normal vector at that point, and the difference value, which is the difference between the reference value of the three-dimensional coordinate value and the above measured value, is calculated. In this way, the surface normal of each measurement point for the entire curved surface is calculated. Calculate the difference values in the vector direction, use the crosshair cursor to indicate the approximate range on the graphic display displaying the color difference values based on these difference values, and then display the free-form surface included in the approximate range. In order to exclude points that are not to be ground within the range, the measurement points with a difference value greater than a certain value than the specified reference value are detected, and the difference value set separately in the computer is set to a certain unit height from the reference value. According to the divided width values, the above measurement points are classified for each width value, a distribution calculation is performed, the distribution area is determined as the grinding range, and the minimum value of the above width values for which the distribution calculation was performed is set as the range. Determined as the amount of grinding. Command signals for the grinding amount and grinding range determined in this manner are sent from the computer to the grinding machine, and the workpiece is automatically ground by the grinding machine.

さらに本発明によればプレス型等の被加工品の
自由曲面形状をコンピユータ内に設定された各測
定点の基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて決定された移動経路
を三次元測定機に指令して三次元測定機により面
直に測定させ、その測定信号をコンピユータへ送
り、コンピユータにおいてこの測定値と予め設定
してある測定座標の基準である三次元座標値と
を、その点における面ノルマルベクトル方向で比
較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との差
である差分値を求め、このようにして曲面全体に
ついて各々の測定点がもつ面ノルマル方向での差
分値を求め、これらの差分値を基にカラー差分値
表示がされているグラフイツク・デイスプレイ上
にクロスヘアー・カーソルにより概略範囲を指示
し、この概略範囲に含まれる自由曲面の範囲内で
研削しない点を除くため指定された基準値より一
定値以上大きい差分値の測定点を対象として検出
し、別にコンピユータ内に設定されている差分値
が基準値から一定の単位高さに区分された巾値に
従つて上記測定点をその巾値ごとに分類し、分布
計算を行い、その分布領域を研削範囲に決定し、
分布計算を行なつた上記巾値の最少値をその範囲
の研削量として決定する。
Furthermore, according to the present invention, the free-form surface shape of a workpiece such as a press mold is determined by a movement path determined using three-dimensional coordinate values serving as a reference for each measurement point set in a computer and a surface normal vector at that point. The coordinate measuring machine commands the three-dimensional measuring machine to measure perpendicularly to the surface, sends the measurement signal to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value that is the standard of the measurement coordinate set in advance. are compared in the direction of the surface normal vector at that point, and the difference value, which is the difference between the reference value of the three-dimensional coordinate value and the above measured value, is calculated. In this way, the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface is calculated. Find the difference values at In order to exclude points that are not to be ground, measurement points with a difference value greater than a certain value than the specified standard value are detected, and the difference value set separately in the computer is divided into a certain unit height from the standard value. The above measurement points are classified according to the width value, the distribution is calculated, and the distribution area is determined as the grinding range,
The minimum value of the width values for which the distribution calculation was performed is determined as the amount of grinding in that range.

このようにして決定された研削量、研削範囲の
指令信号をコンピユータから前記三次元測定機の
測定用プローブの代りに、段取時間の低減のため
と、同じ原点を利用するために加工用のドリルと
罫書き針を装着させた簡易加工機へ送り、この簡
易加工機により被加工品に指定された一定値以上
の差分値の測定点について、その被加工品に対し
て予じめ曲面状態に応じて決められた複数の基準
点に対する指定寸法値の深さまで穴明け加工を行
なわせ、この簡易加工の穴明けにより研削すべき
目的の曲面形状を示す基準面を作業者に提示する
ことができる(第10図参照)。この簡易加工の
結果に基づいて研削機に教示された新たな研削範
囲はコンピユータに送られる。
The command signals for the amount of grinding and the grinding range determined in this way are sent from the computer to the measuring probe of the coordinate measuring machine, in order to reduce setup time and to use the same origin. It is sent to a simple processing machine equipped with a drill and a scribing needle, and this simple processing machine calculates the curved surface state of the workpiece in advance for the measurement points with a difference value greater than a specified value on the workpiece. It is possible to have the operator perform the drilling process to the depth of the specified dimension value at multiple reference points determined according to the process, and to present the reference surface to the operator that indicates the target curved surface shape to be ground by drilling this simple process. Yes (see Figure 10). The new grinding range taught to the grinding machine based on the result of this simple machining is sent to the computer.

このような被加工品の新たな研削範囲を研削機
によりコンピユータに教示するためコンピユータ
は研削機から回線を介して伝送された新たな研削
範囲のデータを折り込み、別に指定された研削量
などのパラメタと共に記憶する。そしてこの新た
な教示情報に基づいてコンピユータにおいて決定
された研削圧力や研削くり返し回数などの研削条
件の指令信号をコンピユータから研削機へ送つて
研削機により被加工品を自動研削する。
In order for the grinding machine to teach the computer the new grinding range of the workpiece, the computer incorporates the data of the new grinding range transmitted from the grinding machine via the line, and inputs the separately specified parameters such as the grinding amount. remember with. Then, the computer sends command signals for grinding conditions such as the grinding pressure and the number of repetitions of grinding determined by the computer based on this new teaching information to the grinding machine, and the grinding machine automatically grinds the workpiece.

さらに本発明によればプレス型等の被加工品の
自由曲面形状をコンピユータ内に設定された各測
定点の基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて決定された移動経路
を三次元測定機に指令して三次元測定機により面
直に測定させ、その測定信号をコンピユータへ送
り、コンピユータにおいてこの測定値と予め設定
してある測定座標の基準である三次元座標値と
を、その点における面ノルマルベクトル方向で比
較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との差
である差分値を求め、このようにして曲面全体に
ついて各々の測定点げもつ面ノルマル方向での差
分値を求め、これらの差分値にカラー差分値表示
がされているグラフイツク・デイスプレイ上にク
ロスヘアー・カーソルにより概略範囲を指示し、
この概略範囲に含まれる自由曲面の範囲内で研削
しない点を除くため指定された基準値より一定値
以上大きい差分値の測定点を対象として検出し、
別にコンピユータ内に設定されている差分値が基
準値から一定の単位高さに区分された巾値に従つ
て上記測定点をその巾値ごとに分類し、分布計算
を行い、その分布領域を研削範囲に決定し、分布
計算を行なつた上記巾値の最少値をその範囲の研
削量として決定する。そして決定された研削量、
研削範囲の指令信号をコンピユータから前記三次
元測定機の測定用プローブの代りに、段取時間の
低減のためと、同じ原点を利用できるために加工
用のドリルと罫書き針を装着させた簡易加工機へ
送り、この簡易加工機により被加工品に指定され
た一定値以上の差分値の測定点について、その被
加工品に対して予じめ曲面状態に応じて決められ
た複数の基準点に対する指定寸法値の深さまで穴
明け加工を行なわせ、この簡易加工の穴明けによ
り研削すべき目的の曲面形状を示す基準面を作業
者に提示することができる(第10図参照)。こ
の簡易加工の結果に基づいて研削機に教示された
新たな研削範囲はコンピユータに送られる。
Furthermore, according to the present invention, the free-form surface shape of a workpiece such as a press mold is determined by a movement path determined using three-dimensional coordinate values serving as a reference for each measurement point set in a computer and a surface normal vector at that point. The coordinate measuring machine commands the three-dimensional measuring machine to measure perpendicularly to the surface, sends the measurement signal to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value that is the standard of the measurement coordinate set in advance. are compared in the surface normal vector direction at that point, and the difference value, which is the difference between the reference value of the three-dimensional coordinate value and the above measured value, is calculated. In this way, the surface normal direction of each measurement point is calculated for the entire curved surface. Find the difference values at , indicate the approximate range with the crosshair cursor on the graphic display where the color difference values are displayed, and
In order to exclude points that are not to be ground within the range of the free-form surface included in this approximate range, the measurement points with a difference value larger than a specified reference value by a certain value or more are detected as targets,
Separately, the difference value set in the computer classifies the above measurement points according to the width value divided into fixed unit heights from the reference value, calculates the distribution, and grinds the distribution area. The minimum value of the width values determined as a range and subjected to distribution calculation is determined as the amount of grinding in that range. And the determined amount of grinding,
The command signal for the grinding range is transmitted from the computer to the above-mentioned three-dimensional measuring machine.Instead of the measurement probe of the three-dimensional measuring machine, a simple machine equipped with a drill and scribing needle for machining is used to reduce setup time and to use the same origin. The simple processing machine sends the workpiece to a plurality of reference points predetermined according to the curved surface condition for the measurement points of the difference value above a certain value specified for the workpiece. This simple drilling allows the operator to be presented with a reference surface indicating the desired curved surface shape to be ground (see FIG. 10). The new grinding range taught to the grinding machine based on the result of this simple machining is sent to the computer.

このように研削機から教示された被加工品の新
たな研削範囲と研削方法を研削機の制御器に送つ
て研削機の制御器に被研削物の材質、研削材の材
質、単位当りの研削量、研削開始、終り等の離着
方法などの所定の作動パラメータを設定させ、コ
ンピユータの指令から研削機を切離して研削機の
みを作動させて研削機により被加工品を自動研削
する。
In this way, the new grinding range and grinding method of the workpiece taught by the grinding machine are sent to the grinding machine controller, and the grinding machine controller informs the grinding machine of the material of the workpiece, the material of the abrasive material, and the amount of grinding per unit. By setting predetermined operating parameters such as the amount of grinding, the start and end of grinding, and the separation method, the grinding machine is disconnected from the commands from the computer and only the grinding machine is operated, so that the workpiece is automatically ground by the grinding machine.

さらに本発明によればプレス型等の被加工品の
自由曲面形状をコンピユータ内に設定された各測
定点の基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて決定された移動経路
を三次元測定機に指令して三次元測定機により面
直に測定させ、その測定信号をコンピユータへ送
り、コンピユータにおいてこの測定値と予め設定
してある測定座標の基準である三次元座標値と
を、その点における面ノルマルベクトル方向で比
較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との差
である差分値を求め、このようにして曲面全体に
ついて各々の測定点がもつ面ノルマル方向での差
分値を求め、これらの差分値を基にカラ差分値表
示がされているグラフイツク・デイスプレイ上に
クロスヘアー・カーソルにより概略範囲を指示
し、この概略範囲に含まれる自由曲面の範囲内で
研削しない点を除くため指定された基準値より一
定値以上大きい差分値の測定点を対象として検出
し、別にコンピユータ内に設定されている差分値
が基準値から一定の単位高さに区分された巾値に
従つて上記測定点をその巾値ごとに分類し、分布
計算を行い、その分布領域を研削範囲に決定し、
分布計算を行なつた上記巾値の最少値をその範囲
の研削量として決定する。このようにして決定さ
れた研削量、研削範囲の指令信号をコンピユータ
から研削機へ送つて研削機により被加工品を自動
研削するプレス型等の加工方法において、研削機
によつて研削された後の被加工品の各測定点の基
準となるその点における面ノルマルベクトルを用
いて前記のように三次元測定機により面直に再び
測定させ、この測定値と予め設定してある測定座
標の基準である三次元座標値とをその点における
面ノルマルベクトル方向で再び比較し、その比較
結果に応じてコンピユータから研削機へ送る前記
の指令信号を修正させる。
Furthermore, according to the present invention, the free-form surface shape of a workpiece such as a press mold is determined by a movement path determined using three-dimensional coordinate values serving as a reference for each measurement point set in a computer and a surface normal vector at that point. The coordinate measuring machine commands the three-dimensional measuring machine to measure perpendicularly to the surface, sends the measurement signal to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value that is the standard of the measurement coordinate set in advance. are compared in the direction of the surface normal vector at that point, and the difference value, which is the difference between the reference value of the three-dimensional coordinate value and the above measured value, is calculated. In this way, the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface is calculated. Find the difference values at In order to exclude points that are not to be ground, measurement points with a difference value greater than a certain value than the specified standard value are detected, and the difference value set separately in the computer is divided into a certain unit height from the standard value. The above measurement points are classified according to the width value, the distribution is calculated, and the distribution area is determined as the grinding range,
The minimum value of the width values for which the distribution calculation was performed is determined as the amount of grinding in that range. In a processing method such as a press die, in which command signals for the amount of grinding and grinding range determined in this way are sent from a computer to a grinding machine, and the workpiece is automatically ground by the grinding machine, after the workpiece has been ground by the grinding machine. Using the surface normal vector at that point, which serves as the reference for each measurement point of the workpiece, measure again perpendicularly to the surface with the coordinate measuring machine as described above, and then use this measurement value and the preset measurement coordinate reference. The three-dimensional coordinate values are again compared in the surface normal vector direction at that point, and the command signal sent from the computer to the grinding machine is modified in accordance with the comparison result.

次に、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図システム1全体の構成図であり、三次元
測定機2は簡易NC(数値制御)加工機を兼ね、
所定のNC加工をすでに終了している被加工品と
してのプレス型3の幾何学的な量、すなわち三次
元座標値の測定、およびプレス型3のけがきある
いは基準溝加工のような簡易加工を行なう高速
NC制御器4を有している。自動研削用ロボツト
5は高速NC制御器6を有し、プレス型3の高精
度な研削(研摩)を行なう。高速NC制御器4,
6はマイクロコンピユータ7を介して専用電子計
算機8へオンラインで接続される。なお高速NC
制御器6とマイクロコンピユータ7との間にはス
イツチ9が設けられ、スイツチ9をオフ位置にす
ることにより自動研削用ロボツト5を、オンライ
ンではなく、マイクロコンピユータ7から切離し
て(スタンドアローン方式)作動させることがで
きる。マイクロコンピユータ7は大容量記憶領域
のデータフアイル13を備え、専用電子計算機8
は、測定および解析の基準となる情報を格納する
データベース情報フアイル14を備えている。
Figure 1 is a configuration diagram of the entire system 1, where the three-dimensional measuring machine 2 also serves as a simple NC (numerical control) processing machine.
Measurement of geometric quantities, that is, three-dimensional coordinate values, of the press die 3 as a workpiece that has already undergone the specified NC machining, and simple machining such as scribing or standard groove machining of the press die 3. do fast
It has an NC controller 4. The automatic grinding robot 5 has a high-speed NC controller 6 and performs highly accurate grinding (polishing) of the press mold 3. High speed NC controller 4,
6 is connected online to a dedicated electronic computer 8 via a microcomputer 7. In addition, high-speed NC
A switch 9 is provided between the controller 6 and the microcomputer 7, and by setting the switch 9 to the OFF position, the automatic grinding robot 5 is operated not online but disconnected from the microcomputer 7 (stand-alone system). can be done. The microcomputer 7 has a data file 13 with a large capacity storage area, and a dedicated electronic computer 8.
is equipped with a database information file 14 that stores information that serves as a reference for measurement and analysis.

このようにマイクロコンピユータ7と専用電子
計算機8を備えているため現場での作業を迅速に
行なうことが容易にできる。なおコンピユータの
能力によつては1台にまとめることもできる。デ
ータフアイル13はデータベース記憶領域13a
と測定データ記憶領域13bとを区分してもつ。
マイクロコンピユータ7には、システム1全体の
制御および解析結果表示のためのカラーテレビ1
5、および解析結果を記憶するためのカラープロ
ツタ(プリンター)16が接続されている。
As described above, since the microcomputer 7 and the dedicated computer 8 are provided, on-site work can be carried out quickly. Note that depending on the capabilities of the computers, they may be combined into one computer. The data file 13 is a database storage area 13a
and a measurement data storage area 13b.
The microcomputer 7 includes a color television 1 for controlling the entire system 1 and displaying analysis results.
5, and a color plotter (printer) 16 for storing analysis results.

第2図は所定量のNC加工を終了したプレス型
3の曲面を測定、解析するプログラムのフローチ
ヤートである。各ステツプを概略的に記述すると
次のとおりである。
Figure 2 is a flowchart of a program that measures and analyzes the curved surface of the press die 3 that has undergone a predetermined amount of NC machining. A brief description of each step is as follows.

ステツプ21:データベース情
報をデータフアイルへ転送 ステツプ22:三次元測定機に測定を指示 〃 23:測定値の取込み 〃 24:測定値をデータフアイルに書込み 〃 25:マイクロコンピユータにおいて比
較可能か? 〃 26:比較値と測定値との比較(マイク
ロコンピユータ) 〃 27:専用電子計算機へ測定値を送信 〃 28:測定値に対応する基準値の計算
(専用電子計算機) 〃 29:マイクロコンピユータへ計算結果
を送信 〃 30:比較結果によりカラーテレビに等
差表示 〃 31:該範囲において測定個所が残され
ているか? 〃 32:全範囲の測定が終了したか? 〃 33:画面を記録するか? 〃 34:プロツタ(プリンター)に画面を
記録 〃 35:けがき処理を行なうか? 〃 36:測定結果によりけがき情報を計
算、出力 〃 37:けがきの実施 ステツプ21ではカラーテレビ15のキーボー
ドを操作して、プレス型3に対応するデータベー
ス情報フアイル14内のデータベース情報を特有
なデータ構造(記憶形態)に変更して、マイクロ
コンピユータ7を介してデータフアイル13内の
データベース記憶領域13aへ基準値として転送
する。ステツプ22では、測定すべき位置(測定
すべき位置は例えばX座標、Y座標に従つて決め
られる。)の幾何学的な量(例えば実際のZ座標
の値)の測定を三次元測定機2に指示する。ステ
ツプ23では三次元測定機2からの測定値、すな
わち三次元座標値を取込んで、ステツプ24で
は、測定値をデータフアイル13の測定データ記
憶領域13bに書込む。ステツプ25では、この
測定値がマイクロコンピユータ7において比較可
能であるか否か、すなわちこの測定値に対応する
基準値、すなわち曲面形状を表わす数学モデル上
の三次元座標値を面ノルマルベクトルがデータベ
ース情報記憶領域13aにあるか否かを判別し、
判別結果が正であればステツプ26へ、否であれ
ば27へ進む。ステツプ26では、それぞれデー
タベース情報記憶領域13aおよび測定データ記
憶領域13bからマイクロコンピユータ7に転送
されて互いに対応する基準値と測定値とを比較す
る。ステツプ27では専用電子計算機8へ測定値
を送信する。ステツプ28では専用電子計算機8
において、送信されてきた測定値に対応する基準
値をデータベース情報フアイル14内のデータベ
ース情報で計算する。ステツプ29ではステツプ
28の計算の結果をマイクロコンピユータ7へ送
信する。このようにデータフアイル13内のデー
タベース領域13aのデータが不足する場合は、
測定データ記憶領域13bのデータが不足する場
合は、測定データ記憶領域13bの測定データに
対応する基準値をデータベース情報フアイル14
内のデータで計算し、マイクロコンピユータ15
に送信して比較解析する。ステツプ30では比較
結果に基づいて、基準値に対する測定値の差をカ
ラーテレビ15に色分けで等差表示する。すなわ
ち両者の差は大きさに応じて異なる色で表示され
る。ステツプ31では、データベース情報記憶領
域13aのデータに対応する測定範囲において測
定すべき個所がなお残されているか否かを判別
し、判別結果が否であればステツプ32へ進み、
正であればステツプ22へ戻る。ステツプ32で
は、プレス型3の全範囲の測定が終了したか否か
を判別し、判別結果が正であればステツプ33へ
進み、否であればステツプ21へ戻る。ステツプ
32ではカラーテレビ15の画面を記憶するか否
かを判別し、判別結果が正であればステツプ34
へ、否であればステツプ35へ進む。ステツプ3
4ではカラーテレビ15の画面をカラープロツタ
(プリンター)16により表示させる。ステツプ
35ではプレス型3をけがき処理するか否すを判
別し、判別結果が正であればステツプ36へ、否
であればプログラムを終了する。ステツプ36で
はけがき量および範囲の情報を計算して三次元測
定機2へ送る。ステツプ37では三次元測定機2
によりプレス型3にけがき処理を行なう。三次元
測定機2は簡易三次元NC加工機を兼ねており、
深部けがき(穴あけ)、基準溝加工、等高線表示
けがき(同一高さの個所を線で結ぶ)、稜線けが
き(稜線に沿つて線を引く。)プロフアイルけが
き(外形としての輪郭線を引く)等の簡易NC加
工をプレス型3に施す。
Step 21: Transfer the database information to the data file Step 22: Instruct the coordinate measuring machine to perform measurement 〃 23: Import the measured values 〃 24: Write the measured values to the data file 〃 25: Is it possible to compare on a microcomputer? 〃 26: Comparison of comparison value and measured value (microcomputer) 〃 27: Send measured value to dedicated computer 〃 28: Calculate reference value corresponding to measured value (dedicated computer) 〃 29: Calculate to microcomputer Send the results 〃 30: Display the arithmetic difference on the color TV based on the comparison results 〃 31: Are there any measurement points left in the range? 〃 32: Has the measurement of the entire range been completed? 33: Do you want to record the screen? 〃 34: Record the screen on a printer (printer) 〃 35: Do you want to perform scribing processing? 〃 36: Calculate and output scribing information based on the measurement results 〃 37: Execute scribing In step 21, operate the keyboard of the color television 15 to input the database information in the database information file 14 corresponding to the press mold 3 into a unique format. The data structure (storage format) is changed and transferred as a reference value to the database storage area 13a in the data file 13 via the microcomputer 7. In step 22, the coordinate measuring machine 2 measures the geometric quantity (for example, the actual Z coordinate value) of the position to be measured (the position to be measured is determined according to the X and Y coordinates, for example). instruct. In step 23, the measured values from the coordinate measuring machine 2, that is, the three-dimensional coordinate values, are taken in, and in step 24, the measured values are written into the measured data storage area 13b of the data file 13. In step 25, the microcomputer 7 determines whether or not this measured value can be compared, that is, the reference value corresponding to this measured value, that is, the three-dimensional coordinate value on the mathematical model representing the curved surface shape, is determined by the surface normal vector as database information. Determine whether it is in the storage area 13a,
If the determination result is positive, the process proceeds to step 26; if not, the process proceeds to 27. In step 26, the measured values are transferred from the database information storage area 13a and the measured data storage area 13b to the microcomputer 7, and the corresponding reference values and measured values are compared. In step 27, the measured value is transmitted to the dedicated computer 8. In step 28, the dedicated electronic computer 8
In the step, a reference value corresponding to the transmitted measurement value is calculated using the database information in the database information file 14. At step 29, the results of the calculation at step 28 are sent to the microcomputer 7. If the data in the database area 13a in the data file 13 is insufficient in this way,
If the data in the measurement data storage area 13b is insufficient, the reference value corresponding to the measurement data in the measurement data storage area 13b is stored in the database information file 14.
Calculations are made using the data in the microcomputer 15.
and send it to for comparative analysis. In step 30, based on the comparison result, the difference between the measured value and the reference value is displayed on the color television 15 using different colors. That is, the difference between the two is displayed in different colors depending on the size. In step 31, it is determined whether or not there are still locations to be measured in the measurement range corresponding to the data in the database information storage area 13a, and if the determination result is negative, the process proceeds to step 32.
If it is positive, the process returns to step 22. In step 32, it is determined whether or not the measurement of the entire range of the press die 3 has been completed. If the determination result is positive, the process proceeds to step 33; if not, the process returns to step 21. In step 32, it is determined whether or not the screen of the color television 15 is to be stored, and if the determination result is positive, the process proceeds to step 34.
If not, proceed to step 35. Step 3
4, the screen of the color television 15 is displayed on the color plotter (printer) 16. In step 35, it is determined whether or not to scribe the press die 3. If the determination result is positive, the process proceeds to step 36, and if not, the program is terminated. In step 36, information on the amount and range of markings is calculated and sent to the three-dimensional measuring machine 2. In step 37, coordinate measuring machine 2
The press mold 3 is marked with. The 3D measuring machine 2 also serves as a simple 3D NC processing machine.
Deep scribing (drilling), reference groove machining, contour line marking (connecting points of the same height with a line), ridgeline scribing (drawing a line along the ridgeline), profile scribing (outline as an external shape) Perform simple NC processing such as (pulling) on press die 3.

第3図は自動研削用ロボツト5をオンラインで
作動させるプログラムフローチヤートである。各
ステツプを概略的に記述すると、次のとおりであ
る。
FIG. 3 is a program flowchart for operating the automatic grinding robot 5 online. A schematic description of each step is as follows.

ステツプ41:プレス型の幾何学的な量の測定、
解析 〃 42:解析結果をマイクロコンピユータ
に記憶 〃 43:研削条件を指令 〃 44:マイクロコンピユータにおいて研
削範囲、研削量を計算 〃 45:マイクロコンピユータにおいて研
削作業情報を計算 〃 46:自動研削用ロボツトに研削作業を
指令 〃 47:研削が終了したか? ステツプ41ではプレス型3の幾何学的な量を
測定、解析する。測定、解析の詳細は第2図のフ
ローチヤートのとおりであり、第2図のフローチ
ヤートのステツプ36,37は中止され、簡易
NC加工機を兼ねる三次元測定機2によりプレス
型3にけがきを行なうことはない。ステツプ42
では、ステツプ41の解析結果をマイクロコンピ
ユータ7に記憶させる。ステツプ43ではカラー
テレビ15のキーボードから研削条件を指令す
る。研削条件とは、自動研削用ロボツト5を作動
させる際に作動パラメータに関するもので、例え
ば、研削材の研削運動の方向、研削回数等をい
う。ステツプ44ではステツプ42で記憶した解
析結果に基づいてプレス型3の研削範囲、研削量
をマイクロコンピユータ7において計算する。
Step 41: Measuring the geometrical quantities of the press die;
Analysis 〃 42: Store the analysis results in the microcomputer 〃 43: Command the grinding conditions 〃 44: Calculate the grinding range and amount of grinding on the microcomputer 〃 45: Calculate the grinding work information on the microcomputer 〃 46: To the automatic grinding robot Command the grinding work 〃 47: Is the grinding completed? In step 41, the geometrical quantities of the press die 3 are measured and analyzed. The details of the measurement and analysis are as shown in the flowchart in Figure 2. Steps 36 and 37 of the flowchart in Figure 2 are canceled and simplified steps are taken.
The press die 3 is not marked by the three-dimensional measuring machine 2 which also serves as an NC processing machine. Step 42
Now, the analysis result in step 41 is stored in the microcomputer 7. In step 43, the grinding conditions are commanded from the keyboard of the color television 15. The grinding conditions relate to operating parameters when operating the automatic grinding robot 5, such as the direction of grinding movement of the abrasive material, the number of times of grinding, etc. In step 44, the microcomputer 7 calculates the grinding range and grinding amount of the press mold 3 based on the analysis results stored in step 42.

ステツプ45ではステツプ44で計算した研削
範囲および研削量に基づいて自動研削用ロボツト
5の研削作業情報をマイクロコンピユータ7にお
いて計算する。研削作業情報とは、自動研削用ロ
ボツト5の研削材の具体的な研削運動を規定する
指令であり、研削材が所定の研削運動を繰返す場
合には研削運動の両端位置、経路、および触圧等
である。ステツプ46ではステツプ45の研削作
業情報に基づき自動研削用ロボツト5へ指令信号
を送り、自動研削用ロボツト5によりプレス型3
を研削機する。ステツプ47ではプレス型3のす
べての研削を終了したか否かを判別し、判別結果
が正であればプログラムを終了し、否であればス
テツプ41へ戻る。
In step 45, the microcomputer 7 calculates grinding work information for the automatic grinding robot 5 based on the grinding range and grinding amount calculated in step 44. Grinding work information is a command that specifies the specific grinding movement of the abrasive material of the automatic grinding robot 5, and when the abrasive material repeats a predetermined grinding movement, it includes the positions of both ends of the grinding movement, the path, and the contact pressure. etc. In step 46, a command signal is sent to the automatic grinding robot 5 based on the grinding work information in step 45, and the automatic grinding robot 5 moves the press mold 3.
grinding machine. In step 47, it is determined whether all the grinding of the press mold 3 has been completed, and if the determination result is positive, the program is terminated, and if not, the process returns to step 41.

第3図のステツプ45における研削作業情報の
計算処理について詳しく述べる。
The calculation process of the grinding work information in step 45 of FIG. 3 will be described in detail.

ステツプ45における研削作業情報の計算は、
この解析結果から研削(研摩)材形状、単位当り
の研削(研摩)量、触圧などのパラメータを基に
差異の大きい部分から順次実施して行く。具体的
には、第7図における最も差異の大きい部分「No.
3」について前述のパラメータを考慮し研削経路
を計算する。
The calculation of the grinding operation information in step 45 is as follows:
Based on the results of this analysis, grinding is performed in order from the parts with the largest differences based on parameters such as the shape of the grinding (abrasive) material, the amount of grinding (polishing) per unit, and the contact pressure. Specifically, the part with the largest difference in Figure 7 is "No.
3, the grinding path is calculated by considering the above-mentioned parameters.

次に「No.3」と「No.2」を含めた部分について
同様に経路計算を行なう。このようにして最も差
異の小さい部分まで処理する。
Next, the route calculation is performed in the same way for the portion including "No. 3" and "No. 2". In this way, processing is performed down to the part with the smallest difference.

にお、研削経路の計算は面単位に行ない、境界
線をくずさないようにする。計算後の研削経路の
一部を第8図に示す。
Also, calculate the grinding path for each surface to avoid disturbing the boundaries. A part of the calculated grinding path is shown in FIG.

この場合の研削方法は作動パラメタ、研削条件
から研削範囲内を往復または片道研削〔第9図a
又は片道研削、bは往復研削、cはクロス往復研
削を示す〕により繰り返し処理する。また研削面
素性を変化させないように研削材がワークに接触
する時、あるいはワークから離脱する方法も垂直
離着陸か、なめらか離着陸か(第9図b参照)を
決めて動作する。
The grinding method in this case is reciprocating or one-way grinding within the grinding range depending on the operating parameters and grinding conditions [Figure 9a
or one-way grinding, b indicates reciprocating grinding, and c indicates cross-reciprocating grinding]. In addition, in order to avoid changing the characteristics of the grinding surface, when the abrasive material comes into contact with the workpiece, or how it separates from the workpiece, it is determined whether vertical takeoff and landing or smooth takeoff and landing (see Figure 9b).

第4図はプレス型3の研削範囲を自動研削用ロ
ボツト5からマイクロコンピユータ7へ教示(テ
イーチング)してから自動研削用ロボツト5をオ
ンラインで作動させるプログラムのフローチヤー
トである。各ステツプを概略的に記述すると、次
のとおりである。
FIG. 4 is a flowchart of a program in which the automatic grinding robot 5 teaches the microcomputer 7 the grinding range of the press die 3 and then operates the automatic grinding robot 5 online. A schematic description of each step is as follows.

ステツプ51:プレス型の幾何学的な量の測定、
解析 〃 52:三次元測定機にけがき作業を指令 〃 53:自動研削用ロボツトからマイクロ
コンピユータへプレス型の研削範
囲を教示 〃 54:研削条件を指令 〃 55:マイクロコンピユータにおいて研
削作業情報を計算 〃 56:自動研削用ロボツトに研削作業を
指令 〃 57:研削が終了したか? ステツプ51でプレス型3の幾何学的な量を測
定、解析し、この解析結果に基づいてステツプ5
2では三次元測定機2に指令信号を送つてプレス
型3にけがきを行なう。けがきは、ステツプ52
の解析結果に基づく研削範囲をプレス型3上に指
示するために行なわれ、けがき線に囲まれている
内側が研削範囲とされる。ステツプ51,52に
おける測定、解析、けがきの詳細は第2図のフロ
ーチヤートのとおりである。ステツプ53では、
自動研削用ロボツト5のヘツドとしての研削材を
プレス型の研削境界線に沿つてなぞらせて、マイ
クロコンピユータ7に研削範囲を教示(テイーチ
ング)する。研削境界線をけがき線と異ならせる
ことにより、マイクロコンピユータ7により計算
された研削範囲より実際の研削範囲を大きくする
ことができる。ステツプ54,55,56,57
は第3図のステツプ43,45,46,47と同
じであり、説明を省略する。ステツプ51の測
定、解析結果はプレス型3にけがき線として表示
されるので、第3図のステツプ42のように解析
結果をマイクロコンピユータ7に記憶する必要は
ない。
Step 51: Measuring the geometrical quantities of the press mold;
Analysis 〃 52: Command the scribing work to the coordinate measuring machine 〃 53: Teach the grinding range of the press die from the automatic grinding robot to the microcomputer 〃 54: Command the grinding conditions 〃 55: Calculate grinding work information on the microcomputer 〃 56: Command the automatic grinding robot to perform grinding work 〃 57: Has the grinding been completed? In step 51, the geometrical quantities of the press die 3 are measured and analyzed, and based on this analysis result, the process is carried out in step 5.
In step 2, a command signal is sent to the three-dimensional measuring machine 2 to mark the press mold 3. For scribing, step 52
This is done to indicate the grinding range on the press mold 3 based on the analysis result, and the inside surrounded by the marking lines is defined as the grinding range. The details of the measurement, analysis, and marking in steps 51 and 52 are as shown in the flowchart of FIG. In step 53,
The grinding material serving as the head of the automatic grinding robot 5 is traced along the grinding boundary line of the press die to teach the microcomputer 7 the grinding range. By making the grinding boundary line different from the scribing line, the actual grinding range can be made larger than the grinding range calculated by the microcomputer 7. Steps 54, 55, 56, 57
are the same as steps 43, 45, 46, and 47 in FIG. 3, and their explanation will be omitted. Since the measurement and analysis results in step 51 are displayed as marking lines on the press die 3, there is no need to store the analysis results in the microcomputer 7 as in step 42 of FIG.

第5図はマイクロコンピユータ7から自動研削
用ロボツト5を切離して作動させるプログラムの
フローチヤートである。各ステツプを概略的に記
述すると、次のとおりである。
FIG. 5 is a flowchart of a program for disconnecting the automatic grinding robot 5 from the microcomputer 7 and operating it. A schematic description of each step is as follows.

ステツプ61:プレス型の幾何学的な量の測定、
解析 〃 62:三次元測定機にけがき作業を指令 〃 63:自動研削用ロボツトからマイクロ
コンピユータへプレス型の研削範
囲を教示 〃 64:研削条件を自動研削用ロボツトの
制御器に指令 〃 65:制御器により自動研削用ロボツト
を作動 〃 66:研削が終了したか? ステツプ61,62は第4図のステツプ51,
52と同様である。ステツプ63では、研削用ロ
ボツト5のヘツドとしての研削材をプレス型3上
で所定の軌跡に沿つて動かすことにより、研削範
囲および研削方法を教示(テイーチング)する。
ステツプ64では研削回数等の研削条件を研削用
ロボツト5に直接指令し、さらに研削圧等のその
他の研削条件を制御器6において設定する。これ
らの研削条件は、研削機の作動パラメータとな
る。ステツプ65では、マイクロコンピユータ7
から切離して自動研削用ロボツト5を作動させ
る。ステツプ66は第3図のステツプ47と同様
である。ステツプ63,64,65においてはス
イツチ9はオフ位置にされる。
Step 61: Measuring the geometrical quantities of the press mold;
Analysis 〃 62: Command the scribing work to the coordinate measuring machine 〃 63: Teach the grinding range of the press die from the automatic grinding robot to the microcomputer 〃 64: Command the grinding conditions to the controller of the automatic grinding robot 〃 65: The controller operates the automatic grinding robot. 〃 66: Is the grinding completed? Steps 61 and 62 are steps 51 and 62 in FIG.
It is similar to 52. In step 63, the grinding material serving as the head of the grinding robot 5 is moved along a predetermined trajectory on the press die 3 to teach the grinding range and grinding method.
In step 64, the grinding conditions such as the number of grinding times are directly instructed to the grinding robot 5, and other grinding conditions such as the grinding pressure are set by the controller 6. These grinding conditions become the operating parameters of the grinding machine. In step 65, the microcomputer 7
The automatic grinding robot 5 is operated. Step 66 is similar to step 47 of FIG. In steps 63, 64, and 65, switch 9 is placed in the off position.

第6図は研削量を測定しながらプレス型の自動
研削を行なうプログラムのフローチヤートであ
る。各ステツプを概略的に記述すると次のとおり
である。
FIG. 6 is a flowchart of a program for automatically grinding a press die while measuring the amount of grinding. A brief description of each step is as follows.

ステツプ71:プレス型の幾何学的な量の測定、
解析 〃 72:研削条件を指令 〃 73:マイクロコンピユータにおいて研
削範囲、研削量を計算 〃 74:マイクロコンピユータにおいて研
削作業情報を計算 〃 75:自動研削用ロボツトに研削作業を
指令 〃 76:研削個所の幾何学的な量の測定、
解析 〃 77:該個所における研削が終了した
か? 〃 78:該範囲内のすべての個所の研削が
終了したか? 〃 79:プレス型のすべての研削範囲の研
削が終了したか? ステツプ71,72,73,74,75はそれ
ぞれ第3図のフローチヤートのステツプ41,4
3,44,45,46と同じである。ステツプ7
6では、研削している個所の幾何学的な量を三次
元測定機2により非接触で測定および解析する。
ステツプ77では、この研削個所の幾何学的な量
と基準値とを比較して、この研削個所の研削が終
了したか否かを判別し、判別結果が正であればス
テツプ78へ、否であればステツプ75へ戻る。
ステツプ78では研削している範囲のすべての個
所の研削が終了したか否かを判別し、判別結果が
正であればステツプ79へ進み、否であればステ
ツプ73へ戻る。ステツプ79ではプレス型のす
べての研削範囲の研削が終了したか否かを判別
し、判別結果が正であればプログラムを終了し、
否であればステツプ71へ戻る。ステツプ76に
おいて自動研削用ロボツト5による実際の研削量
を検出しつつ、研削が行なわれるので、研削精度
を非常に向上することができる。
Step 71: Measuring the geometric quantities of the press die;
Analysis 〃 72: Command the grinding conditions 〃 73: Calculate the grinding range and grinding amount on the microcomputer 〃 74: Calculate the grinding work information on the microcomputer 〃 75: Command the grinding work to the automatic grinding robot 〃 76: Calculate the grinding area measurement of geometric quantities,
Analysis 〃 77: Has the grinding at the location been completed? 〃 78: Has the grinding of all parts within the range been completed? 〃 79: Has the grinding of all the grinding ranges of the press mold been completed? Steps 71, 72, 73, 74, and 75 correspond to steps 41 and 4 in the flowchart of FIG. 3, respectively.
Same as 3, 44, 45, 46. Step 7
In step 6, the geometrical quantities of the part being ground are measured and analyzed using the three-dimensional measuring machine 2 without contact.
In step 77, the geometric amount of this grinding point is compared with a reference value to determine whether or not the grinding of this grinding point has been completed.If the determination result is positive, the process advances to step 78. If so, return to step 75.
In step 78, it is determined whether or not the grinding of all parts in the area being ground has been completed. If the result of the determination is positive, the process proceeds to step 79, and if not, the process returns to step 73. In step 79, it is determined whether or not the grinding of all the grinding ranges of the press die has been completed, and if the determination result is positive, the program is terminated.
If not, the process returns to step 71. Since the grinding is carried out while detecting the actual grinding amount by the automatic grinding robot 5 in step 76, the grinding accuracy can be greatly improved.

このように本発明によれば、プレス型の曲面形
状を表わす数学モデル上の各測定点の三次元座標
値と面ノルマルベクトルデータを用いて被加工品
の幾何学的な量、すなわち各測定点の三次元座標
値を三次元測定機で面直に測定し、その測定値を
面ノルマルベクトルを持つた基準値(三次元座標
値)とを面ノルマルベクトル方向で比較するから
曲面全体の形状を正確に把握でき、しかもその測
定値と予め設定されている面ノルマルベクトルを
持つた基準値(三次元座標値)とを常に比較し、
この比較結果に基づき曲面全体の面ノルマル方向
での基準値に対する測定値の差、すなわち差分値
を求め、これにより求めた研削量および研削範囲
の指令信号を常時研削機へフイードバツクしなが
ら自動研削するから、プレス型等のような立体的
自由曲面の現場での作業手順に沿つた指令が送ら
れ研削精度が一段と改善される。さらに本発明は
種々の作動パラメータによつて指令信号を補正し
ながら自動研削するのでプレス型等の立体的自由
曲面の研削において熟練作業者による研削作業と
同等以上の研削精度を奏することができる。
As described above, according to the present invention, the geometrical quantity of the workpiece, that is, each measurement point, is calculated using the three-dimensional coordinate values and surface normal vector data of each measurement point on the mathematical model representing the curved surface shape of the press die. The shape of the entire curved surface can be determined by measuring the three-dimensional coordinate values of the surface perpendicularly with a three-dimensional measuring machine and comparing the measured values with a reference value (three-dimensional coordinate values) having a surface normal vector in the surface normal vector direction. It can be accurately grasped, and the measured value is constantly compared with a reference value (three-dimensional coordinate value) with a preset surface normal vector.
Based on this comparison result, the difference between the measured value and the reference value in the surface normal direction of the entire curved surface, that is, the difference value, is calculated, and the command signal for the calculated grinding amount and grinding range is constantly fed back to the grinding machine for automatic grinding. From there, commands are sent that follow the on-site work procedure for three-dimensional free-form surfaces such as press dies, etc., further improving grinding accuracy. Further, since the present invention performs automatic grinding while correcting the command signal using various operating parameters, it is possible to achieve grinding accuracy equivalent to or higher than grinding work performed by a skilled worker when grinding a three-dimensional free-form surface such as a press mold.

特に第1番目の発明では数値管理による形状測
定および形状研削が可能となり、研削の精度が向
上し、作業の効率化が一層はかられる。また第2
番目の発明では簡易加工を行なうことによつて複
雑な形状に適合した正確な研削範囲、研削方法が
可能となる。また第3番目の発明では簡易加工の
結果に基づいて種々の作動パラメータを研削機の
制御器に設定させることによりコンピユータから
切離しても正確な研削を行なうことができる。ま
た第4番目の発明では研削の途中段階で再測定、
再解析をくり返すことにより研削情報が変化した
場合でも正確な研削ができ、かつ測定から研削の
サイクルを高速化できる。
In particular, the first invention enables shape measurement and shape grinding through numerical control, improves grinding accuracy, and further improves work efficiency. Also the second
In the second invention, by performing simple machining, it is possible to provide an accurate grinding range and grinding method that is suitable for complex shapes. Further, in the third aspect of the invention, by setting various operating parameters in the controller of the grinding machine based on the results of simple machining, accurate grinding can be performed even when the machine is disconnected from the computer. In addition, in the fourth invention, re-measurement is carried out in the middle of the grinding process.
By repeating reanalysis, accurate grinding can be achieved even if the grinding information changes, and the cycle from measurement to grinding can be sped up.

また、本発明ではスポツチングモデルをデータ
ベース(基準値)に、スポツチングプレスを三次
元測定機による測定データに、赤当たり検査をコ
ンピユータにおける測定値と基準値との比較、あ
るいは比較結果に基づく被加工品の簡易加工に、
熟練作業者による研削作業を自動研削機による自
動研削作業に置き換えることができ、データベー
スに基づく定量的な研削が行なわれるため、プレ
ス型の品質が一層向上する。
In addition, in the present invention, the spotting model is used as a database (reference value), the spotting press is used as measurement data from a coordinate measuring machine, and the red hit test is performed on a computer by comparing the measured value with the reference value, or by comparing the measured value with the reference value on a computer, or by using the measurement data based on the comparison result. For simple processing of processed products,
Grinding work by skilled workers can be replaced with automatic grinding work by an automatic grinder, and quantitative grinding is performed based on a database, further improving the quality of press molds.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のシステム構成を例示する図、
第2図はプレス型の幾何学的量の測定および解析
を行なうプログラムのフローチヤート、第3図、
第4図、第5図および第6図はそれぞれ本発明の
実施例のフローチヤート、第7図は解析後の差異
配置図、第8図は研削経路図、第9図は研削方法
の説明図、第10図は簡易加工の説明図である。 2…三次元測定機、3…プレス型、4…制御
器、5…自動研削用ロボツト、6…制御器、7…
マイクロコンピユータ、8…専用電子計算機、1
3…データフアイル、14…データベース情報フ
アイル、15…カラーテレビ、16…カラープロ
ツタ。
FIG. 1 is a diagram illustrating the system configuration of the present invention,
Figure 2 is a flowchart of a program that measures and analyzes the geometrical quantities of a press die; Figure 3;
Figures 4, 5, and 6 are flowcharts of the embodiments of the present invention, Figure 7 is a diagram of the difference layout after analysis, Figure 8 is a diagram of the grinding path, and Figure 9 is an explanatory diagram of the grinding method. , FIG. 10 is an explanatory diagram of simple processing. 2... Coordinate measuring machine, 3... Press mold, 4... Controller, 5... Automatic grinding robot, 6... Controller, 7...
Microcomputer, 8... Dedicated electronic computer, 1
3...data file, 14...database information file, 15...color television, 16...color plotter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 プレス型等の被加工品の自由曲面形状を各測
定点の基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて三次元測定機により
面直に測定し、その測定値の信号をコンピユータ
へ送り、コンピユータにおいてこの測定値と予め
設定してある測定座標の基準である三次元座標値
とを、その点における面ノルマルベクトル方向で
比較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との
差である差分値を求め、このようにして曲面全体
について各々の測定点がもつ面ノルマル方向での
差分値を求め、これらの差分値を基に一定値以上
大きい差分値の測定点を対象として研削量、研削
範囲を決定し、その指令信号をコンピユータから
研削機へ送つて研削機により被加工品を自動研削
することを特徴とするプレス型等の加工方法。 2 プレス型等の被加工品の自由曲面形状を各測
定点の基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて三次元測定機により
面直に測定し、その測定値の信号をコンピユータ
へ送り、コンピユータにおいてこの測定値と予め
設定してある測定座標の基準である三次元座標値
とを、その点における面ノルマルベクトル方向で
比較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との
差である差分値を求め、このようにして曲面全体
について各々の測定点がもつ面ノルマル方向での
差分値を求め、これらの差分値を基に一定値以上
大きい差分値の測定点を対象として研削量、研削
範囲を決定し、その指令信号をコンピユータから
簡易加工機へ送つて簡易加工機により被加工品に
簡易加工を行ない、この簡易加工の結果に基づい
て研削機から教示された新たな研削範囲をコンピ
ユータに送り、この新たな情報に基づいてコンピ
ユータにおいて決定された研削圧力などの研削条
件の指令信号をコンピユータから研削機へ送つて
研削機により被加工品を自動研削することを特徴
とするプレス型等の加工方法。 3 プレス型等の被加工品の自由曲面形状を各測
定点の基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて三次元測定機により
面直に測定し、その測定値の信号をコンピユータ
へ送り、コンピユータにおいてこの測定値と予め
設定してある測定座標の基準である三次元座標値
とを、その点における面ノルマルベクトル方向で
比較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との
差である差分値を求め、このようにして曲面全体
について各々の測定点がもつ面ノルマル方向での
差分値を求め、これらの差分値を基に一定値以上
大きい差分値の測定点を対象として研削量、研削
範囲を決定し、その指令信号をコンピユータから
簡易加工機へ送つて簡易加工機により被加工品に
簡易加工を行ない、この簡易加工の結果に基づい
て研削機から教示された新たな研削範囲と研削方
法を研削機の制御器に送り、この新たな情報を基
に研削機の制御器に所定の作動パラメータを設定
させ、コンピユータから研削機を切離して研削機
のみを作動させて被加工品を自動研削することを
特徴とするプレス型等の加工方法。 4 プレス型等の被加工品の自由曲面形状を各測
定点に基準となる三次元座標値とその点における
面ノルマルベクトルを用いて三次元測定機により
面直に測定し、その測定値の信号をコンピユータ
へ送り、コンピユータにおいてこの測定値と予め
設定してある測定座標の基準である三次元座標値
とを、その点における面ノルマルベクトル方向で
比較し、三次元座標値の基準値と上記測定値との
差である差分値を求め、このようにして曲面全体
について各々の測定点がもつ面ノルマル方向での
差分値を求め、これらの差分値を基に一定値以上
大きい差分値の測定点を対象として研削量、研削
範囲を決定し、その指令信号をコンピユータから
研削機へ送つて研削機により被加工品を自動研削
するプレス型等の加工方法において、研削機によ
る研削後の被加工品の各測定点の基準となる三次
元座標値とその点における面ノルマルベクトルを
用いて三次元測定機により面直に再び測定し、こ
の測定値と予め設定してある測定座標の基準であ
る三次元座標値とをその点における面ノルマルベ
クトル方向で再び比較し、この比較結果に応じて
コンピユータから研削機へ送る前記の指令信号を
修正させることを特徴とするプレス型等の加工方
法。
[Claims] 1. The free-form surface shape of a workpiece such as a press mold is measured perpendicularly to the surface using a three-dimensional coordinate value serving as a reference for each measurement point and the surface normal vector at that point. , the signal of the measured value is sent to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value, which is the reference of the measurement coordinate set in advance, in the surface normal vector direction at that point, and calculates the three-dimensional coordinate value. Find the difference value that is the difference between the reference value and the above measured value, and in this way find the difference value in the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface, and based on these difference values, A method for processing press molds, etc., characterized by determining the amount of grinding and grinding range for measurement points with large difference values, sending command signals from a computer to a grinding machine, and automatically grinding the workpiece by the grinding machine. . 2. Measure the free-form surface shape of a workpiece such as a press die perpendicularly to the surface using a three-dimensional coordinate value that serves as a reference for each measurement point and the surface normal vector at that point, and then use a three-dimensional measuring machine to measure the shape of the free-form surface of the workpiece, such as a press mold, perpendicularly to the surface. is sent to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value, which is the standard of the measurement coordinate set in advance, in the surface normal vector direction at that point, and compares the reference value of the three-dimensional coordinate value with the above-mentioned measurement value. In this way, the difference value in the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface is determined, and based on these difference values, measurement points with a difference value larger than a certain value are determined. The amount of grinding and the grinding range are determined, the command signal is sent from the computer to the simple processing machine, the simple processing machine performs simple processing on the workpiece, and the grinding machine gives instructions based on the results of this simple processing. A new grinding range is sent to the computer, and command signals for grinding conditions such as grinding pressure determined by the computer based on this new information are sent from the computer to the grinding machine, and the grinding machine automatically grinds the workpiece. A processing method for press molds etc. characterized by 3. Measure the free-form surface shape of a workpiece such as a press die perpendicularly to the surface using a three-dimensional coordinate value that serves as a reference for each measurement point and the surface normal vector at that point, and send a signal of the measured value. is sent to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value, which is the standard of the measurement coordinate set in advance, in the surface normal vector direction at that point, and compares the reference value of the three-dimensional coordinate value with the above-mentioned measurement value. In this way, the difference value in the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface is determined, and based on these difference values, measurement points with a difference value larger than a certain value are determined. The amount of grinding and the grinding range are determined, the command signal is sent from the computer to the simple processing machine, the simple processing machine performs simple processing on the workpiece, and the grinding machine gives instructions based on the results of this simple processing. The new grinding range and grinding method are sent to the grinding machine controller, and based on this new information, the grinding machine controller sets predetermined operating parameters, disconnecting the grinding machine from the computer and operating only the grinding machine. A processing method for press molds, etc., characterized by automatically grinding a workpiece by grinding the workpiece. 4. Measure the free-form surface shape of a workpiece such as a press die perpendicularly to the surface using a three-dimensional coordinate value and the surface normal vector at that point at each measurement point, and use the signal of the measured value. is sent to the computer, and the computer compares this measured value with the three-dimensional coordinate value, which is the standard of the measurement coordinate set in advance, in the surface normal vector direction at that point, and compares the reference value of the three-dimensional coordinate value with the above-mentioned measurement value. In this way, the difference value in the surface normal direction of each measurement point for the entire curved surface is determined, and based on these difference values, measurement points with a difference value larger than a certain value are determined. In processing methods such as press molds, in which the grinding amount and grinding range are determined, and the command signal is sent from a computer to the grinding machine, the workpiece is automatically ground by the grinding machine. Using the three-dimensional coordinate value that serves as the reference for each measurement point and the surface normal vector at that point, measure again perpendicular to the surface using a three-dimensional measuring machine. A method for machining a press mold, etc., characterized in that the original coordinate values are compared again in the plane normal vector direction at that point, and the above-mentioned command signal sent from a computer to a grinding machine is modified according to the comparison result.
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JPS5255070A (en) * 1975-10-29 1977-05-06 Daihatsu Motor Co Ltd Method of making nc tape

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