JPH03228560A - 数値制御研削盤 - Google Patents

数値制御研削盤

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JPH03228560A
JPH03228560A JP1822790A JP1822790A JPH03228560A JP H03228560 A JPH03228560 A JP H03228560A JP 1822790 A JP1822790 A JP 1822790A JP 1822790 A JP1822790 A JP 1822790A JP H03228560 A JPH03228560 A JP H03228560A
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Takao Yoneda
米田 孝夫
Tomoya Kato
友也 加藤
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Toyoda Koki KK
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

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、カム等の非真円形工作物(以下、単に「工作
物」という)を研削する数値制御研削盤に関する。
【従来技術】
従来、数値制御研削盤においては、数値制御装置により
主軸軸線に垂直な方向の工具である砥石車の送りを主軸
回転に同期して制御し、カム等の工作物を研削する方法
が知られている。上記砥石車の送りを同期制御するには
数値制御装置にプロフィルデータを付与することが必要
である。このプロフィルデータは砥石車を工作物の仕上
げ形状に沿って往復運動、即ち、プロフィル創成運動さ
せるように主軸の単位回転角毎の砥石車の移動量を与え
るものである。 一方、工作物を研削するためには、プロフィルデータの
他に砥石車の前進、切り込み、後退等の工程から成る加
工サイクルを制御するための加工サイクルデータが必要
である。工作物はこの加工サイクルデータとプロフィル
データに基づき加工されるのであるが、特に、砥石車の
切り込みとプロフィル創成運動との関係が加工精度、加
工速度上重要となる。 ここで、従来の数値制御研削盤には、プロフィル創成と
切り込みとを並列的に行うという機能が存在する。即ち
、主軸回転に同期した砥石車の切り込み動作をプロフィ
ル創成運動に重畳して行う機能である。 この場合、砥石車の動きはプロフィル創成運動に切り込
み送りが重畳されたものとなり、工作物の研削面は渦巻
状に加工が進行する。 そして、第9図に示したように、砥石台を初期位置から
移動させる早送り前進、粗研、精研、機器、スパークア
ウト及び砥石台を初期位置に戻す早送り後退等から成る
複数の工程を制御するNCプログラムの各ブロックが連
続して指令されることにより一連の加工サイクルにおけ
る研削が実行される。
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の装置では、一連の加工サイクルにおけ
る1工程が完了した後に、初めて次のNCプログラムの
1ブロツクを解読して各ブロック毎にプロフィル回転指
令と切り込み指令を与えるようにしている。このため、
1工程の研削が終了した後、次の1ブロツクによるプロ
フィル回転指令が与えられるまでは、各サーボモータは
プロフィルデータによる制御目標値が与えられない。こ
の結果、各ブロック間において、プロフィル回転が一瞬
停止し、サーボ系の追従遅れによって生じる指令パルス
の溜まりにより砥石の工作物に対する切り込みが生じ加
工精度が悪くなるという問題があった。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、プロフィル創成運動
を停止させることなく一連の加工サイクルを研削できる
ようにして、数値制御研削盤のカム研削等における工作
物の加工精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための発明の構成は、工作物の仕上
げ形状に沿って主軸と工具送り軸との回転を同期させ、
主軸と工具送り軸きをプロフィル創成運動させるプロフ
ィル回転のためのプロフィルデータと、工具の早送り前
進、切り込み、早送り後退等の工程から成る加工サイク
ルを制御する加工サイクルデータとに基づき、前記工作
物を加工する数値制御研削盤において、一連の加工サイ
クルの最初にプロフィル回転開始指令を与え、連の加工
サイクルの最後にプロフィル回転停止指令を与えるプロ
フィル回転指令手段と、前記加工サイクルデータに基づ
き、切り込みの指令された各工程毎に切り込み指令を与
える切り込み指令手段と、前記プロフィル回転指令手段
によりプロフィル回転開始指令が与えられた後、プロフ
ィル回転停止指令が与えられるまで前記プロフィル回転
をし続けるように主軸と工具送り軸とを前記プロフィル
データに基づいて制御するプロフィル回転制御手段と、
前記プロフィル回転中に前記切り込み指令手段により切
り込み指令が与えられた場合には、前記プロフィル回転
に同期させて前記加工サイクルデータの切り込みデータ
に基づいた切り込み量を重畳して前記工作物への切り込
み動作を制御する切り込み制御手段とを備えたことを特
徴とする。
【作用】 プロフィル回転指令手段により一連の加工サイクルの最
初にプロフィル回転開始指令が与えられ、その最後にプ
ロフィル回転停止指令が与えられる。 又、切り込み指令手段により加工サイクルデータに基づ
き、切り込みの指令された各工程毎に切り込み指令が与
えられる。 そして、プロフィル回転制御手段は上記プロフィル回転
指令手段によりプロフィル回転開始指令が与えられた後
、その停止指令が与えられるまでプロフィル回転をし続
けるように主軸と工具送り軸とをプロフィルデータに基
づいて制御する。 更に、切り込み制御手段はプロフィル回転中に上記切り
込み指令手段により切り込み指令が与えられた場合には
、そのプロフィル回転に同期させてその加工サイクルデ
ータの切り込みデータに基づいた切り込み量が重畳され
工作物への切り込み動作を制御する。 つまり、全工程において主軸と工具送り軸とをプロフィ
ル創成運動させるプロフィル回転は停止することがなく
、そのプロフィル回転中に切り込みデータに基づいた切
り込み量が重畳されて工作物に対する一連の加工サイク
ルに基づく研削が実行される。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第1図は数値制御研削盤を示した構成図である。 10は数値制御研削盤のベツドで、このベツド10上に
は螺子送り機構を介してサーボモータ16により駆動さ
れるテーブル11が主軸軸線に平行なZ軸方向に摺動可
能に配設されている。テーブル11上には主軸13を軸
架した主軸台12が配設され、その主軸13はサーボモ
ータ14により回転される。又、テーブル11上、右端
には心理台15が載置され、心理台15のセンタ19と
主軸13のセンタ17とによってカムシャフトから成る
工作物Wが挾持されている。工作物Wは主軸13に突設
された位置決めピン18に嵌合し、工作物Wの回転位相
は主軸13の回転位相に一致している。 ベツド10の後方には工作物W側に向かって進退可能な
工具台20が案内され、工具台20にはモータ21によ
って回転駆動される砥石車Gが支承されている。この工
具台2oは、送り螺子を介してサーボモータ23に連結
され、サーボモータ23の正逆転により前進後退される
。 ドライブユニット51.52.53は数値制御装置30
から指令パルスを入力して、それぞれサーボモータ14
.16.23を駆動する回路である。 数値制御装置30は主として制御軸の回転を数値制御し
て、工作物Wの研削と砥石車Gの修正を制御する装置で
ある。数値制御装置3oは第2図に示すように、研削盤
を制御するためのメインCPU31と制御プログラムを
記憶したROM33と入力データ等を記憶するRAM3
2とで主として構成されている。RAM32にはNCプ
ログラムを記憶するNCデータ領域321とNCプロフ
ィルデータを記憶するNCプロフィルデータ領域322
と設定されたモードを記憶する送りモード設定領域32
3と工作物モード設定領域324とが形成されている。 数値制御装置30には、その他サーボモータ14.16
.23の駆動系として、ドライブCPU36とRAM3
5とパルス分配回路37が設けられている。RAM35
はメインCPU31とドライブCPU36との共有RA
Mであり、RAM35にはプロフィル創成運動させるプ
ロフィル回転のためのプロフィルデータを例えば、0.
5°毎に360°分記憶する実行プロフィルデータ領域
351と加工サイクルを制御する加工サイクルデータに
よる切り込みデータを各ブロック毎に交互に記憶するた
めの制御データ領域l352と制御データ領域■353
とが形成されている。 ドライブCPU36は加工に関する制御軸の送りに関し
スローアップ、スローダウン、目標点の補間等の演算を
行い補間点の位置決めデータを定周期で出力する装置で
あり、パルス分配回路37はパルス分配ののち、動指令
パルスを各ドライブユニット51.52.53に出力す
る回路である。 数値制御装置30に接続された自動プログラミング装置
70はリフトデータと砥石径からプロフイルデータを自
動作成する装置である。その装置はフロントCPU71
とRAM? 2と入出力インタフェース73とで構成さ
れている。RAM72には工作物Wのリフトデータを記
憶するリフトデータ領域721とリフトデータからプロ
フィルブタを作成し記憶するプロフィルデータ領域72
2とプロフィルデータを生成するときの砥石径を記憶す
る砥石径データ領域723とが形成されている。 又、フロントCPU71には入出力インタフェース73
を介してリフトデータ等を入力するテープリーダ41と
データの入力を行うキーボード42とデータの表示を行
うCRT表示装置43とが接続されている。 次に、その作用について説明する。 本装置がデータ入力モードに設定されると、フロントC
PU71は入出力インタフェース73を介して、テープ
リーダ41から加工に必要な全てのりフトデータを読み
込み、リフトデータ領域721に記憶する。 次に、装置がプロフィルデータ作成モートニ設定される
と、フロントCPU71は第3図のプログラムを実行す
る。 ステップ100において、リフトデータ領域721に記
憶されているリフトデータを読み込む。 次にステップ102に移行して、砥石径データ領域72
3に記憶されている現砥石径を読み込む。 次にステップ104に移行して、ステップ102で読み
込まれた現砥石径とステップ100で読み込まれたリフ
トデータとからプロフィルデータが演算され、プロフィ
ルデータ領域722に記憶される。 そして、ステップ106に移行し、カム研削のために、
プロフィルデータ領域722に記憶されたプロフィルデ
ータがフロントCPU71とメインCPU31を介して
NCプロフィルデータ領域322へ転送され、本プログ
ラムを終了する。 そして、装置が工作物加工モードに設定され、加工指令
信号が操作盤45から付与されると、メインCPU31
は第4図のプログラムを実行する。 RAM32のNCデータ領域321には加工サイクルデ
ータを含むNCプログラム等が記憶されており、そのN
Cプログラムの一例が第6図に示されている。 このNCプログラムはメインCPU31により第4図の
フローチャートに示す手順に従って解読される。 ステップ200でドライブCPU36からの切り込み完
了信号が有るか否かが判定される。切り込み完了信号が
出力されていなければ、ステップ202に移行し、RA
M35の制御データ領域l352又は制御データ領域■
353に空きが有るか否かが判定される。制御データ領
域に空きが無ければ本プログラムは終了される。制御デ
ータ領域の何れかに空きが有れば、ステップ204に移
行し、NCプログラムから1ブロツクが読み出され、次
のステップ206でデータエンドか否かが判定される。 データエンドの場合には本プログラムは終了される。デ
ータエンドでない場合には、ステップ208以下に移行
し、命令語のコード判定が行われる。ステップ208で
命令語にGコード有りと判定された場合には、更に、詳
細な命令コードを判定するため、ステップ210に移行
する。ステップ210〜226で、命令コードに応じて
モード設定が行われる。ステップ210でGOOコード
き判定されたときは、ステップ212で送りモード設定
領域323にフラグがセットされ送りモードは早送りモ
ードに設定される。同様にステップ214でGOIコー
ドと判定されたときは、ステップ216で送りモード設
定領域323のフラグがリセットされ送りモードは研削
送りモードに設定される。又、ステップ220で050
コードと判定されたときは、ステップ222で工作物モ
ード設定領域324のフラグがリセットされ工作物モー
ドが通常モードに設定される。同様に、ステップ224
で051コードと判定されたときは、ステップ226で
工作物モード設定領域324にフラグがセットされ工作
物モードがカムモードに設定される。 上記のモード設定が完了すると、ステップ230に移行
し、設定された上記のモードに応じた処理が行われる。 ステップ230で読み出しブロックにXコード有りと判
定されると、ステップ232に移行し、モード設定がカ
ムモードで且つ研削送りモード(以下「カム・研削モー
ド」という)であるか否かが判定される。カム・研削モ
ードでない時には、ステップ234で通常の主軸の回転
と同期しないパルス分配が行われる。カム・研削モード
のときには、ステップ236に移行し、最初の001コ
ードであると判定されると、ステップ238に移行し、
NCプロフィルデータを共用RAMであるRAM35の
実行プロフィルデータ領域351に転送する。そして、
ステップ240に移行し、読み出しブロックのFコード
・Rコード等で指定された値に基づいて演算した値をR
AM35の最初に指定される例えば、制御データ領域l
352に転送する。次にステップ242に移行し、RA
M35の制御データ領域として制御データ領域l352
を指定し、実行プロフィルデータ領域351に記憶され
た実行プロフィルデータによるプロフィル回転開始指令
をドライブCPU36に出力する。 そして、ステップ244に移行し、RAM35の制御デ
ータ領域として制御データ領域l352を指定し、その
切り込みデータによる切り込み開始指令をドライブCP
U36に出力し、本プログラムを終了する。 ここで、上述のプログラムの次の実行タイミングにおい
て、ステップ200で切り込み完了信号が無く、ステッ
プ202で制御データ領域に空きが有り、読み出しブロ
ックにGOIコードが有ると、ステップ236の判定に
より、ステップ246に移行し、読み出しブロックのF
コード・Rコード等で指定された値に基づいて演算した
値をRAM35の空き制御データ領域である例えば、制
御データ領域■353に転送する。 そして、更に、次の実行タイミングにおいて、ドライブ
CPU36から1工程において研削完了したという切り
込み完了信号が有ると、ステップ248に移行し、切り
込みに使用していた切り込み完了側の制御データ領域を
空き制御データ領域とするためにクリアする。次にステ
ップ250に移行して、制御データ領域が全て空きとな
っているか否かが判定される。一方の制御データ領域に
次の加工サイクルにおける制御データが記憶されており
、全工程において研削完了していなければ、ステップ2
52に移行し、制御データが記憶されている制御データ
領域を指定し、次の1工程における切り込み開始指令を
ドライブCPU36に出力し、本プログラムを終了する
。 例えば、第6図に示されたNCプログラムでは、ブロッ
クN010のGOOコードにより、砥石車Gは位置25
.0に早送りで位置決めされ、次のブロックNO2Oの
G51コードにより工作物モードがカムモードに設定さ
れるとともに、プロフィルデータが番号P2345で指
定される。次のブロックN030のGOIコードにより
送りモードが研削送りモードに設定され、Xコードの存
在により22.5の位置までカム研削の処理が行われる
。Fコードは主軸1回転当たりの研削量を、Rコードは
主軸の回転に対する研削速度を表している。したがって
、F 0.25  R1,5と指定すれば、砥石車Gは
、1.5M/主軸回転の速度で1主軸回転当たり0.2
5mm研削し総合で2,5o+m研削することになる。 この間の主軸の回転数は10回となる。 実際のカム研削のためのプロフィル回転と切り込みパル
ス重畳とは、メインCPU31からその共通RAMであ
るRAM35に記憶された実行プロフィルデータ領域3
51と制御データ領域工352或いは制御データ領域■
353とのデータに基づき、第5図のフローチャートに
従ってドライブCPU36により実行される。 先ず、ステップ300でメインCPU31からの指令が
有るか否かが判定され、指令が有るとステップ302に
移行し、プロフィル回転開始指令か否かが判定される。 プロフィル回転開始指令でなければ、ステップ304に
移行し、通常の送り制御プログラムが実行され、ステッ
プ300に戻ることになる。 指令がプロフィル回転開始指令であれば、ステップ30
6に移行し、現主軸角度θの初期設定を行う。次にステ
ップ308に移行して、主軸角度θのプロフィルデータ
PD(θ)を読み込み、ステップ310に移行する。 ステップ310では、メインCPU31から制御データ
領域が指定され、切り込み開始指令が出力されており、
その主軸角度θのプロフィルデータPD(θ)に切り込
み指令が有るか否かが判定される。切り込み指令が有る
場合には、ステップ312に移行し、プロフィルデータ
PD(θ)にその主軸角度θでの切り込み量を重畳して
パルス分配回路37に出力する。そして、切り込み指令
が無い場合には、ステップ314に移行し、プロフィル
データPD(θ)のみをパルス分配回路37に出力する
。 次にステップ316に移行して、指令された1工程にお
ける切り込みが完了したか否かが判定される。切り込み
が完了している場合には、ステップ318に移行し、切
り込み完了信号をメインCPU31に出力した後、ステ
ップ320に移行する。切り込みが完了していない場合
には、そのままステップ320に移行し、プロフィル回
転停止指令が有るか否かが判定される。プロフィル回転
停止指令が無い場合には、ステップ322に移行し、主
軸角度θを例えば0.5゛加算した値に更新する。次に
ステップ324に移行して、パルス分配回路37におけ
る前回データによるパルス分配が完了するのを待って、
上述のステップ308に戻り以下ステップ308〜32
4を繰り返す。 そして、一連の加工サイクルにおける研削が終了し、ス
テップ320でメインCPU31からRAM35の制御
データ領域工352或いは制御データ領域■353に記
憶された制御データが全てクリアされて制御データが無
いことによりプロフィル回転停止指令が出力されており
、プロフィル回転停止指令が有りと判定されると、ステ
ップ326に移行し、パルス分配回路37への出力を停
止することによりプロフィル回転が停止され、本プログ
ラムを終了する。 尚、メインCPU31にて実行される第4図のプログラ
ムにおいて、プロフィル回転指令手段はステップ242
.254により達成され、切り込み指令手段はステップ
244.252により達成される。 又、ドライブCPU36にて実行される第5図のプログ
ラムにおいて、プロフィル回転制御手段及び切り込み制
御手段はステップ306〜326により達成される。 第7図のタイムチャートは数値制御装置30のメインC
PU31とドライブCPU36とに右ける上述のプログ
ラムの実行タイミングを示している。 メインCPU31によりRAM32からRAM35への
最初のデータ演算転送として、実行プロフィルデータ領
域351に例えば、0.5°毎に360°分のプロフィ
ルデータと制御データ領域l352に最初のブロックの
制御データとの書き込みが実行される。そして、プロフ
ィル回転開始指令が出力されると、ドライブCPU36
はパルス分配回路37にプロフィルデータに基づいて出
力し、主軸と工具送り軸とのプロフィル回転を開始させ
る。次に、メインCPU31から制御データ領域を指定
した切り込み開始指令が出力されると、ドライブCPU
36はその制御データ領域に記憶された制御データに基
づき、プロフィル回転に切り込み量を重畳して、パルス
分配回路37に出力する。そして、ドライブCPU36
とパルス分配回路37とにより各サーボモータ!4.1
6.23がそれぞれのドライブユニッ)51.52.5
3を介して駆動される。各サーボモータ14,16゜2
3が駆動されている間に、メインCPU31は加工サイ
クルにおける次のデータ演算転送として、制御データ領
域■353に次のブロックの制御データの書き込みが実
行される。このようにして、ドライブCPU36から切
り込み完了信号がメインCPU31に出力され、次の加
工サイクルに対するCPU31からの切り込み開始指令
が出力される以前に次のデータ演算転送が行われる。 従って、本発明の数値制御研削盤においては、第6図の
NCプログラムに基づき、第8図に示したように、早送
り前進、粗研、精研、機器、スノ<−クアウト及び早送
り後退等から成る複数の工程を制御するNCプログラム
の各ブロックが連続して指令されることにより、各工程
における切り込み量、プロフィル回転及び切り込み状態
が進行し研削が実行され、最後にメインCPU31から
プロフィル回転停止指令が出力され、ドライブCPU3
6によるプロフィル回転停止として、パルス分配回路3
7への出力を停止して一連の加工サイクルに基づく全工
程を終了することになる。 即ち、この研削の途中ではプロフィル回転の停止は一瞬
もなく、常に、主軸と工具送り軸とは同期して回転を続
け、切り込みパルスだけがプロフィル回転に重畳され、
一連の加工サイクルが実行されることになる。
【発明の効果】
本発明は、プロフィル回転指令手段によりプロフィル回
転開始指令が与えられた後、プロフィル回転停止指令が
与えられるまでプロフィル回転をし続けるように主軸と
工具送り軸とをプロフィルデータに基づいて制御するプ
ロフィル回転制御手段と、プロフィル回転中に切り込み
指令手段により切り込み指令が与えられた場合には、そ
のプロフィル回転に同期させて上記加工サイクルデータ
の切り込みデータに基づいた切り込み量を重畳して工作
物への切り込み動作を制御する切り込み制御手段とを備
えているので、カム研削等において、プロフィル回転開
始指令により主軸と工具送り軸とはプロフィル創成運転
を開始し、プロフィル回転中に切り込みパルスを重畳す
ることで工作物に対する切り込みを行い、一連の加工サ
イクルに基づく全工程をプロフィル回転の停止なしに連
続して実行し、全工程を終了した段階でプロフィル回転
を停止し、カム研削を終了するので、従来の工程間での
瞬間的なプロフィル回転の停止をなくすことができる。 従って、サーボ系の追従遅れによって生じる指令パルス
の溜まりによる砥石の工作物に対する切り込みが防止さ
れ、数値制御研削盤のカム研削等における工作物の加工
精度を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的な一実施例に係る数値制御研削
盤を示した構成図。第2図は数値制御装置及び自動プロ
グラミング装置の電気的構成を示したブロックダイヤグ
ラム。第3図は同実施例装置においてプロフィルデータ
作成モードに設定された時のフロン)CPU71の処理
手順を示したフローチャート。第4図は同実施例装置に
おいて工作物加工モードに設定され、加工指令償号が操
作盤45から付与された時のメインCPU31の処理手
順を示したフローチャート。第5図は同実施例装置にお
けるドライブCPU36の処理手順を示したフローチャ
ート。第6図はNCプログラムの一例を示した説明図。 第7図は同実施例装置におけるメインCPU31とドラ
イブCPU36との実行タイミングを示したタイムチャ
ート。第8図は同実施例装置で第6図のNCプログラム
に基づき研削を行った場合の各工程における切り込み量
とプロフィル回転及び切り込み状態を説明したタイムチ
ャート。第9図は第8図に対応した従来のタイムチャー
トである。 10 ベツド 11°テーブル 13・・・・主軸14
.16.23  サーボモータ 15 ゛心神台0 工
具台 30 数値制御装置 〇−自動プログラミング装置 砥石車(工具) 工作物(非真円形工作物)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 非真円形工作物の仕上げ形状に沿って主軸と工具送り軸
    との回転を同期させ、主軸と工具送り軸とをプロフィル
    創成運動させるプロフィル回転のためのプロフィルデー
    タと、工具の早送り前進、切り込み、早送り後退等の工
    程から成る加工サイクルを制御する加工サイクルデータ
    とに基づき、前記非真円形工作物を加工する数値制御研
    削盤において、 一連の加工サイクルの最初にプロフィル回転開始指令を
    与え、一連の加工サイクルの最後にプロフィル回転停止
    指令を与えるプロフィル回転指令手段と、 前記加工サイクルデータに基づき、切り込みの指令され
    た各工程毎に切り込み指令を与える切り込み指令手段と
    、 前記プロフィル回転指令手段によりプロフィル回転開始
    指令が与えられた後、プロフィル回転停止指令が与えら
    れるまで前記プロフィル回転をし続けるように主軸と工
    具送り軸とを前記プロフィルデータに基づいて制御する
    プロフィル回転制御手段と、 前記プロフィル回転中に前記切り込み指令手段により切
    り込み指令が与えられた場合には、前記プロフィル回転
    に同期させて前記加工サイクルデータの切り込みデータ
    に基づいた切り込み量を重畳して前記非真円形工作物へ
    の切り込み動作を制御する切り込み制御手段と を備えたことを特徴とする数値制御研削盤。
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