JPH0627322Y2 - 数値制御研削盤 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、カム等の非真円形工作物（以下、単に「工作
物」ともいう。）を研削する数値制御研削盤に関する。

【従来技術】

従来、数値制御装置により主軸軸線に垂直な方向の工作
物テーブルの送りを主軸回転に同期して制御し、主軸軸
線に平行な方向に配置された複数の砥石を用いて内面カ
ム等の工作物を研削する研削盤が知られている。この研
削盤では１つの工作物を主軸に取り付けたままで、工作
物の粗研削や精研削に応じた砥石を自動選択及び自動交
換して、仕上げ研削まで連続的に研削することが行われ
ている。 ところで、上記のカム等の非真円形工作物を加工するに
は、主軸の回転に同期して工作物と砥石との相対的位置
を制御するためのプロフィルデータが必要である。この
プロフィルデータは砥石の研削面と工作物の仕上面との
相対的位置を主軸の単位回転角毎に与えたデータであ
る。 このプロフィルデータは工作物の仕上げ形状を特定した
リフトデータと研削に使用される砥石の砥石径とから演
算される。従って、同一の工作物を加工する場合でも、
砥石が異なればプロフィルデータも異なり、同一の工作
物を同一の砥石で加工する場合にも砥石の修正等により
砥石径が変化すれば、プロフィルデータも再計算する必
要がある。

【考案が解決しようとする課題】

従って、従来の研削盤では、工作物や砥石径毎に多数の
プロフィルデータを予め計算しておき、工作物や砥石が
交換された時や、砥石の砥石径が変化した場合には、そ
の対応するプロフィルデータを選択的に外部の記憶装置
からロードするようにしていた。 このため、極めて多くのプロフィルデータを準備しなけ
ればないないことや、研削盤の操作が煩雑となると共に
段取時間が長くかかるため作業性が悪いという問題があ
った。 本考案は、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、工作物や砥石が自動交
換されたり、砥石径が変化した時にも、直ちに対応する
プロフィルデータによる研削加工の実行を可能とするこ
とにより、作業性を向上すると共に研削盤の自動運転を
可能とすることである。

【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するため、本考案は、第１図に示すよう
に、リフトデータ記憶手段X1と演算砥石径記憶手段X2と
現プロフィルデータ記憶手段X3とプロフィル創成の制御
を行う制御手段X4と次プロフィルデータ記憶手段X5と砥
石径判定手段X6と演算砥石径更新手段X7と現プロフィル
データ更新手段X8と次プロフィルデータ更新手段X9とで
構成される。 ここで、リフトデータ記憶手段X1は、工作物の形状毎の
リフトデータを記憶する手段であり、演算砥石径記憶手
段X2は演算砥石径を各砥石毎に記憶する手段である。
又、現プロフィルデータ記憶手段X3は研削時の工作物と
使用される砥石との組合せに対する現プロフィルデータ
を記憶する手段であり、制御手段X4はＮＣデータの指令
によりその現プロフィルデータを選択して研削加工時の
サーボモータ等の制御を行う手段である。又、次プロフ
ァイルデータ記憶手段X5は砥石径変化に伴い現プロフィ
ルデータに換えて使用される次プロフィルデータを予め
記憶する手段であり、砥石径判定手段X6は砥石の現実の
砥石径が演算砥石径の次の更新値である次演算砥石径を
越えたか否かを判定する手段であり、演算砥石径更新手
段X7は演算砥石径を更新する手段である。又、現プロフ
ィルデータ更新手段X8は、演算砥石径が更新されると
き、その砥石に関係する現プロフィルデータを対応する
次プロフィルデータに書換える手段であり、次プロフィ
ルデータ更新手段X9は制御手段X4による制御と並行し
て、更新された現プロフィルデータに対応する次プロフ
ィルデータを更に新しく更新された演算砥石径に基づい
て演算して以前の次プロフィルデータを書換える手段で
ある。

【作用】

現プロフィルデータ記憶手段X3及び次プロフィルデータ
記憶手段X5には、予め又は初期演算の結果として現プロ
フィルデータと次プロフィルデータとが記憶される。そ
して、制御手段X4は現プロフィルデータ記憶手段X3から
ＮＣデータで指令された現在の研削に使用される現プロ
フィルデータを選択し、その選択された現プロフィルデ
ータに基づいて研削加工を実行する。この時、現プロフ
ィルデータ記憶手段X3には、加工時の工作物と砥石との
全ての組合せに対して、現プロフィルデータが記憶され
ているので、砥石や工作物の自動交換が行われても、対
応する現プロフィルデータを選択するだけで、次の加工
サイクルを直ちに実行することができる。即ち、砥石や
工作物の交換に際し、プロフィルデータをリフトデータ
と交換された砥石の砥石径とから演算する必要がないの
で、プロフィルデータの演算が完了するまで、次の加工
サイクルを待つ必要がない。 次に、研削の進行に伴い、砥石面の修正により砥石径が
減少して行く。すると、砥石径判定手段X6によりプロフ
ィルデータを更新しなければならない程現実の砥石径が
演算砥石径から掛け離れたことが検出されると、演算砥
石径更新手段X7により、対応する砥石の現在の演算砥石
径が更新される。そして、演算砥石径が更新されると、
その砥石に関係する現プロフィルデータは全て対応する
次プロフィルデータに書換えられる。この次プロフィル
データは次プロフィルデータ記憶手段X5に既に記憶され
ているので、次プロフィルデータを現プロフィルデータ
記憶手段X3に転送するだけで良い。転送が完了すれば、
制御手段X4は対応する現プロフィルデータを選択するだ
けで、直ちに、次の加工サイクルを実行することができ
る。即ち、砥石径が変化しても、プロフィルデータをリ
フトデータと更新された演算砥石径とから演算する必要
がないので、プロフィルデータの演算が完了するまで、
次の加工サイクルを待つ必要がない。又、演算砥石径が
更新されると、その砥石に関係する全ての現プロフィル
データが一度に更新されるため、工作物が自動交換され
ても、直ちに、その工作物の研削を実行することができ
る。 又、現プロフィルデータが更新されると、更にそれに対
応する次プロフィルデータが次プロフィルデータ更新手
段X9により更新される。この時、更新された演算砥石径
の次の更新値とリフトデータとからプロフィルデータが
演算されるのであるが、この演算は制御手段X4の処理と
並行して、即ち、研削加工と並行して行われるためプロ
フィルデータの演算による研削待ちが生じないので、効
率のよい研削処理が実行される。 以上の構成及び作用により、工作物や砥石の交換又は砥
石径の変化があっても、直ちに、次の研削サイクルを実
行することができる。

【実施例】

以下、本考案は具体的な実施例に基づいて説明する。第
２図は数値制御研削盤を示した構成図である。１０は数
値制御研削盤のベッドで、このベッド１０上には螺子送
り機構を介してサーボモータ２３により駆動されるテー
ブル１１が主軸軸線に垂直なＸ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。そして、主軸１３にはカムの工作物
Ｋがチャックにより固定されている。 一方、ベッド１０の右方には工作物Ｋ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２
１，２２によって回転駆動される砥石G1,G2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１６に連結され、サーボモータ１６の正逆転
により前進後退される。 一方、テーブル１１の後部には、修正工具６１を有し、
それと砥石G1,G2との相対的位置関係を変化させること
のできる工具修正装置６０が載置されている。修正工具
６１はサーボモータ６３により砥石G1,G2への切込み、
即ちＵ軸方向の送りが制御され、サーボモータ６４によ
り砥石G1,G2の研削面に平行、即ち、Ｗ軸方向の送りが
制御される。 ドライブユニット５０、５１、５２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２
３、１４、１６を駆動する回路である。また、ドライブ
ユニット５３、５４はサーボモータ６３、６４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Ｋの研削加工と砥石G1,G2の修正を制御する
装置である。数値制御装置３０は第３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Ｒ
ＡＭ３２とで主として構成されている。ＲＡＭ３２上に
は加工用ＮＣデータを記憶する加工用ＮＣデータ領域３
２１と砥石修正用ＮＣデータを記憶する修正用ＮＣデー
タ領域３２２と現砥石径の砥石とそれによって研削され
る工作物との組合せに関連した現プロフィルデータを第
６図に示すように記憶する現プロフィルデータ領域３２
３が形成されている。数値制御装置３０はその他サーボ
モータ２３、１４、１６の駆動系として、ドライブＣＰ
ＵＩ３６とＲＡＭ３５とパルス分配回路３７が設けられ
ており、サーボモータ６３、６４の駆動系としてＲＡＭ
３８、ドライブＣＰＵII３９とパルス分配回路４０とが
設けられている。ＲＡＭ３５はメインＣＰＵ３１から砥
石G1,G2、テーブル１１、主軸１３の位置決めデータを
入力する記憶装置である。また、ＲＡＭ３８はメインＣ
ＰＵ３１から修正工具６１の位置決めデータを入力する
記憶装置である。ドライブＣＰＵＩ３６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、移動指令パルスを各ドライブユニット５
０、５１、５２に出力する回路である。一方、ドライブ
ＣＰＵII３９は工具修正に関する制御軸に対し上記の作
用と同様な作用を行う装置である。 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、初期演算時に各リフトデータと各砥石の演算砥
石径から現プロフィルデータを自動作成すると共に、演
算砥石径の次の更新値である次演算砥石径に対する次プ
ロフィルデータを作成してこのデータを記憶し、更に、
砥石径の変化に伴って現プロフィルデータを更新すると
共に、その砥石の更新された演算砥石径の次の更新値を
用いて再度次プロフィルデータを演算して、次プロフィ
ルデータを更新する装置である。 その装置はフロントＣＰＵ７１とＲＡＭ７２と入出力イ
ンタフェース７３とで構成されている。ＲＡＭ７２には
複数の工作物のリフトデータを記憶するリフトデータ領
域７２１と生成した次プロフィルデータを第７図に示す
ように記憶する次プロフィルデータ領域７２２とリフト
データ番号とその番号のリフトデータで使用される砥石
の番号との対応表を第４図に示すように記憶した砥石番
号リフトデータ対応テーブル領域７２３と第５図に示す
ように砥石番号とその砥石の現在の演算砥石径と演算砥
石径を更新する場合の砥石径の判定範囲を定める演算許
容値との対応表を記憶した砥石径データ領域７２４と現
在加工中の砥石の番号を記憶する現砥石番号データ領域
７２５とが形成されている。また、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、
ＮＣデータ等を入力するテープリーダ４２とデータの表
示を行うＣＲＴ表示器４３とデータの入力を行うキーボ
ード４４とが接続されている。 次に作用を説明する。 第９図は自動プログラミング装置７０のフロントＣＰＵ
７１の処理手順を示したフローチャートである。装置の
電源が投入されると、初期演算としてステップ200〜204
が実行される。ステップ200において、砥石番号リフト
データテーブル領域７２３に記憶されている第４図に示
すテーブルからリフトデータ番号と使用砥石番号とが順
に読出され、その砥石番号の現演算砥石径が砥石径デー
タ領域７２４に記憶された第５図に示すテーブルから読
出され、対応するリフトデータがリフトデータ領域７２
１から読出されて、リフトデータと演算砥石径とから現
プロフィルデータが演算される。その現プロフィルデー
タの番号はリフトデータ番号(L1等)を上位桁とし砥石番
号(T1等)を下位桁とするL1T1等で構成される。そして、
全ての現プロフィルデータが演算されと、ステップ２０
２でそのデータは第６図のように現プロフィルデータ領
域３２３に記憶される。又、ステップ２０４では現演算
砥石径と演算許容値とから演算砥石径の次の更新値であ
る次演算砥石径が求められ、その次演算砥石径に対する
次プロフィルデータが現プロフィルデータと同様に演算
され、そのデータは次プロフィルデータ領域７２２に第
７図のように記憶される。次にステップ２０６でメイン
ＣＰＵ３１からのデータ受信があるまで待機される。 一方、この状態において、メインＣＰＵ３１は第８図に
示すプログラムを実行する。 ステップ100ではＮＣデータ領域３２１から１ブロック
のＮＣデータが読み取られ、次のステップ102でそのＮ
Ｃデータがプロフィル創成指令か否かが判定される。プ
ロフィル創成指令の場合には、ステップ104で現プロフ
ィルデータ領域３２３に記憶されている対応する現プロ
フィルデータに従ってプロフィル創成加工が実行され
る。プロフィル創成加工が終了すると、ステップ100へ
戻り次のＮＣデータのブロックが読出され同様な処理が
実行される。砥石交換や工作物交換等が指令されるとス
テップ120でのその他の処理により砥石や工作物の自動
交換が行われ、次にＮＣデータにより加工指令が付与さ
れると、ステップ104で交換後の工作物と砥石との組合
せに対応した現プロフィルデータが選択され、その選択
された現プロフィルデータに沿ってプロフィル創成加工
が実行される。このように、工作物や砥石が自動交換さ
れても直ちに研削加工を実行することが可能となる。 一方、ステップ106でＮＣデータが砥石修正指令と判定
されると、ステップ108へ移行して砥石修正の処理が実
行され、ステップ110で砥石径の変化量が第５図に示す
演算砥石径以下か否かが判定される。許容値以下であれ
ば、ステップ100へ戻り上記の処理が繰り返される。許
容値以下でなければ、ステップ112へ移行して、現砥石
番号を指定して演算砥石径変更コマンドをフロントＣＰ
Ｕ７１へ送信し、ステップ114で現砥石番号に対応した
次プロフィルデータ転送コマンドをフロントＣＰＵ７１
へ送信する。すると、フロントＣＰＵ７１から指令した
次プロフィルデータが送信されてくるので、ステップ11
6でそのデータを受信して対応する現プロフィルデータ
領域３２３の所定領域を書換える。そして、ステップ11
8で現砥石番号に対応する全ての次プロフィルデータを
受信して現プロフィルデータをそのデータで書換えたか
否かが判定され、未完了の場合にはステップ116へ戻り
他の次プロフィルデータの受信と書換えの処理が実行さ
れる。このようにして、現プロフィルデータの更新が行
われると、ステップ100へ戻り、次のＮＣデータブロッ
クが読出され、それにより指令された処理が実行され
る。このように、砥石径が変化しても現プロフィルデー
タを書換えるだけであるので、その処理時間は短く、直
ちに、次の研削サイクルを実行することが可能である。 第９図に戻り、フロントＣＰＵ７１の処理の説明を再開
する。 ステップ206でデータ受信と判定されると、ステップ208
へ移行して受信データが演算砥石径更新コマンドか否か
が判定され、更新コマンドである場合には、ステップ21
0へ移行して第５図に示すテーブルにおいて現砥石番号
に対応する演算砥石径が演算許容値だけ更新されると共
に、現砥石番号データ領域７２５に受信された現砥石番
号が記憶される。そして、ステップ206へ戻り、次に受
信されるコマンドが次プロフィルデータ転送コマンドで
あると、ステップ212の判定結果がYESとなり、指定され
た現砥石番号をデータ番号の下位桁に有する次プロフィ
ルデータが次プロフィルデータデータ領域７２３から読
出され、その読出された次プロフィルデータデータはス
テップ214でメインＣＰＵ３１に送信される。そして、
ステップ216で対応する次プロフィルデータの送信が全
て完了したと判定されるまで、データ送信が繰り返され
る。全データの送信が完了すると、ステップ218で現砥
石番号から第４図の表が検索され、対応するリフト番号
が選択される。そして、ステップ220でそのリフト番号
で特定されるリフトデータがリフトデータ領域７２１か
ら読出され、現砥石番号により第５図の表から現演算砥
石径と演算許容値とが読出され演算砥石径の次の更新値
が演算される。そして、その更新値とリフトデータとか
ら次プロフィルデータが演算され、その次プロフィルデ
ータは対応する次プロフィルデータ領域７２２の所定領
域に書き込まれる。かかる処理が現砥石を使用している
全てのリフトデータに対して実行される。このような処
理により、演算砥石径の更新された砥石に関連する次プ
ロフィルデータは全て更新されることになる。ここで、
ステップ218〜224の次プロフィルデータ更新処理はメイ
ンＣＰＵ３１が研削処理を行っている時に並行して実行
されるため、プロフィルデータの演算が完了するまで、
研削処理を実行できないということはない。

【考案の効果】

本考案は、加工時の工作物と砥石との全ての組合せに対
して、現プロフィルデータを記憶した現プロフィルデー
タ記憶手段を有しているので、砥石や工作物の自動交換
が行われても、対応する現プロフィルデータを選択する
だけで、次の加工サイクルを直ちに実行することができ
る。又、砥石径が変化すると、次プロフィルデータ記憶
手段から対応する次プロフィルデータが読出され、現プ
ロフィルデータをそのデータに書換える現プロフィルデ
ータ更新手段を有しているので、砥石径が変化しても、
現プロフィルデータを選択するだけで、直ちに、次の加
工サイクルを実行することができる。又、現プロフィル
データが更新されると、対応する次プロフィルデータを
さらに新しく演算された次の次プロフィルデータを書換
える次プロフィルデータ更新手段を有しており、その更
新処理は研削加工の処理と並行して行っているので、プ
ロフィルデータの演算による研削待ちが生じることなく
効率のよい研削処理が実行される。以上の効果を有する
ため、工作物や砥石の交換又は砥石径の変化があって
も、直ちに、次の研削サイクルを実行することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の概念を示したブロックダイヤグラム。
第２図は実施例に係る数値制御研削盤を示した構成図。
第３図は数値制御研削盤の電気的構成を示したブロック
ダイヤグラム。第４図、第５図、第６図、第７図は、そ
れぞれ、データファイルの構成を示した説明図。第８図
はメインＣＰＵの処理手順を示したフローチャート。第
９図はフロントＣＰＵの処理手順を示したフローチャー
トである。 １０…ベッド、１１…テーブル、１３…主軸 １４、１６、２３、６３、６４…サーボモータ ２０…工具台、３０…数値制御装置、６０…工具修正装
置、６１…修正工具、G1,G2…砥石 Ｋ…工作物

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非真円形工作物を複数の砥石により自動研
   削する数値制御研削盤において、 複数の非真円形工作物の形状を特定するリフトデータを
   記憶するリフトデータ記憶手段と、 プロフィルデータ作成上の砥石径である演算砥石径を各
   砥石毎に記憶する演算砥石径記憶手段と、 前記リフトデータと前記演算砥石径とから、各リフトデ
   ータとそのリフトデータで使用される全ての砥石との組
   合せに対して演算されたプロフィルデータを現プロフィ
   ルデータとして記憶する現プロフィルデータ記憶手段
   と、 ＮＣデータにより指令された前記現プロフィルデータに
   従ってプロフィル創成の制御を行う制御手段と、 前記リフトデータと前記演算砥石径の次の更新値である
   次演算砥石径とから、各リフトデータとそのリフトデー
   タで使用される全ての砥石との組合せに対して演算され
   たプロフィルデータを次プロフィルデータとして記憶す
   る次プロフィルデータ記憶手段と、 砥石の現実の砥石径が前記次演算砥石径を越えたか否か
   を判定する砥石径判定手段と、 現実の砥石径が前記次演算砥石径を越えた時には、その
   砥石の演算砥石径を前記次演算砥石径に更新する演算砥
   石径更新手段と、 現実の砥石径が前記次演算砥石径を越えた時は、前記次
   プロフィルデータ記憶手段からその砥石に関連する次プ
   ロフィルデータを読出し、前記現プロフィルデータ記憶
   手段に記憶されているその砥石に関連する現プロフィル
   データを読出された次プロフィルデータに書換える現プ
   ロフィルデータ更新手段と、 現プロフィルデータが更新された時は、加工処理と並行
   して、前記次プロフィルデータ記憶手段から読出された
   全ての次プロフィルデータを更新された演算砥石径の次
   の更新値とその砥石に関連する全てのリフトデータとか
   ら演算された次プロフィルデータに書換える次プロフィ
   ルデータ更新手段と を備えたことを特徴とする数値制御研削盤。