JPH0230466A - カム研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、マスクカムを用いることなく、ＣＮＣ制御に
より内燃機関等のカムのカム面を研削するカム研削盤に
関する。

（従来の技術） この種のカム研削盤においては、主軸を軸承する主軸台
に対し主軸と直交方向から進退可能に、砥石車を軸承す
る砥石台を設け、この砥石台の送り量をカム面をプロフ
ィル創成するためのプロフィルデータに基づき主軸の回
転角と連動して数値制御装置により制御して、主軸に装
着された工作物のカム面を研削加工するものがある。こ
のようなカム研削盤においては、第７図に示す如く、カ
ム面ｗｂのプロフィルに対する砥石車の移動速度が大と
なるカムの傾斜部Ｐにおいて二点鎖線に示す如くプロフ
ィル誤差が生し、砥石車の研削抵抗が高ければこのプロ
フィル誤差は一層大となる。

従って、気孔を有しないレシンポンドＣＢＮ砥石のよう
に、ツルーイング直後は研削抵抗か高く、加工を行うに
つれて研削抵抗が減少するものを用いた砥石車の場合は
、第８図に示す如く、ツルーイング直後の１本口の工作
物のカム面のプロフィル誤差（−点鎖線Ｘで表示）は大
となって許容限度Ｅを超えることかあり、例えば５本口
になれば破線ｙに示す如く減少し、加工本数が増大して
成る本数以上になれば実線Ｚで示すようなプロフィル誤
差に収斂する。このため従来は、ツルーイング直後の所
定本数く例えば５本〉は主軸の回転速度を低下させるな
ど研削能率を落して加工することによりプロフィル誤差
の増大を防止している。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、このような従来技術によれは、ツルーイ
ンク直後の所定本数は加工ザイクルタイムか増大し、加
工能率か低下する。本発明はツルインク直後における砥
石車の研削抵抗の増大によるカム面のプロフィル誤差の
増大を、研削能率を落して加工することなく防止するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 二のため、本発明によるカム研削盤は、第１図〜第６図
に示す如く、ベッド１０上に支持されて主軸１３を軸承
する主軸台］２と、この主軸台に対し前記主軸コ−３と
交差する方向に相対移動可能に前記ベッド１０上に支持
された砥石台と、この砥石台上に軸承されて前記主軸１
３に装着された工作物Ｗのカム面Ｗ　ｂを研削する砥石
車２１−と、この砥石車の研削面の形直しを行うツルー
イング装置３０と、前記カム面ｗ　ｂをプロフィル創成
するプロフィルテータに基づき前記主軸１３の回転角と
前記相対移動の送り量を互いに関連して制御する数値制
御装置４０を備えてなるカム研削盤において、前記数値
制御装ｆｆ４０は、前記カム面Ｗｂの理想プロフィルデ
ータを記憶する理想プロフィルテータ記憶手段４３ｆと
、予め定められた複数組の補正係数を記憶する補正係数
記憶手段４３ｄと、ツルーイング後の工作物の加工本数
を記憶する加工本数記憶手段４３ｈと、前記加工本数記
憶手段４３ｈに記憶された加工本数に応じて前記複数組
の補正係数から所定のものを選択して同加工本数が少な
い場合は大きい補正量をまた同加工本数が多い場合は小
さい補正量を演算する補正量演算手段と、この補正量を
前記理想プロフィルデータに加えて補正プロフィルデー
タを演算する補正プロフィルデータ演算手段とを備え、
この補正プロフィルデータに基づき前記主軸］３の回転
角と前記相対移動の送り量を互いに関連して制御するこ
とを特徴とするものである。

（作用） 数値制御装置４０は、砥石車２１のツルーイング後の工
作ｑｂｗの加工本数か少ない場合は大きい補正量を、ま
た工作物Ｗの加工本数が多くなれは小さい補正量を演算
し、この補正量を理想プロフィルデータに加えて演算し
た補正プロフィルデータに基づき、主軸１３の回転角と
、主軸台１２と砥石台２０の間の相対移動の送り量を互
いに関連して制御して、工作物Ｗのカム面Ｗ　ｂを砥石
車２〕により加工する。ツルーイング直後の砥石車２］
の研削抵抗か高い場合には、補正プロフィルデータの値
が大となるのて、これに基づく主軸台１２と砥石台２０
の間の相対移動の送り量は大となって余分の研削かなさ
れ、従って正規の加工ザイクルタイムで加工しても、砥
石車２１の研削抵抗が高いことによりカム面ｗｂのプロ
フィル誤差が増大することはない。

（発明の効果） 上述の如く、本発明によれば、ツルーイング直後の砥石
車の研削抵抗の増大によるカム面のプロフィル誤差の増
大を、研削能率を落して加工することなく防止すること
かできる。

（実施例） 以下に、第１図〜第６図に示す実施例により、本発明の
説明をする。

第１図に示す如く、カム研削盤のベッド１０上に設けた
テーブル１１上には、主軸１３を軸承する主軸台］２と
心押台］４が左右方向に対向して同軸的に設けられ、カ
ム部Ｗａを有する工作物Ｗは主１１１ＪＩ　１３と心押
台］４にそれぞれ設けたセンタ１３ａ、］、４ａにより
両端か支持されている。工作物Ｗの左端部は主軸１３に
突設された位置決めピン］−３ｂに係合し、工作物Ｗの
回転位相は主軸］３の回転位相と一致している。主軸台
１２に設けられたサーボモータ１５は、後述する数値制
御装置４０のパルス分配回路４４から分配された制御パ
ルスに基づいて作動するドライブユニット５０により制
御されて、主軸１３を回転駆動するものである。サーボ
モータ１５に設けた速度ジェネレータ］６とパルスジェ
ネレータ１７はドライブユニット５０に接続されて、主
軸１３の回転速度と位相のフィードバック制御か行われ
ている。

また、ヘット１０上には、主＊！１３の回転軸線と直交
する水平なＸ方向に移動可能に砥石台２０が案内支持さ
れ、この砥石台２０にはＣＢＮ砥石の砥石車２ｊが主軸
１３と平行な砥石軸２２により軸承されて、モータ２３
により■ベルト２４を介して回転駆動されている。ベッ
ト１０に設けたサーボモータ２５は、数値制御装置４０
のパルス分配回路４４から分配された制御パルスに基づ
いて作動するドライブユニット５１により制ｉ駆動され
、閃絡の送りねし装置を介して砥石台２０にＸ方向の送
りを与えるものである。サーボモータ２５に設すな速度
ジェネレータ２６とパルスジェネレータ２７はドライブ
ユニット５］に接続されて、砥石台２０の送り速度と送
り量のフィードバック制御が行われている。

第１図に示す如く、砥石台２０にはツルーインク装置３
０が設けられている。ツルーイング装置３０は砥石台２
０に固定された基台３コ、に主軸１３と平行なＸ方向に
移動可能に案内支持されたトラバース台３２と、このト
ラバース台３２にＸ方向と平行に移動可能に案内支持さ
れたツルア３３を備えている。トラバース台３２にＹ方
向送りを与えるザーボ３５と、ツルア３３にＸ方向送り
を与えるサーボモータ３６は、それぞれドライブユニッ
ト５２．５３を介してパルス分配回路４４に接続されて
いる。ツルーイング装置３０は、Ｘ方向の切込み送りが
一定の状態でＸ方向の１〜ラバース送りか与えられるよ
うに数値制御装置４０により制御され、ツルア３３によ
り砥石車２］外周の研削面の形直しを行うものである。

数値制御装置４０は、第１図に示す如く、中央処理装置
（以下ＣＰＵという）４１と、読出し専用メモリ（以下
ＲＯＭという）４２と、書込み可能メモリ（以下ＲＡＭ
という）４３と、パルス分配回Ｆｌ＠４４と、インター
フェイス４５を主要な構成要素としている。ＣＰＵ４１
には、インターフェイス４５を介して理想プロフィルデ
ータ、加工サイクルデータ等を入力するテープリーダ５
５と、制御データ等の入力を行うと共に各種の情報を表
示するＣＲ７表示装置５６ａを備えたキーホード５６が
接続され、また前述の如くパルス分配回路４４を介して
各ドライブユニット５０〜５３か接続されている。

ＲＯＭ４２は、第２図に示す如く、カム研削盤の各工作
物に共通ずる加工制御プロクラムを記憶する記憶領域４
．２　ａと、同様に共通な演算制御プログラムを記憶す
る記憶領域４２ｂを備えている。

またＲＡＭ’４３は、第３図に示す如く、多数の記憶領
域４３ａ〜４３ｉを備えている。記憶領域４３ａには砥
石車２］の現在の径りか記憶され、記憶領域４３ｂ及び
４３ｃにはテープリーダ５５から入力された加工すべき
カム面ｗｂのりフトデータＬ　（θ、）及び荒・中仕上
・仕上の各研削時の全切込み量に、、に２　、に３が記
憶されている。

リフトデータＬ（θＩ）はカムの回転角θ（第７図参照
）が０．５度毎の値として与えられている。記憶領域４
３ｅにはカム面ｗｂの極座標データｒ（θ、）か記憶さ
れ、理想プロフィルデータ記憶領域　Ｏ ４３ｆには砥石台２０にＸ方向送りを与えるための理想
プロフィルデータｆ（θ１）が記憶されている。此等各
データｒ（θ＋）、　ｆ　（θ；）等の演算の手順につ
いては後述する。

補正係数記憶領域４．３　ｄには、理想プロフィルデー
タｆ（θＩ）を回転角θに関する１次微分係数ａ（θｊ
）に応じて補正する補正係数（第１補正係数という）α
、と２次微分係数ｂ　（θ１）に応じて補正する補正係
数く第２補正係数という）βＪか記憶されている。本実
施例においては、この両袖正係数α、１．β、は、第３
図に示す如く、砥石車２１のツルーイング後の加工本数
（５本以下、６本以上）により２組に分けられ、各組の
補正係数のα、２β、は主軸１３の毎分回転速度（＋０
．１５２０．２５ｒｐｍ）により４組に区分されている
。加工本数か５本以下の場合の各補正係数αｊ′、β、
′は、６本以」二の場合の対応する各補正係数αｊ、β
。

よりも大である。

補正プロフィルデータ記憶領域４３ｇには、理想プロフ
ィルデータｆ（θｊ）を後述する手順により補正した補
正プロフィルデータｇ＜０１）が記憶されている。この
ｇ（θ、）は加工本数か５本以下の場合における荒・中
仕上・仕上の各研削のためのデータＡ、、、Ｂ、、Ｃ，
と、加工本数か６本以上の場合の同様の各研削のための
データＡ２．Ｂ２、Ｃ２に分かれており、前者ＡＩ　、
　Ｂｌ　、　Ｃ１の値は対応する後者Ａ２　、Ｂ２　、
Ｃ２の値よりも犬である。

加工本数記憶領域４３１］には、砥石車２コのツルーイ
ング後におりる工作物Ｗの加工本数Ｎが記憶され、また
記憶領域４３ｉにはテープリーダ５５から入力された工
作物Ｗのカム面ｗｂを加工するための加工プロクラムが
記憶されている。

次に、第４図に示すフローチャートにより、補正プロフ
ィルデータｇ（θ、）の演算手順の説明をする。この演
算は加工に先立ち、ＲＯＭ４２の記憶領域４．２　ｂに
記憶された演算制御プログラムにより行われる。数値制
御装置４０のＣＰＵ４１は先ずステップ１００及び］０
１においてＲＡ、　Ｍ　４３の記憶領域４３ｂに記憶さ
れた、回転角θが０．５度毎のリフトデータしくθＩ）
を読み取り、これに基づきカム面ｗｂの極座標データｒ
（θ１）を演算する。続くステップ１０２〜１．０４に
おいてＣＰＵ４１は、記憶領域４．３　ａ及び４３ｃに
記憶された砥石車２１の現在の径り及び荒　中仕上・仕
上の各研削時の全切込量に、、に２．に３を呼出し、此
等各データｒ（θＩ）、に１〜に３に基づき、カム面ｗ
ｂを砥石車によりプロフィル創成するなめに砥石台２０
に与える送り量を定める理想プロフィルデータｆ（θＩ
）を演算して理想プロフィルデータ記憶領域４３ｆに記
憶させる。次いでＣＰＵ４］はステップ１０５において
補正係数記憶領域４３ｄから、その加工の際の主軸１３
の回転速度に基づいて、加工本数が５本以下と６本以上
の各場合における第１及び第２補正係数α、。

βｊを呼出す。続くステップ１０６及び１０７において
、ＣＰＵ４１は次式 ％式％） により回転角θに関する理想プロフィルデータｆ（θ、
）の１次微分係数ａ（θＩ）と２次微分係数ｂ（θｌ）
を演算する。そしてステップコ−０８において、ＣＰＵ
４１は次式 ％式％（１） により補正プロフィルデータｇ（θｌ）演算し、これを
補正プロフィルデータ記憶領域４．３　ｇに記憶させて
、第４図のフローチャートによる演算を終了する。前記
最後の式の右辺の第２項及び第３項が理想プロフィルデ
ータｆ（θＩ）に対する補正量てあり、しかもサーボモ
ータ２５による砥石車２１の追従遅れを補正する補正量
である。加工本数Ｎか５以下の場合の補正量は、加工本
数Ｎが６以上の場合の対応する補正量よりも大である。

本実施例においては前述の如く、補正プロフィルデータ
ｇ（θ１）は６組のデータＡ１．Ｂｌ、Ｃ１，Ａ２゜Ｂ
２．Ｃ２に分かれている。

次に、第５図に示すフローチャートにより、工作物Ｗの
カム面ｗｂの研削動作の説明をする。この動作はＲＯＭ
４２の記憶領域４２ａに記憶された加工制御プロクラム
と、ＲＡＭ４３の記憶領域４３ｉに記憶された加ニブロ
グラムにより行われる。ＣＰＵ４１は、先ずステップ２
００においてツルーイング装置３０により砥石車２１外
周の研削面を形直しするツルーイングを行った後、ステ
ップ２０１において加工本数記憶領域４３ｈに記憶され
た加工本数Ｎを０にセットする。ステップ２０２におい
て新しい工作物Ｗを主軸１３と心押台１４の間に装着し
た後、ＣＰＵ４１はステップ２０３〜２０５において補
正プロフィルデータ記憶領域４３ｇに記憶された加工本
数Ｎが５以下の場合の荒・中仕上・仕上の各研削のため
の補正プロフィルデータＡ１．Ｂ、、Ｃ，と、記憶領域
４２ａに記憶された加工制御プログラムに基づき、工作
物Ｗのカム面ｗｂの荒研削、中仕上研削及び仕上研削を
行う。そしてステップ２０６においてスパークアウト研
削を行った後、ステップ２０７において加工本数記憶領
域４３において加工本数記憶領域４３ｈに記憶された加
工本数Ｎに１を加える。工作物Ｗを５本加工するまて、
すなわちＮか５になるまでは、ＣＰ　Ｕ　４．　］−は
制御動作をステップ２０８から２０２に戻し、ステップ
２０２〜２０７を繰り返して工作物Ｗのカム面ｗｂを研
削する。此等の状態においては、ツルーイング後の加工
本数Ｎが少いので砥石車２１の研削抵抗は大であるが、
補正プロフィルデータＡ１．Ｂ、、Ｃ３により砥石台２
０に与えられる送り量は従来技術の場合よりも大である
。従って１本口のカム面ｗｂのプロフィル誤差は、第６
図（ａ）の−点鎖線Ｕに示す如く、従来技術（第８図）
の−点鎖線Ｘに示すよりも減少して許容限度Ｅよりも増
大することはない。２木目以後のプロフィル誤差も従来
技術より減少し、５本口のプロフィル誤差は、第６図（
ａ）の破線■に示す如く、従来技術の破線ｙに示すより
も大幅に減少する。

工作物Ｗを５本加工すればＮが５となるのてＣＰＵ４１
は制御動作をステップ２０８からステップ２１０に進め
る。そしてステップ２０２〜２０８と同様のステップ２
１０〜２１６を繰り返して工作物Ｗのカム面ｗｂを研削
するが、この場合の補正プロフィルデータＡ２．Ｂ２．
Ｃ２は従来技術の場合と同様な値である。従って従来同
様、砥石車２１の研削抵抗の減少に応じカム面ｗｂのプ
ロフィル誤差は減少し、成る本数以上加工すれば、第６
図の実線Ｗに示す如く、従来技術の実線２と同様な値に
収斂する。

工作物Ｗを５０本加工すればＣＰＵ４１は制御動作をス
テップ２１６からステップ２１７に進め、加工すべき工
作物Ｗが残っていればステップ２００に戻して砥石車２
１のツルーイングを行い、それ以後の全ての動作を繰り
返して加工を行う。全ての工作物Ｗの加工を終了すれば
ＣＰＵ４１は全ての動作を終了させる。

上述の如く、本実施例によれば、ツルーイング直後に研
削する５本の工作物Ｗに対しては、砥石台２０の送り量
をそれ以後よりも大としているので、砥石車２１の研削
抵抗の増大によるこの５本の工作物Ｗのカム面ｗｂのプ
ロフィル誤差の増大を、それ以後よりも研削能率を落し
て加工することなく防止することができる。

なお、上記実施例においては説明を省略したが、ツルー
イングの都度、砥石車２１の外径の減少に対応する修正
を補正プロフィルデータｇ（θ、）に加えるものとする
。

また本発明は、上記実施例の如く補正量の変更をツルー
イングの直後に１回たけ行う代りに、ツルーイングイン
ターバル中に段階的に複数回行うようにして実施しても
よい。また、上記実施例の如く砥石台２］の送り方向Ｘ
か主軸］３と直交する場合（カム面ｗｂの母線か主＄ｌ
Ｉ！１３と平行な場合）に限らす、送り方向Ｘが任意の
角度て主軸１３と交差する場合（カム面ｗｂの母線が主
軸１３と交差する場合）にも実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明によるカム研削盤の一実施例を
示し、第１図は全体構成図、第２図は読出し専用メモリ
の構成図、第３図は書込み可能メモリの構成図、第４図
は補正プロフィルデータ演算のフローチャート、第５図
は加工動作のフローチャート、第６図はカム面のプロフ
ィル誤差を示す図、第７図はカム面の説明図、第８図は
従来技術の第６図相当図である。 符号の説明 １０・・・ベッド、１２・・・主軸台、１．３・主軸、
２１・・・砥石車、３０・・　ツルーイング装置、４０
・・・数値制御装置、４．３　ｄ・・補正係数記憶手段
（補正係数記憶領域）、４３ｆ・・・理想プロフィルデ
ータ記憶手段（理想プロフィルデータ記憶領域）、４３
ｈ・・・加工本数記憶手段（加工本数記憶領域）、Ｗ・
・・工作物、ｗｂ・・・カム面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベッド上に支持されて主軸を軸承する主軸台と、この主
   軸台に対し前記主軸と交差する方向に相対移動可能に前
   記ベッド上に支持された砥石台と、この砥石台上に軸承
   されて前記主軸に装着された工作物のカム面を研削する
   砥石車と、この砥石車の研削面の形直しを行うツルーイ
   ング装置と、前記カム面をプロフィル創成するプロフィ
   ルデータに基づき前記主軸の回転角と前記相対移動の送
   り量を互いに関連して制御する数値制御装置を備えてな
   るカム研削盤において、前記数値制御装置は、前記カム
   面の理想プロフィルデータを記憶する理想プロフィルデ
   ータ記憶手段と、予め定められた複数組の補正係数を記
   憶する補正係数記憶手段と、ツルーイング後の工作物の
   加工本数を記憶する加工本数記憶手段と、前記加工本数
   記憶手段に記憶された加工本数に応じて前記複数組の補
   正係数から所定のものを選択して同加工本数が少ない場
   合は大きい補正量をまた同加工本数が多い場合は小さい
   補正量を演算する補正量演算手段と、この補正量を前記
   理想プロフィルデータに加えて補正プロフィルデータを
   演算する補正プロフィルデータ演算手段とを備え、この
   補正プロフィルデータに基づき前記主軸の回転角と前記
   相対移動の送り量を互いに関連して制御することを特徴
   とするカム研削盤。