JPH05208350A - 自動テーパ研削方法及び装置 - Google Patents

自動テーパ研削方法及び装置

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JPH05208350A
JPH05208350A JP3714492A JP3714492A JPH05208350A JP H05208350 A JPH05208350 A JP H05208350A JP 3714492 A JP3714492 A JP 3714492A JP 3714492 A JP3714492 A JP 3714492A JP H05208350 A JPH05208350 A JP H05208350A
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Fumitoshi Terasaki
文敏 寺崎
Sadami Kondo
定巳 近藤
Shihou Katsumata
志芳 勝又
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 NC円筒研削盤において、円筒部の研削に引
続きテーパ部の自動研削を可能とする。 【構成】 テーブル旋回中心aからのX・Z軸方向の距
離及びワークWの回転中心からのX軸方向の距離が、正
確に分かっている基準点bをテーブル下台1に設け、砥
石台11に設けたセンサ18による基準点bとワーク端
面のZ軸位置測定値から、テーブル旋回中心に対するワ
ーク座標の関係を求め、更にワーク座標よりテーパの傾
斜角を求めてテーブル2を旋回し、このテーブル旋回に
よるワーク座標の変換座標を求めて、X・Z軸指令値と
し、円筒部研削に引続いてテーパ部の研削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はNC円筒研削盤にて、円
筒部に引続いてテーパ部を自動研削する方法及び装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、NC円筒研削盤はX軸とZ軸の二
つの直交座標を有するため、加工プログラムはワーク形
状をX・Z座標で指令する。従って図13に示すように
ワーク回転中心線上にシフトした加工原点と、取付けら
れたワークのプログラム原点とを一致させることにより
プログラム加工が可能となる。しかしワークWのテーパ
部を研削する場合に、テーブル101をθ度旋回する
と、機上におけるワークの位置が変わり、ワーク回転中
心線が傾いてしまう、このため機械の座標系とワークの
座標系が一致せず加工プログラムの使用が不可能とな
る。従ってテーブル旋回により研削点の座標がどの点に
移動するかが分からなければNC研削は不可能で、その
ためには先ずテーブル上のワーク位置を正確に決める必
要があるが、実際にはテーブル上における主軸台の取付
位置やセンタの長さによりワークのZ軸位置が変わり、
図14に示すようにテーブル旋回による加工点の移動量
が変わってしまう。仮に主軸台やセンタの長さの固定し
ても図15に示すようにワークのセンタ穴の不揃いによ
ってワークのZ軸位置が変わる。従って従来のNC円筒
研削盤におけるテーパ研削加工は、テーブル旋回後に手
動で砥石をワークに接近させて接触する位置を確認した
のち研削加工を始めているのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた手
動によりテーブル旋回後の研削点の移動位置を探す方法
は、人手間を要し、非能率であるという問題点を有して
いる。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところはテー
パ部研削の際のテーブル旋回によるワーク座標の変換座
標を求めて自動で連続研削することのできる自動研削方
法及び装置を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における自動テーパ研削方法は、テーブル旋回
中心からテーブル又はテーブル下台に設けられた基準点
までのX・Z軸距離A,Bと、前記基準点からワーク回
転中心までのX軸距離Cとを予め求めて記憶し、ワーク
取付時にセンサにより前記基準点とワーク端面のZ軸位
置を計測して前記基準点よりワークのプログラム原点ま
でのZ軸距離Dを求め、前記A,B,C,D及び加工プ
ログラムに含まれたワーク形状データより前記テーブル
旋回中心に対するワーク座標の関係を求め、前記ワーク
座標のテーパ部を表す二つの座標より求めたテーブル旋
回角又は前記加工プログラムに含まれた指令角にテーブ
ルを旋回し、前記テーブルの旋回により移動したあとの
前記二つの座標の変換座標を指令値としてワークのテー
パ部の研削加工を行うものである。
【0005】また自動テーパ研削装置は、テーブル又は
テーブル下台に設けられた基準点のテーブル旋回中心か
らのX・Z軸距離A,Bと、前記基準点からワーク回転
中心までのX軸距離Cとを記憶する手段と、ワーク取付
時に前記基準点及びワーク端面のZ軸位置を測定するセ
ンサと、該センサによる測定値より前記基準点からワー
クのプログラム原点までのZ軸距離Dを求める手段と、
前記A,B,C,D及び加工プログラムに含まれたワー
ク形状データより前記テーブル旋回中心に対するワーク
座標の関係を求める手段と、前記ワーク座標のテーパ部
を表す二つの座標よりテーパの傾斜角を求める手段と、
テーブルを前記傾斜角に自動旋回させる手段と、前記テ
ーブルの旋回により移動したあとの前記二つの座標の変
換座標を求める手段とを含んでなり、変換座標を指令値
としてテーパ部の研削を行うものである。
【0006】
【作用】ワークを両センタ間、あるいは主軸台にセンタ
に代わって装着されたチャックに取付けたあと、砥石台
に設けられたセンサによりテーブル下台の基準点とワー
ク端面のZ軸位置を測定して、テーブル旋回中心に対す
るワーク座標の関係を求め、ワーク座標のうちテーパ部
を表す二つの座標より求めたテーブル旋回角又は加工プ
ログラム中に含まれた指令角にテーブルを旋回し、この
テーブル旋回によって移動するワーク座標の変換座標を
求めてX・Z指令値とし、円筒部の研削に引続きテーパ
部の研削を自動で行う。
【0007】
【実施例】実施例について図1〜図12を参照して説明
する。円筒研削盤のベッド上にテーブル下台1がZ軸方
向移動可能に載置されており、テーブル下台1はベッド
に固着のZ軸モータ7によりボールねじ8を介して駆動
される。ベッド下台1上にテーブル2が旋回中心aのま
わりで旋回可能に載置されており、テーブル2は旋回モ
ータ16によりボールねじ17を介して旋回される。テ
ーブル2上に主軸台3と心押台4が主軸及び心押軸心を
同心にして取付け位置変更可能に固着されており、両方
のセンタ5,6間に円筒部とテーパ部の二つの研削個所
を有するワークWが着脱可能に支持されている。更にテ
ーブル下台1には左後側端面に凸起部1aが設けられて
おり、この凸起部先端の直交点が基準点bに指定されて
いる。そしてこの基準点bのテーブル旋回中心aからの
X軸方向の距離A、Z軸方向の距離B及び基準点bから
ワークWの回転中心までの距離Cの正確な数値が、後に
記述するNC装置9内に記憶されている。
【0008】ベッド後側上には砥石台11がX軸方向移
動可能に載置されており、砥石台11はX軸モータ12
によりボールねじ13を介して駆動され、砥石台11に
回転可能に設けられた砥石軸14に砥石15が嵌着され
ている。更に砥石台11の前端面にはワーク位置検出用
のセンサ18が設けられており、センサ18は計測時の
みX軸方向を向き、他は上向き姿勢で待機するよう図示
しない旋回機構を介して砥石台に取付けられている。
【0009】図2はNC装置9の制御系を表すブロック
線図である。プログラムメモリ21は、MDI又は紙テ
ープ等により入力された加工プログラム等を記憶する部
分。プログラム解釈部22は、プログラムの各指令を必
要部に仕分けて出力する部分。基準点,ワーク端面測定
値記憶部23は、センサ18により測定した基準点bと
ワークWの端面のZ軸位置測定値を記憶する部分。基準
点−プログラム原点Z軸距離算出部24は、基準点bよ
りプログラム原点までのZ軸距離Dを求める部分。基準
点−プログラム原点Z軸距離記憶部25は、求めたDの
値を記憶する部分である。変数設定部41は、機械によ
って決まるテーブル旋回中心aから基準点bまでのX,
Z軸の距離等の値を設定する部分。テーブルプ旋回中心
−基準点のX,Z軸距離記憶部26は、テーブル旋回中
心aから基準点bまでのX軸距離A及びZ軸距離Bを記
憶する部分、基準点−ワーク回転中心X軸距離記憶部2
7は、基準点bからワーク回転中心までのX軸距離Cを
記憶する部分である。テーブル旋回半径値記憶部42
は、テーブル旋回中心aと、テーブル外周上のボールね
じ17によって駆動される支点までの距離Lを記憶する
部分である。
【0010】ワーク形状データ記憶部28は、入力され
た加工プログラムに含まれているワーク形状を表す例え
ば図5に示すようなプログラム上のワーク座標を記憶す
る部分。テーブル旋回角演算部29は、プログラムにお
いてテーパ部を表す二点の直径値d1,2 及びプログラ
ム原点からのZ軸方向の距離F,Gによりテーブル旋回
角θを演算、θ=tan -1{(d1 /2−d2 /2)/
(F−G)}により求める部分。テーブル旋回円弧補間
部31は、プログラム解釈部22からのテーブル旋回指
令で図8に示すようにテーブル旋回機構の旋回半径Lと
旋回角θから演算E=Lsin θより直線移動量Eを求め
て円弧補間を行う部分。テーブル旋回軸制御部32は、
旋回モータ16を回転させる出力を供給する部分であ
る。
【0011】テーブル旋回中心に対するワーク座標の関
係演算及び記憶部33は、テーブル旋回中心aに対する
ワーク座標の関係を求めて記憶する部分で、例えば図5
のようなワークにおいての、機械上でのプログラム原点
の位置(Z0 ,X0 )は、 X0 =XA+(+A)+(−C) Z0 =ZA+(−B)+(−D)となるので、テーパ基
準点(Za,Xa)はXa=X0 +(d1 /2)、Za
=Z0 +Eとなる。テーブル旋回によるワーク座標移動
位置演算部34は、テーブル旋回によってワーク座標が
どの位置に座標変換されたかを求める部分で、その演算
方法は、例えば図11に示すようにテーブル2がθ度旋
回することにより座標Za,XaがZb,Xbに移動す
る場合、先ず数1により角度γを求め、
【数1】 次に数2,数3により移動後の座標Xb,Zbを求め
る。
【数2】
【数3】 但し図11と異なり、XA>Xa,ZA>Zaの時は数
4,数5、
【数4】
【数5】 XA>Xa,Za>ZAの時は数6,数7、
【数6】
【数7】 Xa>XA,Za>ZAの時は数8,数9によりXb,
Zbを求める。
【0012】移動後の変換座標記憶部35は、テーブル
旋回により変わった変換座標を記憶する部分。X軸指令
値変換部36はX軸指令値を変換座標値に変更する部
分、X軸制御部37はX軸モータ12を駆動する出力を
供給する部分である。Z軸指令値変更部38はZ軸指令
値を変換座標値に変更する部分、Z軸制御部35はZ軸
モータ7を駆動する出力を供給する部分である。
【0013】続いて本実施例の作用を図12のフローチ
ャートの順に説明する。ステップS1において、入力さ
れた加工プログラムよりワーク形状を表す例えば図5の
ようなワーク座標を記憶する。ステップS2において、
ワークWを両センタ5,6間に取付ける。ステップS3
において、砥石台11に取付けられたセンサ18によ
り、図6に示すようにテーブル下台の基準点bのZ軸位
置とワークWの鍔部端面のZ軸位置を計測して、ワーク
の機上位置を求め、ステップS4において、図7に示す
ようにテーブル旋回中心に対するワーク座標の関係を求
めて記憶する。ステップS5において、円筒部の研削加
工を行う。ステップS6において円筒研削が終わったか
を確認して、NOの場合はステップS5に戻り、YES
の場合はステップS7において、ワーク座標中の二点
(図5のZa,Xa点とZ1 ,X1 点)よりテーブル旋
回角θを求め、ステップS8において図8に示すように
テーブル2を自動旋回する。 次いでステップS9にお
いて、図9に示すようにテーブル旋回により変換された
座標Zb,Xb及びZ2 ,X2 を求め、ステップS10
において、X・Z指令値を変換座標に変え、ステップS
11において変換座標によりテーパ部の研削加工を行
う。
【0014】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。テーパ部研削時に行うテ
ーブル旋回により移動した先のワーク座標を自動的に算
出してX・Z指令値とし、円筒部に引続いて連続的にテ
ーパ部の研削加工を行うようにしたので、従来不可能と
されていた円筒部とテーパ部の連続自動研削が可能とな
り、NC研削盤の利用価値が拡大される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のNC円筒研削盤の上視図である。
【図2】本実施例のNC装置制御系のブロック線図であ
る。
【図3】テーブル旋回中心と基準点及びワーク位置の関
係を示す図である。
【図4】機械座標系とプログラム座標系の関係を示す図
である。
【図5】ワーク形状を表すワーク座標と機械座標との関
係を表す説明図である。
【図6】テーブル上のワーク位置計測の説明図である。
【図7】テーブル旋回中心とワーク座標の関係を示す説
明図である。
【図8】テーブル旋回時の直線−円弧補間の説明図であ
る。
【図9】テーブル旋回によるワーク座標変換の説明図で
ある。
【図10】変換座標による研削加工を表す図である。
【図11】座標変換式の説明図である。
【図12】本実施例の作用のブロック線図である。
【図13】従来の技術説明用で、テーパ研削加工のため
のテーブル旋回動作を示す図である。
【図14】従来の技術説明用で、同一のテーブル旋回角
において、ワーク取付位置によって移動量が変わる状態
を示す図である。
【図15】従来の技術説明用で、センタ穴の大きさによ
ってワークのZ軸位置が変わる状態を示す図である。
【符号の説明】
1 テーブル下台 2 テーブ
ル 3 主軸台 4 心押台 7 Z軸モータ 9 NC装
置 12 X軸モータ 14 砥石
台 18 センサ a テーブ
ル旋回中心 b 基準点 W 工作物
【数8】
【数9】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NC円筒研削盤で円筒部に続いてテーパ
    部を自動研削加工する方法であって、テーブル旋回中心
    からテーブル又はテーブル下台に設けられた基準点まで
    のX・Z軸距離A,Bと、前記基準点からワーク回転中
    心までのX軸距離Cとを予め求めて記憶し、ワーク取付
    時にセンサにより前記基準点とワーク端面のZ軸位置を
    計測して前記基準点よりワークのプログラム原点までの
    Z軸距離Dを求め、前記A,B,C,D及び加工プログ
    ラムに含まれたワーク形状データより前記テーブル旋回
    中心に対するワーク座標の関係を求め、前記ワーク座標
    のテーパ部を表す二つの座標より求めたテーブル旋回角
    又は前記加工プログラムに含まれた指令角にテーブルを
    旋回し、前記テーブルの旋回により移動したあとの前記
    二つの座標の変換座標を求め、変換座標を指令値として
    テーパ部の研削加工を行うことを特徴とする自動テーパ
    研削方法。
  2. 【請求項2】 NC円筒研削盤で円筒部に続いてテーパ
    部の研削を自動で行う装置であって、テーブル又はテー
    ブル下台に設けられた基準点のテーブル旋回中心からの
    X・Z軸距離A,Bと、前記基準点からワーク回転中心
    までのX軸距離Cとを記憶する手段と、ワーク取付時に
    前記基準点及びワーク端面のZ軸位置を測定するセンサ
    と、該センサの測定値より前記基準点からワークのプロ
    グラム原点までのZ軸距離Dを求める手段と、前記A,
    B,C,D及び加工プログラムに含まれたワーク形状デ
    ータより前記テーブル旋回中心に対するワーク座標の関
    係を求める手段と、前記ワーク座標のテーパ部を表す二
    つの座標よりテーパの傾斜角を求める手段と、前記テー
    ブルを前記傾斜角に自動旋回させる手段と、前記テーブ
    ルの旋回により移動したあとの前記二つの座標の変換座
    標を求める手段とを含んでなり、変換座標を指令値とし
    てテーパ部の研削を行うことを特徴とする自動テーパ研
    削装置。
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