JPH05301155A - 非円形ワークの研削加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣ円筒研削盤において、非円形ワークの創
成加工を行う場合に、ワーク１２の回転中心と砥石車１
０の回転中心との心高差による製品誤差を解消する。 【構成】 非円形データ前処理部３０で、ワークの形状
データの角度とリフトの点群を輪郭データに変換して、
主軸４の回転と砥石台２の位置のＸ／Ｃ軸データを作成
し、予め測定したワークの回転中心と砥石車１０の回転
中心とのＹ軸方向の心高差より演算を行い、砥石台の位
置の誤差を求めて、Ｘ／Ｃ軸データを補正し、この補正
Ｘ／Ｃ軸データにより非円形ワークの研削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＮＣ円筒研削盤における
非円形ワークの研削加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、主軸の回転と砥石車を備えた砥石
台の往復運動で、カム又は型抜き用パンチ等の非円形ワ
ークを加工するＮＣ円筒研削盤は、主軸の回転角に対す
る砥石台の移動量（以下Ｘ／Ｃ軸データと呼ぶ）が必要
となる。このＸ／Ｃ軸データは、非円形形状を表す形状
データと、砥石車の直径と、ワークの回転数より算出さ
れる。このＸ／Ｃ軸データの創成運動により研削加工を
行うためのＮＣ装置は、図８のブロック線図に示すよう
な電気的構成が一般に用いられている。サーボシステム
部７０は各軸の制御を行うためのサーボシステムであ
る。ＲＡＭ７２はプログラムや各制御軸に関する変数を
記憶する部分で、ＲＯＭ７３は電源挿入時に読込まれる
軸制御に関するソフトウエアを記憶する部分である。そ
してこれらのデータ処理にはメインプロセッサ７１が使
用される。

【０００３】サーボプロセッサ７４では主としてメイン
プロセッサ７１から与えられた軸移動の指令値を受けて
加減速処理を行い、ドライブユニット７５に移動指令を
与える。ドライブユニット７５では各軸のサーボモータ
を駆動するための電力を供給する。一方非円形データ前
処理部３０は、与えられた非円形形状データから砥石径
とワーク一回転に要する時間を考慮してＸ／Ｃ軸データ
を計算する部分で、ＲＡＭ３７には形状データ記憶部３
１、砥石径記憶部３２、主軸回転記憶部３３及びＸ／Ｃ
軸データ記憶部３４を有しており、プロセッサ５４は、
与えられた角度とリフトの点群を輪郭のデータに変換す
るカムプロフィール演算部５０と、砥石台の位置と主軸
の角度を計算するＸ／Ｃ軸データ演算部５１とで構成さ
れている。この演算されたＸ／Ｃ軸データの創成運動に
より非円形ワークの研削加工を行う場合、砥石車の回転
中心とワークの回転中心のＹ軸方向の高さの差（以下心
高差と呼ぶ）が製品の形状誤差に影響する。そのためＮ
Ｃ円筒研削盤の組立て工程において心高をできるだけ正
確に合わせている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べたＸ／
Ｃ軸データにより非円形ワークの研削加工を行うＮＣ円
筒研削盤は心高差を合わせる作業自体が大変な労力と熟
練を要し、折角苦労して合わせた心高も経年変化によっ
て変わってしまうという厄介な問題を有している。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、心高差により
生ずる誤差を計算して自動補正した補正Ｘ／Ｃ軸データ
により研削加工を行い、心高差による誤差が発生しない
ようにすることのできる研削加工方法を提供しようとす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における非円形ワークの研削加工方法は、非円
形ワークの形状データと砥石径とワーク一回転に要する
時間から主軸の回転角に対する砥石台移動量のＸ／Ｃ軸
データを作成して前記主軸の回転と前記砥石台の往復運
動を制御する非円形ワークの研削加工方法において、予
め前記非円形ワークの回転中心と砥石の回転中心のＹ軸
方向の心高差を測定して記憶し、前記Ｘ／Ｃ軸データで
加工した場合の前記心高差による前記砥石台のＸ軸移動
量の誤差を求めて前記Ｘ／Ｃ軸データを補正した補正Ｘ
／Ｃ軸データを作成し、該補正Ｘ／Ｃ軸データにより主
軸の回転と砥石台の往復運動を制御するものである。

【０００６】

【作用】非円形ワークの形状を表す形状データは、通常
ワーク回転中心から外周までの距離とその距離を表す線
分の角度をワーク一周分について求めたデータで与えら
れる。この形状データを滑らかにつないで得られた形状
の輪郭を求め、求めた輪郭に砥石が接触したときの主軸
の角度と砥石台の位置のデータをＸ／Ｃ軸データとす
る。このＸ／Ｃ軸データは心高差を考慮していないた
め，実際にワーク上に砥石が接触する部分はずれが生じ
て加工した製品に誤差が出る。この誤差を演算により求
めてＸ／Ｃ軸データより差し引いた補正Ｘ／Ｃ軸データ
を作成し、この補正Ｘ／Ｃ軸データにより非円形ワーク
の研削加工を行う。

【０００７】

【実施例】実施例について図１〜図７を参照して説明す
る。図１のＮＣ円筒研削盤のベッド１上後側に、砥石台
２がＸ軸方向に移動可能に載置されており、砥石台２は
ベッド１に固着のＸ軸サーボモータ７によりボールねじ
８を介して移動位置決めされる。砥石台２に砥石軸１４
が回転可能に軸承され、砥石軸１４に砥石車１０が嵌着
されており、砥石車１０は砥石台２上に固着のモータ１
１により回転駆動される。ベッド１上前側にはＺ軸方向
の摺動面が設けられており、この摺動面上にテーブル５
が移動可能に載置されている。テーブル５上に主軸台３
と心押台６が取付位置変更可能にそれぞれ固着されてお
り、主軸台３に主軸４が回転可能に支持され、主軸４は
主軸台３に固着のＣ軸サーボモータ９により回転され
る。主軸４の先端にチャック１３が嵌着され、心押台６
には心押軸が軸方向移動可能に支持されており、この心
押軸に着脱可能に装着されているセンタ１５とチャック
１３によりワーク１２が着脱可能に支持されている。

【０００８】図１のブロック線図部分はＮＣ円筒研削盤
の電気的構成の基本部分を表し、図２はこの基本部分の
内訳を示す。サーボシステム部７０は、各軸の制御を行
うためのサーボシステム、ＲＡＭ７２は加工プログラム
や制御軸に関する変数を記憶しておく部分。ＲＯＭ７３
は電気投入時に読み込まれる軸制御に関するソフトウエ
アを記憶する部分である。そしてこれらのデータ処理に
はメインプロセッサ７１が使用される。サーボプロセッ
サ７４では主にメインプロセッサ７１から与えられた軸
移動の指令値を受けて加減速の処理を行い、ドライブユ
ニット７５に軸移動の指令を与える。ドライブユニット
７５ではＸ軸ドライブユニット７６，Ｃ軸ドライブユニ
ット７７によりＸ軸サーボモータ７及びＣ軸サーボモー
タ９を駆動する電力を供給している。以上は従来のＮＣ
サーボシステムと異なるところはない。

【０００９】更に非円形データ処理部３０は与えられた
非円形形状データから砥石車１０の直径と、ワーク一回
転に要する時間を考慮してＸ／Ｃ軸データを計算し、心
高差を考慮してこれによる誤差を補正した補正Ｘ／Ｃ軸
データを作成する機能を備えている。ＲＡＭ３７は非円
形形状を表す形状データを記憶する形状データ記憶部３
１と、砥石車１０の直径を記憶する砥石径記憶部３２
と、加工時にワーク１２が一回転する時間を記憶する主
軸回転記憶部３３と、ワーク１２と砥石車１０を接触さ
せたときの砥石台２の位置と主軸４の角度であるＸ／Ｃ
軸データを記憶するＸ／Ｃ軸データ記憶部３４と、心高
差を記憶しておく心高差記憶部３５と、心高差を考慮し
て補正したＸ／Ｃ軸データを記憶しておく補正Ｘ／Ｃ軸
データ記憶部３６により構成されている。このうち３１
〜３４までは従来と異なるものではない。

【００１０】プロセッサ５４は与えられた角度とリフト
の点群を輪郭のデータに変換するカムプロフィール演算
部５０と、この輪郭上に砥石車１０を接触させたときの
砥石台２の位置と主軸の角度を計算するＸ／Ｃ軸データ
演算部５１とで構成されており、５０，５１とも従来と
異なるものではない。プロセッサ４４は、Ｘ／Ｃ軸デー
タで加工したときに生ずる心高差による誤差を計算する
誤差演算部４１と、Ｘ／Ｃ軸データを補正する補正Ｘ／
Ｃ軸データ演算部とで構成されている。またキーボード
８０から入力されたデータは入出力インタフェイス８１
を介して非円形データ前処理部３０やサーボシステム部
７０に伝えられる。

【００１１】続いて本実施例の作用を図３のフローチャ
ートに従って説明する。ステップＳ１において、非円形
データを読み込む。この非円形データは通常ワーク１２
の回転中心から外面までの距離とその距離を表す線分の
角度をワーク一周分について求めたデータで与えられ
る。ステップＳ２において形状データを滑らかにつない
で得られた形状の輪郭即ちカムプロフィールを演算によ
り求める。次いでステップＳ３において、輪郭に砥石車
１０が接触したときの主軸４の角度と砥石台２の位置の
データＸ／Ｃ軸データを演算により求め、ステップＳ４
においてこのＸ／Ｃ軸データを記憶する。

【００１２】次いでステップＳ５において、Ｘ／Ｃ軸デ
ータは心高差を考慮していないため、実際にワーク円周
上に砥石が接触する位置はずれており、加工された製品
に誤差が生じる。この誤差を演算により求めて補正した
補正Ｘ／Ｃ軸データを作成し、ステップＳ６において、
この補正Ｘ／Ｃ軸データを記憶する。次にステップＳ５
の、心高差による誤差を算出して補正した補正Ｘ／Ｃ軸
データを求める具体例を図４〜図７の四角形のワーク１
２を例として詳述する。図４はＸ／Ｃ軸データ記憶部３
４に記憶されたＸ／Ｃ軸データに基づいてワーク１２を
砥石車１０に接触させた任意の瞬間を表した図で、図５
〜図７はワーク１２と砥石車１０の接触状態の主軸４の
回転角による変化を表したものである。ここで１０ａは
心高差が無いときの砥石車１０の位置を示しており、こ
の状態の砥石台２の位置と主軸４の角度がＸ／Ｃ軸デー
タにより位置決めされている。この状態の砥石車１０は
工作物の仕上げ形状に正しく接触しているので誤差は生
じない。

【００１３】しかし現実は若干の心高差が必ず存在す
る。１０ｂは砥石軸１４の中心が主軸４の中心よりも低
い場合の砥石車１０の位置を表しており、砥石台２の位
置と主軸４の角度はＸ／Ｃ軸データにより位置決めされ
ているため、心高差δによって砥石車１０はワークの仕
上げ形状に接触されていないため加工誤差εを生じる。
この誤差εは心高差記憶部３５に記憶されている心高差
δと、Ｘ／Ｃ軸データの主軸回転角θから次式により求
めることができる。 ε＝δ・tan （π／４−θ） こうして求められた誤差εをＸ／Ｃ軸データから差し引
いた補正Ｘ／Ｃ軸データを補正Ｘ／Ｃ軸データ演算部に
より求める。尚、本実施例の電気的構成部は必ずしもす
べてＮＣ装置内に組込む必要はなく、別の計算装置を用
いるようにすることもできるのは勿論である。また本発
明は非円形ワークの研削加工に限定されるものではな
く、旋削加工においても砥石径を零として演算を行うこ
とにより、同様の効果が得られるのは勿論である。

【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。心高差より求めた砥石
台移動量の誤差を補正したＸ／Ｃ軸データにより、非円
形ワークの研削加工を行うようにしたので、ワーク回転
中心と砥石回転中心の心高差があっても高精度な加工を
行うことができる。また経年変化により心高差が変わっ
た場合でも、心高差を計測して入力し直すだけで簡単に
補正Ｘ／Ｃ軸データの修正ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の非円形ワーク加工用ＮＣ円筒研削盤
の構成図である。

【図２】本実施例の電気的構成図である。

【図３】本実施例の作用説明用フローの図である。

【図４】Ｘ／Ｃ軸データによる非円形ワーク研削加工中
の主軸台と砥石台の状態を表す作用説明図である。

【図５】ワークと接触する砥石の位置が、心高差により
誤差を生じる状態を示す作用説明図である。

【図６】ワークの角度の変化で誤差の変わる状態を示す
説明図である。

【図７】ワークの角度の変化で誤差の変わる状態を示す
説明図である。

【図８】従来の非円形ワーク加工用ＮＣ円筒研削盤の電
気的構成図である。

【符号の説明】

１ ベッド ２ 砥石台 ３ 主軸台 ４ 主軸 ６ 心押台 ７ Ｘ軸サーボ
モータ ９ Ｃ軸サーボモータ １０ 砥石車 ３４ Ｘ／Ｃ軸データ記憶部 ４１ 誤差演算
部 ４２ 補正Ｘ／Ｃ軸データ演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非円形ワークの形状データと砥石径とワ
   ーク一回転に要する時間から主軸の回転角に対する砥石
   台移動量のＸ／Ｃ軸データを作成して前記主軸の回転と
   前記砥石台の往復運動を制御する非円形ワークの研削加
   工方法において、予め前記非円形ワークの回転中心と砥
   石の回転中心のＹ軸方向の心高差を測定して記憶し、前
   記Ｘ／Ｃ軸データで加工した場合の前記心高差による前
   記砥石台のＸ軸移動量の誤差を求めて前記Ｘ／Ｃ軸デー
   タを補正した補正Ｘ／Ｃ軸データを作成し、該補正Ｘ／
   Ｃ軸データにより主軸の回転と砥石台の往復運動を制御
   することを特徴とする非円形ワークの研削加工方法。