JPH04141367A - 研削データの自動決定方法 - 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、数値制御研削盤における研削データの自動決
定方法に関する。

【従来技術】

従来、数値制御研削盤において、研削速度、工作物回転
速度、研削時間等の研削条件、研削サイクル、研削順序
、砥石修正条件、砥石修正間隔等の研削データを作成す
る装置が知られている。

【発明が解決しようとする課題】

この種の装置では、研削データは、第１４図に示す順序
で決定されていた。 この手順では、研削サイクルが決定された後のステップ
Ｓ１０で、研削サイクルを分割するか否かの判断が作業
者に求められていた。即ち、作業者は研削サイクルによ
って砥石の研削面摩耗度を経験的に予測して各段が仕上
げまで研削可能か否かを判断していた。 又、研削順序が決定された後、ステップ３２０において
、砥石の修正なしに工作物の全段研削が可能か否かを作
業者が経験的に判断し、中間において砥石修正を行うか
否かを指定していた。 更に、砥石の修正なしに全段の研削が可能な場合には、
砥石の修正なしに幾つの工作物が研削可能か、即ち、砥
石修正間隔を作業者が経験的に判断していた。 このように、従来装置では、研削サイクル、研削順序、
研削条件、砥石修正条件という順序で研削データが決定
されていたために、上述したように、途中で、作業者の
判断が必要であり、全研削データの自動決定は不可能で
あった。 本発明は、上記の課題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、工作物データと工具デ
ータとから途中で作業者の判断を仰ぐことなく、研削デ
ータを自動作成することである。

【課題を解決するだめの手段】

本発明は研削データの決定順序に特徴がある。 第１ステツプでは、工作物データと工具データとから研
削サイクルが求められる。 第２ステツプでは、工作物データ及び工具データとから
、各段の研削サイクルにおける各研削モードでの研削条
件が決定される。 第３ステツプでは、各段の研削サイクルと研削条件とに
応じて、研削に伴う砥石の研削面摩耗度を予測し、その
研削面摩耗度と各段の各研削モードでの要求研削面精度
とに基づいて、研削サイクル分割の有無が決定される。 研削サイクル分割とは、砥石修正なしに各段の仕上まで
研削が可能な場合には各段毎に仕上げまで研削する手順
とし、それが不可能な場合には仕上げ前の所定の研削モ
ードに固定して先に他の段の研削を行う研削手順とする
かを示したデータである。 第４ステツプでは、工作物データと研削サイルと研削サ
イクル分割の有無とに応じて、研削順序が決定される。 第５ステツプでは、研削１咀序に沿って工作物を研削す
るとき、研削の進行に伴って予測される砥石の研削面摩
耗度と各段の各研削モードでの要求研削面精度とから工
作物の全段の仕上げが可能か否かが判定され、不可能な
場合には、研削順序における中間砥石修正時期が決定さ
れる。 第６ステツプでは、砥石修正後に研削される各段の要求
研削面精度と工具データとに基づいて、砥石修正条件が
決定される。 第７ステツプでは、工作物の全段の研削が砥石の修正な
しに実行できると判定された場合には、その砥石修正条
件から砥石修正間隔が決定される本発明方法は、上記の
ステップがこの順序で実行される。

【作用】

第３ステツプの研削サイクル分割の有無の決定は、研削
サイクル及び研削条件の決定された後で実行されること
から砥石の研削面摩耗度の予測計算が可能きなるので、
その自動決定が可能となる第５ステツプの中間砥石修正
時期の決定は、研削条件及び研削順序が決定された後に
実行されることから砥石の研削面摩耗度の予測計算が可
能さなるので、研削順序の途中における砥石修正時期の
自動決定が可能となる。 第７ステツプの砥石修正間隔の決定は、中間砥石修正の
有無の決定、研削条件及び砥石修正条件が決定された後
に実行されるので、その自動決定が可能となる。 このようにして、本発明方法では、全研削データの自動
決定が可能となる。

【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。 （１）研削盤の構成 第１図は本発明に係る加工条件自動決定装置を有した数
値制御研削盤の全体の機械的構成を示した構成図である
。 ５０は研削盤であり、その研削盤５０のベツド５１の上
には、そのベツド５１に対して摺動するデープル５２が
設けられている。テーブル５２はテーブル送り用モータ
５３が駆動されることにより図面の左右方向に移動され
る。又、テーブル５２の上には主軸台５４と心押台５６
が配設されており、主軸台５４は主軸５５を有し、心押
台５６は心押軸５７を有している。また、心押台５６に
は回路の砥石修正装置が取付けられている。 工作物Ｗは主軸５５及び心押軸５７によって軸支され、
主軸５５の回転によって回転される。この主軸５５の回
転は主軸台５４に配設された主軸モータ５９によって行
われる。 一方、工作物Ｗを研削する砥石車６０は砥石台６１に設
けられた砥石車駆動モータ６２の駆動軸に軸支されてい
る。又、砥石台６１は砥石台送り用モータ６３によって
図面の垂直方向に移動制御される。 テーブル送り用モータ５３、砥石台送り用モークロ３、
主軸モータ５９、砥石車駆動モータ６２などを駆動制御
するために数値制御装置３０が設けられている。 （２）数値制御装置の構成 数値制御装置３０は主として、第２図に示したように、
ＣＰＵ３　］とＲＯＭ３２とＲＡＭ３３とＩＦ（インタ
フェース）３４とから構成されている。 ＲＡＭ３３にはＮＣプログラムを記憶するＮＣデータ領
域３３１と工作物データを記憶する工作物データ領域３
３２と工具データを記憶する工具データ領域３３３と決
定された研削データを記憶する研削データ領域３３４と
が形成されている。 工作物データは工作物を規定するデータであり、例えば
、面荒さ、寸法公差、仕上げ径、各部寸法、形状、全取
代、材質、定寸研削有無、剛性係数等である。又、工具
データは工具を規定するデータであり、例えば、砥石回
転速度、粒度、先端形状、砥粒の種類等である。又、研
削データは研削条件、研削サイクル、研削サイクル分割
の有無、研削順序、中間砥石修正時期、砥石修正条件、
砥石修正間隔等のデータである。 研削条件は研削状態を定めたものであり、例えば、粗研
時の工作物の回転数（粗研回転数）、精研回転数、機器
回転数、粗研開始径、機器開始径、粗研速度、機器速度
、粗研送り停止時間、機器送り停止時間等である。 研削サイクルは、各研削段毎に、プランジ研削トラバー
ス研削、端面研削、凸Ｒ研削、テーパ研削等の研削方法
や空研、粗研、精研、機器等の研削モードを定めたデー
タである。 研削サイクル分割の有無は、各段毎に仕上げまで研削サ
イクルに従って研削を行う途中で砥石修正のサイクルを
入れるか、即ち、粗研削で研削した後で、精研、機器を
実行する前に、砥石修正サイクルを行うか否かを定めた
データである。 研削順序は、研削段の研削順序を定めたデータである。 砥石修正条件は、修正切込量、修正速度等の砥石修正を
行うためのデータである。 砥石修正間隔は修正なしにいくつの工作物が研削できる
かを定めたデータである。 上述のデータを記憶するＲＡＭ３３はバッテリバックア
ップされており、保存されるようになっている。 又、ＲＯＭ３２にはＮＣデータに従って数値制御０ 御研削盤を作動させるための制御プログラムを記憶した
制御プログラム領域３２１と上述した一連の研削データ
を自動決定するだめの自動決定プログラムの記憶された
自動決定プログラム領域３２２とが形成されている。 又、数値制御装置３０にはＩＦ５４を介して操作盤２０
が取り付けられている。その操作盤２０の操作パネル２
１上にはデータの入力を行うキーボード２２とデータの
表示を行うＣＲＴ表示装置２３よが設けられている。 （３）作動 次に、本実施例装置で使用されているＣＰＵ３１の処理
手順を、研削データの自動決定プログラムを示した第３
図のフローチャートに基づいて説明する。 １、工具データ及び工作物データの入力ステップ１００
で、キーボード２２から入力された上記した工具データ
が読み込まれ、ＲＡＭ３３の工具データ領域３３３に記
憶される。 次にステップ１０２において、工作物データが入力され
る。工作物の形状は、第４図に示すように、ＣＲＴ２３
１において表示された基本形状を選択し、線分の長さを
指定することで全体の形状が生成される。又、材質、研
削箇所の研削寸法（取代）、研削精度、荒・仕上げ等の
工程の指示、定寸研削段の指定等が入力される。 ２、研削サイクルの決定 そして、ステップ１０４においては、第５図に示す詳細
なフローチャートが実行される。この研削サイクルの決
定は、入力されたそれぞれの基本形状毎に行われ、ステ
ップ２００では基本形状が直線であるか判定され、直線
であればステップ２０２に進む。そして、ステップ２０
２に進むと、この直線の基本形状で示された円筒部の取
代がＯであるか否かが判定され、０であればステップ２
０４にて非加工部として研削データ記憶領域に記憶され
る。そして、０でないと判定れれるとステップ２０６に
進んで直線部の寸法が砥石の幅より小さいか否かが判定
され、砥石幅より小さい場合は、第６図の■に示ずプラ
ンジ円筒サイクルが、この直線基本形状で指示された工
作物の部位の加工として記憶される（２０？＞。ステッ
プ２０６で砥石幅より大きいと判定されると、ステップ
２０８で第６図の■のトラバース、円筒サイクルと判定
され記憶される。 前記ステップ２００で基本形状が直線でないと判定され
ると、ステップ２１０に進みＬ形状であるかが判定され
、ここでＬ形状でないとされると、さらにステップ２１
２に進みテーパ形状であるかが判定される。そして、こ
のステップ２１２にてテーパ形状と判定されると、ステ
ップ２１４で第６図の■のテーパサイクルが記憶される
。そして、テーパ形状でもないと判定されると、ステッ
プ２１Ｇで第６図の■に示す凸Ｒサイクルと記憶される
。 前記ステップ２１０でＬ形状と判定されると、さらにス
テップ２１８で端面部取代がＯであるかが判定され、０
であればステップ２０２に進み、０でなければステップ
２２０に進む。ステップ２２０にて０と判定されるとス
テップ２２２に進み０でないと判定されるとステップ２
２４に進んで、それぞれ円弧（Ｒ）があるか判定される
。そして、ステップ２２２にて円弧ありとされるとステ
ップ２２６に進んで第６図の■に示ずＲ材端面プランジ
研削が記憶される。逆に、円弧なしき判定されるとステ
ップ２２８に進み第６図の■の端面プランジサイクルが
記憶される。そして、ステップ２２４で円弧ありきされ
るとステップ２３０に進み、円弧なしとされるとステッ
プ２３２に進んで、それぞれ直線部、即ち、円筒部が砥
石幅より小さいかが判定される。ステップ２３０で砥石
幅より小さいとされるとステップ２２６に進み、大きい
と判定されるとステップ２３１で第６図の■に示すＲ付
端面トラバースサイクルと記憶される。つぎに、ステッ
プ２３２で直線部が砥石幅より小さいと判定されるとス
テップ２２８に進み端面プランジサイクルとされ、大き
いと判定されると、ステップ２３４で第６図の■に示す
端面トラバース研削と記憶される。以上のような処理を
基本形状毎に行って研削サイクルが決定される。 ３、研削条件の決定 研削サイクルが決定されると、ステップ１０６で決定さ
れた研削サイクル毎の研削条件が決定される。この研削
条件の決定は、例えば、第７図に示すようなＲ付トラバ
ース勺イクルでは、上述のステップ１０２の工作物デー
タの入力ステップで入力された、仕上げ径、端面位置、
直線部寸法。 表面あらさ、及び、取代から、粗研開始位置、精研開始
位置、機器開始位置、粗研送り量、粗研回転数、及び、
送り速度等が演算によって求められる。 研削条件としては、粗研回転数、精研回転数。 機器回転数、粗研開始径、精研開始径、機器開始径、粗
研速度、精研速度、微研速度、粗研送り停止、機器送り
停止等である。 このデータの演算は次のようにして行われる。 各研削モード毎の回転数は、ある研削時の砥石の周速に
対して、工作物の周速が要求される工作物の荒さの関数
で予め決定されている。指令された工作物の表面粗さか
ら、工作物の周速が演算され、この工作物の周速と工作
物の直径とにより工作物の回転数が演算される。 各研削モードの研削速度は、砥石車の工作物の１回転当
たりの切込量が寸法公差の関数として予め決定されてい
る。各研削モードの指令された寸法公差から切込量が演
算され、回転数とから研削速度が演算される。 各研削モードの研削開始径は、各研削モード毎に［９の
送り量が設定されており、指令された仕上げ径とこの送
り量との関係により演算される。 送り停止は、定寸研削か否かにより、又、工程を分割し
て研削するか否かにより、送りを停止させる工作物の回
転数が決定される。固定条件から、送り停止回転数が決
定され、回転数を用いて、送り停止時間が演算される。 上記の研削条件は、研削サイクル毎に決定される。即ち
、研削サイクルの種類が異なれば、研削条件も異なる。 例えば、プランジ研削サイクルとトラバース研削サイク
ルと、端面研削サイクルとで、工作物回転数を１００％
、７０％、１１０％と変化させるようにしている。 ４研削サイクル分割有無の決定 ステップ１０６で研削条件が決定されると、ステップ１
０８で研削サイクル分割の有無が判定される。この判定
は、第８図に示すフローチャートにて示される。ステッ
プ３００では取代のデータが所定値以上あるかが判定さ
れ、所定値以下であれば、ステップ３０２でサイクル分
割なしとし、この記憶された研削サイクルを分割せず、
そのままにしておき、取代が所定値以上であれば、ステ
ップ３０／ｌ、３０６にて、それぞれ実研削量Ｖ。 −Ｄ×πｘｔ（］：）：仕上げ径、ｔ：取代）および研
削能率Ｚ＝ＤＸπＸｖ（ｖ：粗研送り速度）を求める。 ＲＯＭ３２には、砥石修正が必要となるまでに砥石が工
作物を研削できる量（許容研削量Ｖ１）と、研削能率の
関係を示すデータが予め記憶されている。ステップ３０
８では、このデータよりステップ３０６にて求められた
研削能率Ｚのときの許容研削量Ｖ、が求められる。そし
て、ステップ３１０で実研削量Ｖ。と許容研削量Ｖ、を
比べて実研削量Ｖ。が大きい吉判定されると、ステップ
３１２にてサイクル分割のデータが、記憶されている研
削サイクルに登録される。さらに、ステップ３１８で、
サイクル分割した部分に砥石修正サイクルを入力すべく
送り停止時間が変更される。次に、ステップ３１０で実
研削量Ｖ。が許容研削ｆｆ１Ｖ、より小さいとされると
、ステップ３１４に進む。ステップ３１４で、設定され
ている表面粗さの要求値が所定値以上と判定されると、
ステップ３１２に進みサイクル分割の処理が行われる。 また、ステップ３１４で、要求値が所定値以下と判定さ
れると、ステップ３１６でサイクル分割なしとされて処
理を終了する。 ５、研削順序の決定 サイクル分割の有無が決定されるとステップ１１０に進
んで研削順序が決定される。この研削順序の決定は第９
図に示されるルールによって判定されて決定される。 第１に定寸研削が指定されである研削段から研削される
。定寸研削でない研削段では、ドラバス研削段、プラン
ジ研削段、凸Ｒ研削段、テーパ研削段の順序で研削され
る。又、定寸研削段が複数ある場合には、寸法公差の大
きい段から順に加工され、寸法公差が同じ研削段が複数
あれば、剛性の無い研削段から順に研削される。尚、全
段が定寸研削の場合には、トラバース研削段、プランジ
研削段、凸Ｒ研削段、テーパ研削段の順序で研削される
。 又、各研削サイクルの種類別での研削順序は、それぞれ
の種類に応じて、剛性のない段から順番又は研削幅の広
い部分から順番に決定される。 ６、中間砥石修正の有無の決定 ステップ１１０で研削順序が決定されると、ステップ１
１２に進む。ここでは工作物の全段を加工する途中で砥
石の修正を行う必要があるかを判定している。この詳細
な処理を第１０図に示したフローチャートに沿って説明
する。 ステップ４００で前記研削順序の決定された研削順序を
抽出し、ステップ４０２，４０４，４０６にで、この研
削順序で、まず１番目の研削サイクルにおける、実研削
ｆｉＶ。（Ｋ）、研削能率Ｚ　（Ｋ）、及びその研削能
率Ｚ　（Ｋ）にて研削していったとキ（７）　許容研削
ｆＪｔＶ、　（Ｋ）　−ａ２／Ｚ　（Ｋ）　ａ、＜ａα
２は工作物の材質によって決定される定数）が求められ
る。そして、ステップ４０８でその段の砥石のダメージ
度り、（Ｋ）　−Ｖｃ（Ｋ）／Ｖａ（Ｋ）が演算され、
その各段のダメージ度は累積されてダメージ度り、（−
ΣＤ、　　（Ｋ））として記憶される。 そして、ステップ４］０でダメージＤ１が１を越えたか
を判定し、越えていなければステップ４１６に進み全段
について処理が終了したかが判定され、処理が終了して
いなければステップ４０２に戻り、以後、研削順序に従
って繰り返されるステップ４０８で砥石ダメージ度Ｄａ
が累積される。 そして、砥石のダメージ度の累桔値Ｄ２が１を越えた時
点でステップ４１２に進む。 ダメージ度Ｄ６が１を越えていれば、ステップ／＋１２
に進んで、越えたと判定されたところの研削手段に中間
砥石修正ありとして記憶される。そして、ステップ４１
４でダメージ度Ｄ６をクリアしてステップ４１６で全段
処理が終了したか判定して、全段終了していなければス
テップ４０２に戻り、全段終了していれば本プログラム
を終了する。 ７、砥石修正条件決定 ステップ１１２で中間砥石修正の有無決定が完了するよ
、ステップ１１４に進み、砥石の修正条件が決定される
。この詳細な説明を第１１図のフローチャートにて説明
する。 ステップ５００では、工作物全段で最も高い表面粗さの
値Ｒｈが工作物データの中から検索される。この表面粗
さの値を一定範囲毎に区分し、各区分毎に、砥石修正粗
の修正工具の砥石に対するトラバース回数、切込量ｉ、
および砥石修正定数Ｓがデープルとして予めＲＡＭ３３
に記憶されている。そして、前記検索にて検索された表
面粗さＲｈに対応するトラバース回数等を前記テーブル
よりステップ５０２，５０４，５０６にて検索する。 ステップ５０８で、第３図のステップ１００にて入力さ
れた工具データから砥石の粒度を読み出す２１〜 。そして、ステップ５１０にて砥石１回転当たりの砥石
修正粗の修正工具の送り量（リード）Ｌが、実験的に求
められた式 より求められ本プログラムを終了する。 ただし、ａ：粒度係数、　ｂ＝リード係数、Ｃ：切込係
数、　α：粒度標準値、 β：リード標準値、　Ｔ：切込標準値、Ａ：表面粗さａ
ｉ準値、　ｍ：材料定数８、砥石修正間隔の決定 ステップ１１４で砥石修正条件が決定されるとステップ
１１６に進み１回当たりの砥石修正で研削可能な工作物
の数が求められ、この数の工作物が加工される毎に砥石
修正サイクルが挿入される。この詳細な説明を第１２図
のフローチャートにて行う。ステップ６００では、工作
物１本を研削する間に砥石修正が行われていないかが判
定され、砥石修正が行われていれば本プログラムを終了
する。そして、砥石修正が行われていないとする＝　２
２　− と、ステップ６０２で各段ｎ毎の実研削量Ｖ。（ｎ）が
求められ、この実研削ｆｉＶ。（ｎ）が累積されて、ｖ
ｃ（−ΣＶｃ（ｎ））とされる。そして、ステップ６０
４で各段の研削能率Ｚ　（ｎ）が求めらる。ステップ６
０６では、そのうち最も大きい研削能率Ｚ　（ｎ）が検
索されてＺとされる。ステップ６０８でこの最も大きい
研削能率Ｚから許容研削量Ｖａが求められる。そして、
ステップ６１０にて許容研削量Ｖ６と工作物１本当りの
実研削量Ｖｃとから１回の砥石修正で研削可能な工作物
の数がＶ＆／■。より求められて本プログラムが終了さ
れ、全ての自動決定が完了する。そして、以上の自動決
定が完了することにより第１３図のようなデータがＲΔ
Ｍ３３（こ８己１意されること（こなる。 以上の手順により研削データの完全な自動決定が可能と
なった。 【発明の効果］ 本発明は、研削サイクル分割の有無の決定の前に研削サ
イクルと研削条件とを決定し、中間砥石修正の有無の決
定の前に研削条件と研削順序とを決定し、砥石修正間隔
の決定の前に砥石修正条件を決定し、その砥石修正条件
の決定前に中間砥石修正の有無を決定するようにしてい
る。 従って、研削サイクルの分割の有無、中間砥石修正の有
無及び修正時期、砥石修正間隔が、それぞれ、自動決定
でき、工具データ及び工作物データを入力するだけで、
全研削データの自動生成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するだめの具体的な実施例に
係る数値制御研削盤の構成を示した機構図、第２図はそ
の数値制御研削盤の数値制御装置の構成を示したブロッ
ク図、第３図、第５図、第８図、第１０図、第１１図、
第１２図はその数値制御装置のＣＰＵの処理手順を示し
たフローチャート、第４図は工作物形状の入力方法を示
した説明図、第６図は工作物形状から研削サイクルを決
定する方法を説明した説明図、第７図は研削サイクルの
一例と研削条件との関係を示した説明図、第９図は研削
順序を決定するルールを示した説明図、第１３図は本実
施例にて決定された項目の一覧表、第１４図は従来の研
削データの決定手順を示したフローチャートである。 ２０　操作盤　２１”操作パネル ２２　キーボード　２３−ＣＲＴ表示装置３０　数値制
御装置　３１−ＣＰ　Ｕ ３２−ＲＯＭ　　３３　　ＲＡＭ　　５０　　研削盤５
１　ベツド　５２　″テーブル ５３　テーブル送り用モータ　５４　主軸台５５　主軸
　５６　心押台　５７　心押軸５９　主軸モータ　６０
　砥石車　６１　砥石台６２　砥石車駆動モータ ６３　砥石台送り用モータ　Ｗ　工作物特許出願人　　
豊田工機株式会社 代　理　人　　弁理士　藤谷　修 第 図 ５ＴＡＲＴ４ｏ。 第 図 １４１３６７（１，５） 第 図 口：ＣＮＣが自動的に行う ＝コニ作業者の操作を伴う

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　工作物の仕上形状、材質、定寸研削等の工作物を規定
   する工作物データと砥石形状や粒度等の工具を規定する
   工具データとから、工作物の各段における空研、粗研、
   精研、微研等の研削モードとプランジ研削、トラバース
   研削、端面研削等の研削方法とから成る研削サイクルを
   決定し、 その後に、前記工作物データ及び前記工具データとから
   、決定された各段の前記研削サイクルにおける前記各研
   削モードの研削速度、研削量、工作物回転速度等の研削
   条件を決定し、 その後に、決定された各段の前記研削サイクルと前記研
   削条件とに応じて、研削の進行に伴う砥石の研削面摩耗
   度を予測し、研削面摩耗度と前記工作物データにおける
   各段の各研削モードでの要求研削面精度とに基づいて、
   砥石修正なしに各段の仕上まで研削が可能か否かを判断
   することで、各段毎に仕上げまで研削する手順とするか
   、仕上げ前の所定の研削モードに固定して、先に他の段
   の研削を行う研削手順とするかを定めた各段の研削サイ
   クル分割の有無を決定し、 その後に、前記工作物データと前記研削サイルと前記研
   削サイクル分割の有無とに応じて研削順序を決定し、 その後に、決定された研削順序に沿って前記工作物を研
   削するとき、研削の進行に伴って予測される前記砥石の
   研削面摩耗度と各段の各研削モードでの要求研削面精度
   とから前記工作物の全段の仕上げが可能か否かを判定し
   、不可能な場合には、研削順序における中間砥石修正時
   期を決定し、その後に、砥石修正後に研削される各段の
   要求研削面精度と前記工具データとに基づいて、砥石修
   正条件を決定し、 その後に、前記工作物の全段の研削が砥石の修正無に実
   行できると判定された場合には、前記砥石修正条件から
   砥石修正間隔を決定することを特徴とする研削データの
   自動決定方法。