JPH06110535A - 非真円形工作物加工用数値制御装置 - Google Patents

非真円形工作物加工用数値制御装置

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JPH06110535A
JPH06110535A JP28100992A JP28100992A JPH06110535A JP H06110535 A JPH06110535 A JP H06110535A JP 28100992 A JP28100992 A JP 28100992A JP 28100992 A JP28100992 A JP 28100992A JP H06110535 A JPH06110535 A JP H06110535A
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JP
Japan
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data
series data
spindle
coordinate
tool feed
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JP28100992A
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English (en)
Inventor
Takao Yoneda
孝夫 米田
Tomoya Kato
友也 加藤
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】非真円形工作物の加工において、工作物及び工
具の振動を除去して、工作物の加工精度を向上させるこ
と。 【構成】プロフィルデータから工具送り軸座標の時間に
関する特性を規定した時系列データ(b) を求め、その時
系列データをディジタルフィルタ(c) によりフィルタリ
ングして、周波数領域において、機械の固有振動周波数
を含む所定周波数帯域の成分を低減させた工具送り軸座
標の補正時系列データ(d) を求め、その補正時系列デー
タと主軸座標の時間特性(f) に基づいて、工具送り軸及
び主軸を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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」ともいう。)を加工制御する
数値制御装置に関する。特に、主軸回転に同期した工具
の進退運動に基づく振動による加工精度の低下を防止し
た装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来、数値制御装置により主軸軸線に垂直
な方向の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加工する方法が知られている。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、
すなわ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。
【0003】一方、工作物を研削加工するためには、プ
ロフィルデータの他に砥石車の送り、切り込み、後退等
の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主軸の回転と砥石車の送りとが数
値制御されて加工される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、工具が砥石
車のような重量物の場合には、工具を主軸回転に同期し
て進退運動させるために、研削盤に振動を生じる。この
振動の周波数が研削盤の固有振動周波数に一致すると共
振を生じ、工作物や砥石車が振動して加工精度を低下さ
せるという問題がある。
【0005】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、非真円
形工作物の加工において、工作物及び工具の振動を除去
して、工作物の加工精度を向上させることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの発明の構成は、主軸座標と工具送り軸座標との関係
を規定したプロフィルデータに基づき非真円形工作物の
加工を制御する数値制御装置において、プロフィルデー
タから工具送り軸座標の時系列データを求める時系列デ
ータ演算手段と、工具送り軸座標の時系列データを入力
して、周波数領域において機械の固有振動周波数を含む
所定の周波数帯域の成分の低減された時系列データを補
正時系列データとして出力するデジィタルフィルタと、
工具送り軸座標の補正時系列データと主軸座標の時間に
関する変化特性とに基づいて工具送り軸及び主軸を制御
する軸制御手段とを設けたことである。
【0007】
【作用】主軸座標と工具送り軸座標との関係を規定した
プロフィルデータから、時間に関する工具送り軸座標を
規定した時系列データが演算される。工具送り軸座標の
時系列データは、デジィタルフィルタに入力する。その
ディジタルフィルタは、周波数領域において、機械の固
有振動周波数を含む所定の周波数帯域の成分を低減させ
て、補正時系列データを出力する。この工具送り軸座標
の補正時系列データと主軸座標の時間に関する変化特性
とに基づいて工具送り軸と主軸が制御されて非真円形工
作物の加工が行われる。
【0008】
【発明の効果】本発明では、ディデタルフィルタによ
り、工具送り軸座標の時系列データは、周波数領域にお
いて、機械の固有振動周波数を含む所定周波数帯域の周
波数成分が低減された補正時系列データに変換される。
従って、主軸回転に同期した工具送り軸の進退運動によ
る機械の固有振動が抑制され、この結果、工作物の加工
精度が向上する。
【0009】
【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。図1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ッドで、このベッド10上に
はテーブル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。また、テーブル11上の右端
には心押台15が載置され、心押台15のセンタ16と
主軸13のセンタ17とによってカムから成る工作物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1
3の回転位相に一致している。
【0010】ベッド10の後方には工具送り軸(X軸)
に沿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20は、図略の送り螺子を介し
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。
【0011】ドライブユニット40、41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23、14を駆動する回路である。それぞれのサーボ
モータ23、14にはパルスジェネレータ52、50と
速度ジェネレータ53、51が結合されており、それら
の出力は各ドライブユニット40、41に帰還され速度
と位置のフィードバック制御が行われている。
【0012】数値制御装置30は主としてサーボモータ
23、14の回転を数値制御して、工作物Wの研削加工
を制御する装置である。その数値制御装置30には、プ
ロフィルデータ、加工サイクルデータ等を入力するテー
プリーダ42と制御データ等の入力を行うキーボード4
3と各種の情報を表示するCRT表示装置44が接続さ
れている。
【0013】数値制御装置30は図2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RA
M32と入出力インタフェース34とで主として構成さ
れている。RAM32上にはNCデータを記憶するNC
データ領域321と、工作物Wの仕上げ形状から決定さ
れるプロフィルデータを記憶するプロフィルデータ領域
322と、プロフィルデータを分解して得られた主軸座
標の時系列データを記憶する主軸座標時系列データ領域
323と、工具送り軸座標の時系列データを記憶する工
具送り軸座標時系列データ領域324と、ディジタルフ
ィルタの特性を記憶したディジタルフィルタ特性領域3
25と、ディジタルフィルタにより処理された工具送り
軸座標の補正時系列データを記憶する補正時系列データ
領域326とが形成されている。
【0014】数値制御装置30はその他サーボモータ2
3、14の駆動系として、ドライブCPU36とRAM
35とパルス分配回路37が設けられている。RAM3
5はメインCPU31から砥石車Gの位置決めデータを
入力する記憶装置である。ドライブCPU36は主軸1
3と工具送り軸を数値制御して、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、移動指令パルスを各ドライブ
ユニット40、41に出力する回路である。
【0015】次に、本装置の作動についてCPU31に
よる処理手順を示した図3のフローチャート及びその処
理手順を模式的に示した図4に従って説明する。ステッ
プ100において、RAM32のプロフィルデータ領域
322からプロフィルデータX=R(C)が読み出され、その
プロフィルデータは主軸座標の時系列データC(t)と工具
送り軸座標の時系列データX(t)とに分解される。プロフ
ィルデータは主軸座標(回転角)C と工具送り軸座標X
との対応関係を定めたデータである。例えば、主軸座標
( 回転角) 0.5度毎に工具送り軸座標が与えられてい
る。
【0016】プロフィルデータX=R(C)は連続線で表す
と、図4(a)に示すグラフとなる。このプロフィルデ
ータによる形状と指令された回転速度とから主軸座標と
回転速度との関係が図4(e)に示すように求められ
る。例えば、図4(a)に示すグラフにおいて、主軸座
標C に対する工具送り座標X の変化率の大きな領域で
は、主軸の回転速度が低く、その他の領域では指令速度
とするような主軸座標に対する主軸速度の関係を規定し
た主軸の速度特定が得られる。次に、主軸の速度特性か
ら、図4(f)に示すように、主軸座標の時間に関する
関数である時系列データC(t)が演算される。そして、図
4(a)に示すプロフィルデータと図4(f)に示す主
軸座標の時系列データC(t)とから、工具送り軸座標の時
間に関する関数である図4(b)に示すような工具送り
軸座標の時系列データX(t)が演算される。上記の演算に
おいて、プロフィルデータは離散的に与えられているの
で、必要なデータは補間演算により求められる。
【0017】次に、ステップ102において、工具送り
軸座標の時系列データX(t)はディジタルフィルタにより
処理される。このディジタルフィルタの周波数特性A
(ω) は、図4(c)に示すように、機械の固有振動周
波数を含む周波数帯域Dの利得が他の領域の利得よも数
%低下した関数である。具体例で言えば、機械の固有振
動周波数は100Hz、周波数帯域Dの幅は30Hz、周波
数帯域Dでの利得は0.95、他の領域の利得は1であ
る。
【0018】この図4(c)に示す周波数特性のディジ
タルフィルタは図5に示すように構成されている。即
ち、増幅器V1,V2,V3 …Vn と遅延回路R1,R2 …R
n と加算回路C1,C2 …Cn とで構成されている。工具
送り軸座標の時系列データX(t)は、周期Tの時系列デー
タとして与えられているので、整数iに対してt=iTであ
る。増幅器の利得はh(kT) であり、第j段目の遅延回路
の出力はX(iT-jT)で与えられる。よって、このディジタ
ルフィルタの出力である補正時系列データS(iT)は、
【0019】
【数1】S(iT)=Σh(kT)・X(iT-kT) ( Σはk に対し
て、k=0 〜N-1) また、ディジルフィルタの増幅器の利得h(kT) は、図4
(c)に示すフィルタの周波数特性に基づいて決定され
る。即ち、図4(c)に示す周波数特性のフィルタに対
するインパルスレスポンスにより求めることができる。
即ち、
【0020】
【数2】h(kT)=2fcsin(r(k))・T/r(k) 但し、
【数3】r(k)=2πfc(k-(N-1)/2)・T である。
【0021】この補正工具送り軸座標の補正時系列デー
タS(t)は、RAM32の補正時系列データ領域326に
記憶される。
【0022】次に、ステップ104において、工具送り
軸座標の補正時系列データS(t)及び主軸座標の時系列デ
ータC(t)は、時間領域で平滑化される。そして、ステッ
プ106において、平滑化された補正時系列データS(t)
及び主軸座標の時系列データC(t)に基づいて、パルス数
で表した工具送り軸及び主軸の移動量に変換された後、
パルス分配される。
【0023】このように、工具送り軸座標の時系列デー
タS(t)においては、機械の固有振動周波数を含む帯域の
周波数成分が抑制されている。この結果、この補正時系
列データS(t)に従って工具送り軸を制御した場合には、
機械の振動が抑制される。従って、工作物や工具の振動
が抑制されるため、工作物の加工精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかる数値制御装置により制
御される数値制御研削盤の構成図。
【図2】数値制御装置の電気的構成を示したブロックダ
イヤグラム。
【図3】数値制御装置のCPUの処理手順を示したフロ
ーチャート。
【図4】数値制御装置の処理手順を模式的に示した説明
図。
【図5】本実施例のディジタルフィルタの構成を示した
回路図。
【図6】本発明の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
10…ベッド 11…テーブル 13…主軸 14、23…サーボモータ(軸制御手段) 15…心押台 20…工具台 30…数値制御装置 31…CPU(時系列データ演算手段、ディジタルフィ
ルタ、軸制御手段) G…砥石車 W…工作物 ステップ100…時系列データ演算手段 ステップ102…ディジタルフィルタ ステップ106…軸制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/403 D 9064−3H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸座標と工具送り軸座標との関係を規
    定したプロフィルデータに基づき非真円形工作物の加工
    を制御する数値制御装置において、 前記プロフィルデータから工具送り軸座標の時系列デー
    タを求める時系列データ演算手段と、 前記工具送り軸座標の前記時系列データを入力して、周
    波数領域において機械の固有振動周波数を含む所定の周
    波数帯域の成分の低減された時系列データを補正時系列
    データとして出力するデジィタルフィルタと、 前記工具送り軸座標の前記補正時系列データと前記主軸
    座標の時間に関する変化特性とに基づいて前記工具送り
    軸及び前記主軸を制御する軸制御手段とを有する非真円
    形工作物加工用数値制御装置。
JP28100992A 1992-09-24 1992-09-24 非真円形工作物加工用数値制御装置 Pending JPH06110535A (ja)

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JP28100992A JPH06110535A (ja) 1992-09-24 1992-09-24 非真円形工作物加工用数値制御装置

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JP28100992A JPH06110535A (ja) 1992-09-24 1992-09-24 非真円形工作物加工用数値制御装置

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ID=17633013

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JP28100992A Pending JPH06110535A (ja) 1992-09-24 1992-09-24 非真円形工作物加工用数値制御装置

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JP (1) JPH06110535A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937810B2 (en) 2000-12-27 2005-08-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Amplifying optical fiber, optical fiber amplifier and optical transmission system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937810B2 (en) 2000-12-27 2005-08-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Amplifying optical fiber, optical fiber amplifier and optical transmission system

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