JPH027793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテーブル上に設けた砥石修正装置にて
アンギユラ研削盤の砥石修正を可能にするべくテ
ーブル送り制御可能な数値制御装置に関するもの
である。

本発明の目的は、端面定寸装置によつてワーク
基準面を位置決めしてテーブル送りの座標系設定
がなされた状態のもとで、テーブルを原点復帰さ
せずに加工途中においても高精度に砥石修正がで
きるようにすることである。

一般にアンギユラ研削盤において、センタ支持
されるワークの軸方向位置決めは機械個有の原点
（加工直径Ｏの位置の砥石端面位置）又はかかる
原点に対し所定量離間したテーブル原点に対する
座標系で位置決めされる。しかしながらセンタ支
持される個々のワークはワーク基準面に対するセ
ンタ穴深さに寸法ばらつきがあるため、この寸法
ばらつきを補正しなければ正確に位置決めできず
加工精度を高めることはできない。かかる寸法ば
らつきを補正するための方式には次の２方式があ
る。

第１の方式は、テーブル上に端面測定装置を設
け、ワーク基準面位置のバラツキ、即ちセンタ穴
深さのバラツキを検測して指令値に対して補正を
かける方式である。この方式においては、ワーク
の種類が変わる度に端面定寸装置の取付位置の設
定替えをしなければならず、かかる設定替えは手
作業によらなければならず汎用性に乏しいばかり
でなく検測値で指令値に補正をかけるためには
AD変換の必要があつた。又主軸台のセンタ及び
心押台のセンタを微少量軸動させワーク基準面を
テーブルに対して一定の関係位置に合わせるもの
もあるが、主軸台、心押台が特殊となりコストア
ツプはさけられない。

第２の方式は、ベツド上に端面定寸装置を設置
し、ワーク基準面に測定子を接触させてテーブル
に送りを与え、ワーク基準面を定寸点に位置決め
する方式である。この方式によれば、ワークが変
つてワーク基準面位置が変化しても同じ端面定寸
装置で位置決めでき、手動による設定替えの必要
がなく第１の方式における欠点がないので、この
第２の方式が多く採用されている。

かかる第２の方式では、ワーク基準面を端面定
寸装置にて位置決めし、この点を基準にして各加
工面の位置決めを行うために、かかるワーク基準
面の機械原点に対する座標値を現在位置カウンタ
にプリセツトしてワーク座標系の設定がなされ
る。このワーク座標系はセンタ穴深さの寸法バラ
ツキに応じた量、前記原点又はテーブル原点に対
する機械座標系との間に偏差が生ずる。

ところでテーブル上に設けられた砥石修正工具
によつて砥石の端面及び円筒面を修正する場合、
砥石と修正工具の位置関係は砥石に対するテーブ
ル位置によつて定まる。即ちテーブル位置の機械
原点に対する座標系、所謂機械座標系で砥石と修
正工具（テーブル）の相対運動を制御しなければ
高精度の砥石修正はできないことになる。

しかしワークの加工途中においては、前述の如
くワーク座標系設定がなされているため、この座
標系のままで砥石修正を行うことはできない。従
来においては、加工途中での砥石修正はテーブル
をテーブル原点に復帰させ、座標系をワーク座標
系から機械座標系に戻してからでないと砥石修正
ができなかつた。

又砥石修正後においては、前のワーク座標系に
戻す必要があるため、再び端面定寸装置でワーク
基準面を端面定寸装置にて位置決めしワーク座標
系設定をしなければならないという欠点があつ
た。

本発明はかかる従来の欠点をなくするために、
テーブル原点に復帰させないでワーク座標系のま
までテーブル上の修正工具による高精度の砥石修
正を行わせんとするものであり、以下本発明の実
施例を図面に基いて説明する。

第１図において２１は、ベツド２０上の前面に
形成された案内面に沿つてＺ軸方向へ摺動可能に
案内されたワークテーブルで、このワークテーブ
ル２１はパルスモータ２２によつて駆動される送
りねじ２３に螺合している。このワークテーブル
２１上には主軸台２５および心押台２６が載置さ
れ、この主軸台２５と心押台２６のセンタによつ
て、円筒部Waとこれに隣接する肩部Wbとが研
削加工される工作物Ｗが回転可能に支持されてい
る。

また、２７は主軸軸線Osと平行な円筒面Ga
と、この円筒面Gaと直交する端面Gbとを有する
アンギユラ形の砥石車Ｇを軸架する砥石台で、こ
の砥石台２７はベツド２０上に形成された案内面
に沿つて前記Ｚ軸と鋭角度θをなして交差するＸ
軸方向へ摺動可能に案内されており、ナツト２８
を介して、パルスモータ３０に連結された送りね
じ３１に螺合している。なお、パルスモータ３０
が１パルス分回転すると砥石車Ｇの円筒面Gaが
主軸軸線Osと直交する方向に所定の単位移動量
だけ移動するように送りねじ３１のピツチが設定
されている。

さらに、前記心押台２６の砥石台２７側の側面
には、砥石台２７の移動方向と略平行な方向に突
出する砥石修正工具DTが設けられている。３５
はベツド２０上に支持され進退可能に設けられた
端面定寸装置で、ワークＷの基準面に接触する測
定子３６を有し、テーブル２１を移動させること
により基準面位置を定寸点に位置決めし、後述す
るワーク座標系の設定がなされる。

一方、４０はコンピユータ等によつて構成され
る数値制御装置を示し、メモリ４１の外、図略の
インタフエイスを介して、データ入力装置４２、
手動パルス発生器４３、加工開始、修正工具位置
検出、砥石修正をそれぞれ指令する指令スイツチ
CS１〜CS３が接続されている。数値制御装置４
０は、加工開始もしくは砥石修正の開始が指令さ
れると、パルスモータ２２，３０をそれぞれ駆動
するドライブユニツトDUZ，DUXに指令パルス
を分配し、ワークテーブル２１および砥石台２７
を、工作物加工もしくは砥石修正のために移動さ
せる。

４５，４６は、ドライブユニツトDUZおよび
DUXにそれぞれ分配される正負の指令パルスを
それぞれ可逆的に計数してワークテーブル２１お
よび砥石台２７の現在位置を表わす位置データ
DzおよびDxを出力する位置検出カウンタであ
り、この位置検出カウンタ４５，４６から出力さ
れる位置データDz，Dxも、図略のインタフエイ
スを介して数値制御装置４０内に読込めるように
なつている。本実施例においては、砥石車Ｇの円
筒面Gaが主軸軸線Osに接する砥石台２７の位置
が砥石台２７の基準位置となつていてカウンタ４
６から出力される位置データDxは砥石台２７が
この基準位置からどれだけ後退した位置にあるか
を円筒面Gaと主軸軸線Osとの間の距離を直径表
示で示している。また、ワークテーブル２１の基
準位置は、ワークテーブル２１が第１図に２点鎖
線で示すテーブル原点であり、カウンタ４５から
出力される位置データDzは、ワークテーブル２
１が上記テーブル原点からどれだけ左方に移動し
たかを表わしている。

ここにおいて、機械原点Ｑとしては砥石円筒面
Gaが主軸軸線Osに一致した場合の砥石端面位置
であり、この点Ｑは砥石台２７が移動してもテー
ブル２１が移動しても不動の点である。又、テー
ブル原点Q₁としては、この機械原点Ｑから所定
量離間した点に設けられた原点検出器４３がテー
ブル上に設けた発磁体４４を検出した点でもあ
る。前記カウンタ４５はテーブルの原点復帰によ
つて零にリセツトされ、テーブル移動指令パルス
を計数してテーブル現在位置を表わすようになつ
ており、この状態が機械座標系となる。かかる機
械座標系における前記修正工具DTの先端の正確
な位置がわからないと砥石との相対運動にて行う
砥石修正はうまくできないので、前記機械原点Ｑ
に対する修正工具DTの座標値を求める必要があ
る。以下これについて説明する。

() 修正工具位置検出 修正工具DTはテーブル２１とともに移動す
るのでテーブル２１の特定位置としてテーブル
が原点Q₁に復帰した場合の機械原点Ｑに対す
る修正工具DTの座標値Zoを求めるものとす
る。

第２図において、テーブル２１がテーブル原
点Q₁に位置する場合に修正工具DTはA₁点に位
置する。これよりテーブル２１を左方向に所定
量移動し、砥石台２７も所定量前進させて修正
工具DTの先端を砥石端面Gbに接触させる。こ
の状態でのテーブル現在位置、即ちテーブル原
点Q₁に対する移動量を表わす現在位置カウン
タ４５の値Z₁を読取り、砥石台２７の現在位
置、即ち砥石円筒面Gaの主軸軸線Osに対する
距離を表わすカウンタ４６の値X₁を読取る。
砥石端面Gbの機械原点Ｑに対する距離Z₂はZ₂
＝X₁／2tanθであり、これより修正工具DTの座標 値Z₀はZ₁＋Z₂となり、この座標値Z₀を修正工具
位置決め用の基準値として記憶しておく。砥石
修正のために修正工具先端を砥石端面位置に合
せるためには、この基準値Z₀を利用して後述す
るようにテーブル２１の位置決めが行われる。
かかる機能は修正工具DTを砥石端面Gbに接触
させた状態で指令スイツチCS２を押すと第５
図に示すフローチヤートの処理が行われ基準値
Z₀を記憶する。

() ワーク基準面の位置決め ワークのセンタ穴深さのばらつきによりセン
タ支持されたワーク基準面Wpは位置が定まら
ない。このためベツド２０上に設けた端面定寸
装置３５にて定寸点に位置決めする。第３図に
示すようにワーク基準面Wpは一般にワークの
左端面となつており、これに対し測定子３６と
接触させる端面Wp₁との寸法l₁は予め正確に測
定され既値の値となつている。

前記テーブル原点位置状態における前記ワー
ク基準面WpはＢ点に位置するものとし端面
Wp₁が測定子３６と接触し端面定寸信号が得ら
れるまでテーブル２１を移動した際のテーブル
現在位置をZ₁₀とする。機械原点Ｑに対する端
面定寸点Ｓの座標値Z₁₁は予め測定されわかつ
ているものとする。機械原点Ｑに対するワーク
基準面Wpの位置はZ₁₂とするとZ₁₂＝l₁−Z₁₁と
なる。

() ワーク座標系設定 ワーク基準面Wpの機械原点Ｑに対する座標
値がZ₁₂となつたとき、テーブル現在位置を表
わすカウンタ４５はZ₁₀となつているが、この
カウンタ４５の内容をZ₁₂に設定替えすること
によりワーク座標系設定がなされる。この座標
系設定はプログラム中に座標系設定コード
G92Z（l₁−Z₁₁）をプログラムしておくことによ
り第７図に示すフローチヤートの処理を行いワ
ーク座標系に設定替えする。

かかるワーク座標系設定に先立つて機械座標
系の値Z₁₀とワーク座標値系の値Z₁₂との座標偏
差Z₁₀−Z₁₂を演算し記憶しておく。従つて座標
偏差記憶コードG97Z（l₁−Z₁₁）を前記座標系設
定コードG92の前にプログラムしておくことに
より第６図に示すフローチヤートの処理が行わ
れ座標偏差が記憶される。

かかるワーク座標系は１つのワークを加工完
了するまで有効にされ、加工サイクルが制御さ
れる。加工完了に伴いテーブル２１をテーブル
原点Q₁に復帰させ、未加工ワークに取替える
とともにカウンタ４５の内容を零にリセツトし
機械座標系に戻す。又次の未加工ワークに対し
ては端面定寸点Ｓに位置決めして再びワーク座
標系設定を行い、新たな座標偏差Z₁₀−Z₁₂を演
算し偏差記憶を更新する。

() 加工動作の制御 端面定寸信号によりワーク座標系設定がなさ
れた状態より第３図に示すように第１加工個所
である端面Wp₁と円筒面Wc₁を加工するために
はこれが点線の位置となるようにテーブルを位
置決めしなければならない。この場合のワーク
基準面Wpの座標値は第３図においてはZ₂₁で示
される。しかしながらプログラム段階に与えら
れるワーク寸法はワーク基準面Wpから端面
Wp₁までの寸法l₁と、円筒面Wc₁の直径寸法d₁
であり、これらの寸法よりZ₂₁は次式によつて
求めることができる。

Z₂₁＝l₁−d₁／2tanθ ……(1) ここにプログラム段階ではＺ軸指令として
l₁、加工径としてのＲ指令としてd₁を与えるも
のとし、(1)式の演算を行いZ₂₁の値を求めてテ
ーブル送りを制御するＧ機能をG11とすれば、
第１加工個所のプログラムは G11 Zl₁ Rd₁ Xd₁ とかけば良い。

このプログラムが実行されるとl₁とd₁より
Z₂₁が演算されテーブル送りが制御され、第３
図の点線状態にワークが位置決めされる。次い
で砥石台２７が前進送りされ砥石台現在位置が
d₁と等しくなる位置まで送られて第１加工個所
の研削加工が行われる。

第２加工個所としての端面Wp₂はワーク基準
面からの寸法はl₂、円筒面Wc₂はd₂であり、プ
ログラムは G11 Zl₂ Rd₂ Xd₂ とすれば良い。この場合のワーク基準面Wpの
座標値は第３図においてZ₂₂であり、このZ₂₂と
カウンタ４５の値が一致するようにテーブルが
位置決めされる。砥石台はカウンタ４６の値が
d₂に等しくなるまで前進し、第２加工個所の研
削加工が行われる。

() 加工途中における砥石修正 加工途中においてはワーク座標系の設定がな
されているので、この座標系のままでは修正工
具DTを砥石端面Gbに対して正確に位置決めす
ることはできない。しかしながら機械座標系の
指令値から前記座標偏差Z₁₃を減算すればワー
ク座標系の座標値に換算することができるの
で、ワーク座標系のままで機械座標系の指令値
にて正確に位置決めすることは可能である。

機械座標系において、修正工具が砥石端面
Gbに接触する位置は前記修正工具位置決め用
の基準値Z₀より砥石台位置Ｘに応じた補正値Z₂
を減算した値Z₀−Ｘ／2tanθであり、これより座標 偏差を減算すればワーク座標系の値に換算でき
る。即ちZ₀−Z₂−Z₁₃を指令値としてプログラ
ムすればワーク座標系のままで修正工具を砥石
端面位置に正確に位置決めすることができる。
このように砥石修正のためのテーブル送り動作
指令は、機械座標系の指令値に座標偏差を減算
してワーク座標系の値に換算できるようプログ
ラムをしておく。

砥石端面Gbの修正動作においては、第４図
に示すように修正工具DTをZ₃₁、砥石をX₃₁に
位置決めした状態よりテーブル２１と砥石台２
７を同時に制御し、修正工具DTがZ₃₂に達した
時、砥石がX₃₂に達するようにしなければなら
ない。ここにX₃₂は修正工具先端の主軸軸線に
対する直径表示の座標値であり、予め測定され
既知の寸法となつているものとする。

上記の場合のプログラム例として修正動作開
始位置は G11X（X₃₁）Ｚ（Z₀−Z₁₃）Ｒ（X₃₁） 修正動作終了位置は G11X（X₃₂）Ｚ（Z₀−Z₁₃）Ｒ（X₃₂） 実際にはこれに修正量だけ砥石に対して切込
みを考慮したプログラムとなる。尚Ｚ軸指令値
の（Z₀−Z₁₃）は座標偏差を減算してワーク座
標系換算値を表わしている。

以上述べたように本発明によれば、端面定寸装
置によりワーク基準面の位置決めをしてワーク座
標系の設定を行うとともに機械座標系との座標偏
差を演算し記憶する手段と、機械座標系の指令値
であつてもかかる座標偏差を減算すればワーク座
標系の指令値に換算する換算手段を有するので、
プログラマは座標偏差の絶対値については意識し
なくても、ワーク座標系のままで機械座標系の指
令値にてプログラムできるので、テーブル上に設
けられた修正工具による砥石修正が加工途中にお
いても容易に行えるという格別の効果を奏するこ
とができる。又、修正後においては直ちに引続く
ワークの加工動作を継続することができ、従来の
ようにワーク座標系設定を再度やりなおす必要は
全くないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
アンギユラ研削盤の平面図に制御回路を併記した
図、第２図は修正工具位置検出時における砥石と
修正工具の位置関係を示す図、第３図はワーク基
準面位置決め時における砥石とワークの位置関係
を示す図、第４図は砥石修正時における砥石と修
正工具の位置関係を示す図、第５図は第２図に示
す修正工具位置検出時における処理内容を示すフ
ローチヤート、第６図、第７図は第３図に示すワ
ーク基準面位置決め後の処理内容を示すフローチ
ヤートで、第６図は座標偏差を記憶し、第７図は
ワーク座標系設定をするものである。 ２０……ベツド、２１……ワークテーブル、２
６……心押台、２７……砥石台、３５……端面定
寸装置、４０……数値制御装置、４３……テーブ
ル原点検出器、４５，４６……カウンタ、DT…
…修正工具、Ga……砥石円筒面、Gb……砥石端
面、Ｗ……ワーク、Wp……ワーク基準面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テーブル上に設けた砥石修正工具によつてア
   ンギユラ研削盤の砥石台に装架された砥石の端面
   及び円筒面を修正可能な数値制御装置であつて、
   前記砥石の円筒面をワーク支持用のセンタ中心に
   一致させた場合の前記砥石の端面位置である機械
   原点又はこの機械原点に対し所定量離間したテー
   ブル原点を基準にした機械座標系におけるテーブ
   ル現在位置を表わす現在位置カウンタと、ベツド
   上に設けた端面定寸装置の定寸点に対してセンタ
   支持されたワークの基準面を位置決めするべくテ
   ーブルを移動制御するとともにこの基準面の前記
   機械原点に対する座標値を前記現在値カウンタに
   プリセツトしてワーク座標系に設定替えするワー
   ク座標系設定手段と、かかる座標系の設定替えの
   際の前記機械座標系とワーク座標系との座標偏差
   を演算し記憶する座標偏差記憶手段と、前記砥石
   修正工具の先端を前記砥石の端面に接触させた場
   合の機械座標系におけるテーブル現在位置と砥石
   台の現在位置とにより前記機械原点に対する修正
   工具位置決め用の基準値を演算し記憶する基準値
   記憶手段と、前記ワーク座標系にてテーブルを位
   置決めしてセンタ支持されたワークの各加工個所
   を研削加工する状態より前記修正工具により砥石
   修正をするため砥石端面修正開始位置にテーブル
   を位置決めする際に、前記基準値記憶手段に記憶
   された基準値と砥石端面修正開始位置における砥
   石台位置とにより機械座標系のテーブル指令値を
   演算しかつこの指令値に前記座標偏差分補正を加
   えてワーク座標系の指令値に換算する指令値換算
   手段と、換算された指令値によりテーブル位置を
   制御するテーブル送り制御手段とを備えてなるア
   ンギユラ研削盤用数値制御装置。