JPH0659593B2

JPH0659593B2 - 数値制御研削盤における研削加工シミュレーション方法

Info

Publication number: JPH0659593B2
Application number: JP61125183A
Authority: JP
Inventors: 京一山本
Original assignee: オ−クマ株式会社
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS62282844A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、数値制御(NC)研削盤の表示画面上に、当該研
削盤による研削加工状態を画像表示するNC研削盤におけ
る研削加工シミュレーション方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点）従来、NC研削盤における研削加工シミュレーションは、
CRT表示画面上に被研削物（ワーク）の形状を表示する
と共に、当該ワーク形状上を移動する研削砥石（以下、
単に“砥石”という）上の一点の軌跡、すなわち軌跡線
図を表示するだけであり、任意の曲面形状を有する砥石
の一断面形状（曲線）を移動させてその軌跡を２次元の
面形状で表示するシミュレーション方法は存在しなかっ
た。そのために、従来のシミュレーション方法において
は、砥石による実際の研削加工状態を適確に表示するこ
とはできなかった。

（発明の目的）本発明は上述のような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、任意の曲面形状を有する砥石の一断面形
状（曲面）を移動させてその軌跡を２次元の面形状で表
示することにより、砥石による実際の研削加工状態を適
確に表示できるようにしたNC研削盤における研削加工シ
ミュレーション方法を提供することにある。

（発明の概要）本発明は、数値制御研削盤における研削加工シミュレー
ション方法に関し、任意の形状を有する砥石の基本断面
形状データと、この基本砥石形状をドレッシングするド
レッサデータとにより研削加工用砥石の断面形状データ
を生成し、上記研削加工用砥石の取付け角度データによ
り当該研削加工用砥石の研削部分データを生成すると共
に、ワーク上を順次移動する前記研削加工用砥石の各位
置データ及び上記研削部分データに基づき、前記研削加
工用砥石による上記ワークの被研削部位データを順次生
成し、上記ワーク形状データ、上記研削加工用砥石形状
データ及び上記順次生成される被研削部位データによ
り、表示画面上に上記ワーク形状，上記研削加工用砥石
形状及び上記被研削部位の画像を表示するようにしたも
のである。

（発明の実施例）第１図は、本発明方法を実現するNC研削盤の制御装置の
概略を示すブロック構成図であり、大別すると、砥石形
状のうち実際に研削する部分の形状に関する画像データ
を生成して記憶する研削部分形状データ生成・記憶部１
と、上記記憶された画像データに基づきワークの被研削
部位を、例えばCRT表示画面３に表示する研削加工部位
表示部２とから成っている。以下にその詳細について説
明する。

第１図において、11は、ダイヤモンドドレッサ等により
ドレッシング（目直し）する前の砥石の形状（基本砥石
形状）データを登録しておく基本砥石形状登録部であ
り、12は、上記基本砥石形状の図形データより当該基本
砥石形状の画像データをV-RAM(A)13上に生成（描画）す
る図形データ表示部である。14は、上記砥石をドレッシ
ングするダイヤモンドドレッサのダイヤモンドヘッドの
形状及びその位置等のデータにより、ドレッシングに使
用するドレッサの画像データとV-RAM(A)13上の位置デー
タとを生成するドレッサデータ生成部であり、15は、ア
ングルヘッドにおける砥石角度を登録しておく砥石角度
データ登録部である。また、16は、上記ドレッサデータ
生成部14に生成されたドレッサの画像データと位置デー
タとに従い、V-RAM(A)13上に描画された砥石形状の画像
データに変更を加えたり、又、上記登録された砥石角度
データに基づき、当該砥石形状に回転を加えたり移動さ
せたりした時の新たな砥石形状の画像データを生成する
画像データ制御部である。そして、17は、このようにし
てV-RAM(A)13上に描画された砥石形状から当該砥石によ
る研削部分形状の画像データを転送して、V-RAM(B)20上
に記憶させる研削部分生成部である。以上のような基本
砥石形状登録部11から研削部分生成部17及びV-RAM(B)20
により研削部分形状データ生成・記憶部１が構成されて
いる。

一方、21は図示しないメインCPUにおける関数発生部で
あり、22は、砥石位置データを所定の周期で逐次上記関
数発生部21を介して読取り、順次、砥石位置登録部(A)2
3A及び砥石位置登録部(B)23Bに交互に登録する砥石位置
データ制御部である。また、24は、上記V-RAM(B)20上に
記憶されている研削部分形状の画像データと、上記砥石
位置登録部(A)23A又は砥石位置登録部(B)23Bに登録され
ている砥石位置データとにより、ワークの被研削部位の
画像データをV-RAM(C)25上に描画するV-RAM(C)制御部で
あり、26は、図示しない手段により既にV-RAM(D)27上に
描画されている被研削部位やワーク形状データ等に対し
て、上記V-RAM(C)25に描画されたワークの被研削部位の
画像データを重ね書きさせるV-RAMデータ転送部であ
る。そして、28は、上記V-RAM(A)13に描画された砥石形
状の画像データと、上記V-RAM(D)27に重ね書きされたワ
ークの被研削部位の画像データとにより、当該画像のビ
デオ信号を生成し、CRT表示画面３に描画するビデオ信
号生成部である。以上のようなV-RAM(B)20及び関数発生
部21からビデオ信号生成部28により研削加工部位表示部
２が構成されている。

このような構成のNC研削盤を用いて、第２図に示すよう
に、ワークＷの被研削部位（図示斜線部）を、任意形状
の砥石Ｇにより図示矢印で示す研削工程T1,T2,T3の順に
研削加工する際における本発明の加工シミュレーション
方法について、以下に図面を参照して説明する。

(1)研削部分形状データ生成・記憶方法第３図に示すフローチャート及び第４図(A)〜(D)に示す
概念図を参照して、任意の砥石形状及び当該砥石の研削
部分を画像データとしてV-RAM上に生成（描画）して記
憶する方法について、以下に説明する。

第３図において、まず、図形データ制御部12により、上
記基本砥石形状登録部11に登録されている基本砥石形状
データに基づき、第４図(A)に示すように上記V-RAM(A)1
3上に当該基本砥石形状G0を描画する（ステップS11）。
次に、ドレッサデータ生成部14に生成されている、ドレ
ッシングに使用するドレッサの画像データを、ドレッサ
のV-RAM(A)13上の位置データに基づき画像データ制御部
16により上記V-RAM(A)13に対して位置を変えて転送を繰
返し、V-RAM(A)13上において、第４図(B)に示すように
上記基本砥石形状G0からドレッシングによって取除かれ
るべき部分Gd（図示、べた塗り部）を消去した砥石形状
G1に変更して描画し直す（ステップS12）。また、上記
画像データ制御部16により、上記砥石角度データ登録部
15に登録されているアングルヘッドにおける砥石角度に
基づき、第４図(C)に示すように、上記V-RAM(A)13上に
おいて上記砥石形状G1に回転を加えて当該砥石角度に合
せた新たな砥石形状G2に変更して描画し直す（ステップ
S13）。そして、このようにして生成された砥石形状G2
は、研削部分生成部17により、第４図(D)に示すよう
に、上記V-RAM(A)13から上記V-RAM(B)20に２度転送され
るが、この転送の際に、図示破線で示す如く最初と２度
目とでその描画される位置が所定量だけずれるようにし
てあるので、このずれた部分の形状Gg（図示、べた塗り
部）が研削部分として演算されて、上記V-RAM(B)20上に
記憶される（ステップS14）。以上のような操作によ
り、砥石形状G2及び研削部分GgがそれぞれV-RAM(A)13及
びV-RAM(B)20上に生成されて終了する。

(2)研削加工部分表示方法第５図に示すフローチャートと、第６図(A)〜(C)，第７
図(A)〜(D)及び第８図(A)〜(E)に示す概念図とを参照し
て、砥石の研削部分の画像データを演算してCRT表示画
面上にワークの被研削部位を表示する方法について、以
下に説明する。

第５図において、まず、関数発生部21により一定時間毎
に砥石位置データを読取り、砥石位置データ制御部22に
送る（ステップS21）。ここにおいて、当該砥石の位置
が前回位置に対して移動していなければそのまま当該操
作を終了し、移動していれば（ステップS22）、当該移
動が研削送りでなければ（ステップS23）、上記ステッ
プS21に戻って次の砥石位置データを読取り、上記ステ
ップS23において研削送りであれば、当該砥石位置デー
タを順次、上記砥石位置登録部(A)23A又は砥石位置登録
部(B)23Bのうち、当該時点で古いデータが登録されてい
る砥石位置登録部に、というように交互に登録する（ス
テップS24）。そこで、上記V-RAM(C)制御部24により、
上記砥石位置登録部(A)23A又は砥石位置登録部(B)23Bに
登録された砥石位置データと、上記V-RAM(B)20に記憶さ
れた研削部分形状の画像データとから、上記当該砥石の
移動方向を判定する（ステップS25）。

ここにおいて、上記砥石の移動方向とは、第６図(A)に
示す砥石形状G2の先端部（図示破線で囲む）における研
削部分Ggの形状に沿って、例えば同図(B)に示す矢印MA
及びMBのように予め定義されており、同図(C)に示すよ
うに、当該砥石G2がG3のように回転された際には、その
移動方向MA,MBも同様にMA′，MB′のように回転される
ことになる。

そこで、上記ステップS25において上記砥石の移動方向
がMA及びMBの両方向であれば、後述する“両方向移動画
像データ作成サイクル”を実行し（ステップS26）、MA
又はMBの一方向であれば、後述する“一方向移動画像デ
ータ作成サイクル”を実行して（ステップS27）、上記C
RT表示画面３に表示した後、上記ステップS21に戻って
次の砥石位置データを読取り、上述のような動作を繰返
す。

ここにおいて、上記ステップS26における“両方向移動
画像データ作成サイクル”とは、上記第２図における研
削工程T1のように、砥石Ｇが移動方向MA及びMBの両方向
に移動しながら研削する状態を示すものであり、まず、
第７図(A)に示すように、V-RAM(C)制御部24によりV-RAM
(C)25上に移動前の砥石の研削部分Gg1（図示斜線部）の
画像データを転送する。次に、同図(B)に示すように、V
-RAM(C)25上に生成された上記研削部分Gg1に、移動後の
砥石の研削部分Gg2の画像データを重ね合せ、上記研削
部分Gg1と上記研削部分Gg2とのＥＲ（反一致部分、す
なわち図示斜線部）Ggeを求める。そして、同図(C)に示
すように、上記ＥＲGgeと、上記研削部分Gg2とのAND
（共通部分）、すなわち、被研削部位Ggw（図示斜線
部）を抽出する。すると、この被研削部位Ggwが当該砥
石の移動によるワーク形状の被研削部位となるので、同
図(D)に示すように、V-RAMデータ転送部26により当該被
研削部位Ggwの画像データをV-RAM(D)27に転送し、既に
生成されている被研削部位の画像データに合成する（こ
の例においては、既存の画像データがない場合を示して
いる）。

一方、上記ステップS27における“一方向移動画像デー
タ作成サイクル”とは、上記第２図における研削工程T
2,T3のように、砥石Ｇが移動方向MA又はMBのどちらか一
方向に移動しながら研削する状態を示すものであり、ま
ず、第８図(A)に示すように、V-RAM(C)制御部24によ
り、移動方向MA又はMBに応じて上記研削部分GgをMA方向
研削部分Ggma（図示、右上方から左下方への斜線部）
と、MB方向研削部分Ggmb（図示、左上方から右下方への
斜線部）とに分割する。

そこで、上記第２図における研削工程T2のように、その
移動方向がMA方向の場合、第８図(B)に示すように、V-R
AM(C)25上に移動前の砥石の研削部分Ggma（図示斜線
部）の画像データを転送し、当該研削部分Ggmaに移動後
の砥石の研削部分Ggma′の画像データを重ね合せ、上記
研削部分Ggmaと上記研削部分Ggma′とのＲ（すなわち
図示斜線部）を求め、被研削部位Gga（図示斜線部）を
抽出する。すると、この被研削部位Ggaが当該砥石の移
動によるワーク形状の被研削部位となるので、第８図
(C)に示すように、V-RAMデータ転送部26により当該被研
削部位Ggaの画像データをV-RAM(D)27に転送し、既に生
成されている被研削部位の画像データ（上記研削工程T1
における被研削部位）Ggwに合成する。

また、上記第２図における研削工程T3のように、その移
動方向がMB方向の場合、同様に、第８図(D)に示すよう
に、V-RAM(C)25上に移動前の砥石の研削部分Ggmb（図示
斜線部）の画像データを転送し、当該研削部分Ggmbに移
動後の砥石の研削部分Ggmb′の画像データを重ね合せ、
上記研削部分Ggmbと上記研削部分Ggmb′とのＲ（すな
わち図示斜線部）を求め、被研削部位Ggb（図示斜線
部）を抽出する。すると、この被研削部位Ggbが当該砥
石の移動によるワーク形状の被研削部位となるので、第
第８図(E)に示すように、V-RAMデータ転送部26により当
該被研削部位Ggbの画像データをV-RAM(D)27に転送し、
既に生成されている被研削部位の画像データ（上記研削
工程T1及びT2における被研削部位）Ggw,Ggaに合成す
る。

そこで、以上のような操作を繰返すことにより、CRT表
示画面３上には、第９図に示すようにワーク形状Ｗと、
砥石形状Ｇと、当該砥石ＧによるワークＷの被研削部位
Ggw,Gga,Ggbとが順次表示され、所望する研削加工シミ
ュレーションができることになる。なお、第９図におい
ては、上記ワークＷの被研削部位Ggw,Gga,Ggb（図示、
べた塗り部分）の輝度又は色彩を変化させて強調表示す
ることにより、当該研削加工シミュレーションをより一
層効果的にしている。

（発明の効果）以上のように本発明方法によれば、NC研削盤の表示画面
に、任意の曲面形状を有する砥石の曲面形状を移動させ
てその軌跡を２次元の面形状で表示できることにより、
砥石による実際の研削加工状態を適確に表示できること
になり、実際の研削加工に極めて近い研削加工シミュレ
ーションが実現できるようになる。

また、加工プログラムを実行するに当って、砥石軌跡の
誤りを容易に見い出しうると共に、加工中の加工箇所の
進行程度を認識可能なシミュレーションを行いうる。

さらに、ドレスされた結果の砥石形状によって、正確な
ワーク研削のシミュレーションを行いうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現するNC研削盤の一実施例を示
すブロック構成図、第２図、第４図(A)〜(D)，第６図
(A)〜(C)，第７図(A)〜(D)及び第８図(A)〜(E)は本発明
方法の概念を説明するための図、第３図及び第５図は本
発明方法の動作例を説明するためのフローチャート、第
９図は本発明方法によるCRT表示画面に表示された研削
加工シミュレーションの表示の一例を示す図である。１…研削部分形状データ生成・記憶部、２…研削加工部
位表示部、３…CRT表示画面、11…基本砥石形状登録
部、12…図形データ表示部、13…V-RAM(A)、14…ドレッ
サデータ生成部、15…砥石角度データ登録部、16…画像
データ制御部、17…研削部分生成部、20…V-RAM(B)、21
…関数発生部、22…砥石位置データ制御部、23A，23B…
砥石位置登録部(A)，(B)、24…V-RAM(C)制御部、25…V-
RAM(C)、26…V-RAMデータ転送部、27…V-RAM(D)、28…
ビデオ信号生成部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御研削盤を用いて、任意の形状を有
する砥石の基本断面形状データと、この基本砥石形状を
ドレッシングするドレッサデータとから研削加工用砥石
の断面形状データを生成し、前記研削加工用砥石の取付
け角度データにより当該研削加工用砥石の研削部分デー
タを生成すると共に、ワーク上を順次移動する前記研削
加工用砥石の各位置データ及び前記研削部分データに基
づき、前記研削加工用砥石による前記ワークの被研削部
位データを順次生成し、前記ワーク形状データ、前記研
削加工用砥石形状データ及び前記順次生成される被研削
部位データにより、表面画面上に前記ワーク形状，前記
研削加工用砥石形状及び前記被研削部位の画像を表示す
るようにしたことを特徴とする数値制御研削盤における
研削加工シミュレーション方法。