JPH0698567B2 - Free curved surface processing machine - Google Patents

Free curved surface processing machine

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JPH0698567B2
JPH0698567B2 JP60078703A JP7870385A JPH0698567B2 JP H0698567 B2 JPH0698567 B2 JP H0698567B2 JP 60078703 A JP60078703 A JP 60078703A JP 7870385 A JP7870385 A JP 7870385A JP H0698567 B2 JPH0698567 B2 JP H0698567B2
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JP
Japan
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shape
work
grinding
machining
workpiece
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昌秀 神谷
昭夫 浅井
勝育 外尾
英人 渡辺
昌秋 内海
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は機械加工により所望の三次元自由曲面を実現す
る自由曲面加工機に関し、特にその実現に際して人手を
不用として完全な自動化を達成する自由曲面加工機に関
するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a free-form surface processing machine that realizes a desired three-dimensional free-form surface by machining, and in particular, the freedom to achieve complete automation without manpower. The present invention relates to a curved surface processing machine.

[従来技術] 従来、金型の製作等、三次元自由曲面に高い精度を要す
る機械加工は、熟練者の手作業と勘によって行われてお
り、多くの時間と労力を必要としている。例えば、粗い
型彫りのみを加工機等によって実行した後は、荒仕上げ
を手持グラインダーによって行い、次いで、熟練者の触
覚、視覚に頼って砥石等を用い研削、研磨がなされてい
る。このため、上記手作業の機械化を目的として三次元
自由曲面の研削機が近年開発されるに至っている。この
種の機器は研削作業に内容を定圧自己誘導倣いによって
又は代表的な作業点を倣い教示するティーチングによっ
て知り、所望の作業を達成しようとしているものであっ
て、加工面を定圧で倣いながら移動し、若しくは前もっ
て人手による作業点ティーチングにより加工面の情報入
力を必要としている。
[Prior Art] Conventionally, mechanical processing such as mold making, which requires high accuracy for a three-dimensional free-form surface, is performed by the manual work and intuition of an expert, and requires a lot of time and labor. For example, after performing only rough engraving with a processing machine or the like, rough finishing is performed with a hand-held grinder, and then grinding and polishing are performed using a grindstone or the like depending on the sense of touch and visual sense of an expert. Therefore, in recent years, a three-dimensional free-form curved surface grinder has been developed for the purpose of mechanization of the above-mentioned manual work. This kind of equipment is intended to achieve the desired work by knowing the contents of the grinding work by constant pressure self-guided copying or by teaching teaching by copying a typical work point. However, it is necessary to manually input information on the machined surface by manually teaching the working point.

[発明が解決しようとする問題点] 従って、上記従来の三次元自由曲面の加工には以上のご
とき問題点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] Accordingly, the above-described conventional processing of a three-dimensional free-form surface has the above-mentioned problems.

まず、定圧自己誘導倣いによる研削機は、加工面上を一
定の粗さにすることはできるものの前加工の形状通りに
しか研削できず、最終的には前記熟練者の作業が必要と
なる。すなわち、作業の所要時間をある程度短縮できる
効果に止まるのである。
First, the grinder using the constant pressure self-guided copying can grind the machined surface to a certain degree of roughness, but can grind only according to the shape of the pre-machining, and finally requires the work of the skilled person. That is, the effect is that the time required for the work can be shortened to some extent.

又、ティーチングにより作業内容が教示される研削機に
あっては、人手により作業毎に代表的な作業点を教える
煩雑さがあり多品種少量生産への用途に問題があった。
Further, in a grinder in which the work content is taught by teaching, there is a problem in using it for high-mix low-volume production due to the complexity of manually teaching a typical work point for each work.

更に、上記両者の研削機ともに研削機の自由度が低く、
一つのワークの研削を実行するのに幾度となくワークチ
ャックを行わねばならず、生産性が低く、かつ完全な自
動化が達成できないこと等が挙げられる。
Furthermore, both of the above grinding machines have low degrees of freedom in the grinding machines,
For example, it is necessary to chuck a work piece many times to perform grinding of one work piece, productivity is low, and complete automation cannot be achieved.

すなわち、従来の加工機は全て自由度の低いオープン制
御であり、自由化に対する適用、加工精度等の面より充
分なものではなく、今日のオートメーション化に追従で
きないのである。
In other words, all the conventional processing machines are open controls with a low degree of freedom, are not sufficient in terms of application to the liberalization, processing accuracy, etc., and cannot comply with today's automation.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、一度のワ
ークチャックで三次元自由曲面全てにわたり、迅速かつ
精度良く所望の機械加工を実行することのできる優れた
自由曲面加工機を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an excellent free-form surface processing machine capable of performing desired machining quickly and accurately over all three-dimensional free-form surfaces with one work chuck. It is an object.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、
第1図の基本的構成図に示すごとく、 ワークの目標形状である仕上げ三次元曲面形状を、デー
タに基づき決定して記憶し、前記ワークに対して切削を
行った後に、研削によって形状出しを行なう自由曲面加
工機において、 前記ワークの目標形状を実現するために、所定の加工条
件にて、加工具をワークの任意の位置に移動させるとと
もに、加工具のワークに対する加工量を変更する加工手
段C1と、 該加工手段C1による研削中に、前記ワークの加工範囲で
の相対形状を測定するワーク相対形状測定手段C2と、 該ワーク相対形状測定手段C2によって測定されたワーク
の相対形状と前記ワークの目標形状とを比較して、前記
加工手段C1の加工条件を変更する加工条件変更手段C3
と、 前記加工手段C1によって加工されたワークの絶対形状を
測定するワーク絶対形状測定手段C4と、 該ワーク絶対形状測定手段C4によって測定されたワーク
の絶対形状と前記ワークの目標形状とを比較して、加工
不足量を算出する加工不足量算出手段C5と、 該加工不足量算出手段C5によって算出された加工不足量
が所定値以上の場合は、再加工を行なう再加工制御手段
C6と、 を備えることを特徴とする自由曲面加工機をその要旨と
している。
[Means for Solving Problems] Means configured according to the present invention for solving the above problems are as follows.
As shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, the finish three-dimensional curved surface shape, which is the target shape of the work, is determined based on the data and stored, and after the work is cut, the shape is formed by grinding. In a free-form surface processing machine to be performed, a processing unit that moves a processing tool to an arbitrary position on the work under predetermined processing conditions and changes a processing amount of the processing tool with respect to the work in order to realize the target shape of the work. C1, a workpiece relative shape measuring means C2 for measuring a relative shape of the workpiece in a processing range during grinding by the processing means C1, a relative shape of the workpiece measured by the workpiece relative shape measuring means C2 and the workpiece Processing condition changing means C3 for changing the processing conditions of the processing means C1 by comparing with the target shape of
A workpiece absolute shape measuring means C4 for measuring the absolute shape of the workpiece machined by the machining means C1, and comparing the absolute shape of the workpiece measured by the workpiece absolute shape measuring means C4 with the target shape of the workpiece. And a machining shortage amount calculating means C5 for calculating a machining shortage amount, and a reworking control means for performing reworking when the machining shortage amount calculated by the machining shortage amount calculating means C5 is equal to or more than a predetermined value.
The gist is a free-form surface processing machine that is equipped with C6 and.

[作用] 本発明は、ワークの切削及び研削を行なって、所望の三
次元曲面を有するワークを形成する装置であり、ワーク
の最終的な形状(目標形状)は、例えば公知の各種記憶
素子に記憶されている。
[Operation] The present invention is an apparatus for cutting and grinding a work to form a work having a desired three-dimensional curved surface, and the final shape (target shape) of the work is, for example, a known memory element. Remembered

尚、形状の記憶は通常膨大な情報量となるので、より正
確で、かつ迅速にその記憶を行うために、ワークの形状
を予めCAD(Computer Aided Design)により設計し、そ
のCADデータ(数値データ)を直接ROM等に書き込む等の
のデータの流れを構成することが好ましい。
In addition, since the shape memory usually has a huge amount of information, the shape of the work is designed in advance by CAD (Computer Aided Design) in order to store the shape more accurately and quickly. It is preferable to configure a data flow such as directly writing) to a ROM or the like.

本発明における加工手段C1とは、ワークの形状を変
化させるものであり、従ってワークの任意の位置へその
形状を変化させる加工具を移動させる能力及びその加工
具の稼働を制御する能力を有する。例えばワークの形状
を僅かに加工するのみであるときは、ワークの所定の位
置まで砥石等の加工具を移動させ、かつ砥石等の回転数
や押付圧力等を変化させワークに対する砥石等の稼働を
制御するものが加工手段C1に相当する。
The processing means C1 in the present invention changes the shape of the work, and therefore has the ability to move the processing tool that changes its shape to an arbitrary position on the work and the ability to control the operation of the processing tool. For example, when only slightly machining the shape of the work, move the processing tool such as the grindstone to the predetermined position of the work and change the rotation speed of the grindstone or the pressing pressure to operate the grindstone or the like with respect to the work. What is controlled corresponds to the processing means C1.

また、加工手段C1はワークの任意の位置まで加工具を移
動させる能力を有するものであるから、加工具を保持す
る部分、いわゆるアーム又はヘッド部は三次元の自由度
を有するものである。例えば、加工具を移動させるため
にX軸、Y軸、Z軸及び接触角度制御軸A軸、C軸の5
軸を自由に制御可能な、移動用機構の採用がなされる。
更に、その加工具の実行する加工量を変更するために、
加工具の押付力制御軸の1軸を制御できることが好まし
く、上記移動用の制御軸と組み合わせ6軸加工手段がよ
り好ましい態様である。また、更に上記加工量を変更す
るための手段として、上記保持する加工具そのものを選
択、変更するものであることが好ましい。すなわち、加
工量が粗く大きな時は研削等の専用工具を、加工量が細
かく小さな時は研磨等の専用工具をと選択可能とするの
である。これは例えば、公知のオートマチックツールチ
ェンジーにより構成することが可能である。
Further, since the processing means C1 has the ability to move the processing tool to an arbitrary position on the work, the portion for holding the processing tool, so-called arm or head has three-dimensional freedom. For example, in order to move the processing tool, the X axis, the Y axis, the Z axis, the contact angle control axis A axis, and the C axis 5
A moving mechanism that can freely control the axis is adopted.
Furthermore, in order to change the amount of processing performed by the processing tool,
It is preferable that one axis of the pressing force control axis of the processing tool can be controlled, and a 6-axis processing means in combination with the control axis for movement is a more preferable aspect. Further, it is preferable that the processing tool itself to be held is selected and changed as a means for changing the processing amount. That is, when the machining amount is coarse and large, a dedicated tool such as grinding can be selected, and when the machining amount is small and small, a dedicated tool such as polishing can be selected. This can be constituted, for example, by a known automatic tool change.

ワーク相対形状測定手段C2とは、前記ワークの加工
実行範囲における三次元曲面形状を測定するものであ
る。これは、例えば現在提供されている各種のカメラ等
の形状センサなどの形状認識装置を利用することができ
る。つまり、研削等を実行し、ワーク形状に大きな変化
をもたらす場合には、常にワーク全体の形状を絶対的に
検出する必要がある。従って絶対的形状測定部は必須で
あるが、実際に研削を実行している部分にどれほどの形
状変化が生じているかをリアルタイムで検出し研削用工
具の使用状況等を知る上では、その部分の相対的形状の
変化を検出することで充分である。すなわち、研削用工
具の目詰りや摩耗等で研削能力が低下していることを検
出するためにはリアルタイムでの検出が簡単でかつ有効
である。尚、ワークの形状変化を伴わない単なる面精度
を出すための研磨行程にあっては、検出に時間を要する
絶対的形状検出より、却って簡略的な部分的、相対的な
形状検出を実行する方が作業性向上の面より好ましい。
The workpiece relative shape measuring means C2 measures the three-dimensional curved surface shape in the machining execution range of the workpiece. For this, for example, shape recognition devices such as shape sensors such as various cameras currently provided can be used. That is, when grinding or the like is performed and a large change is caused in the shape of the work, it is always necessary to absolutely detect the shape of the entire work. Therefore, the absolute shape measuring unit is indispensable, but in order to know how much shape change occurs in the part where grinding is actually performed in real time and to know the usage status of the grinding tool, etc. It is sufficient to detect changes in relative shape. That is, real-time detection is simple and effective for detecting that the grinding ability is deteriorated due to clogging or wear of the grinding tool. It should be noted that in the polishing process for producing a simple surface accuracy without changing the shape of the workpiece, rather than performing an absolute shape detection that requires time for detection, a method of performing a simple partial or relative shape detection Is preferable from the viewpoint of improving workability.

加工条件変更手段C3とは、前記ワーク相対形状測定
手段によって測定した加工の状態に応じて前記加工手段
C1による加工の条件を変更するものである。具体的に
は、例えば研削中にリアルタイムに測定した相対形状に
基づいて(例えば研削装置の押圧力等の)研削条件を変
更し、最適な研削状態を常に保つために行なうものであ
る。これによって、例えば研削中に研削工具の目詰まり
や摩耗等で研削能力が低下した場合でも、速やかにその
補償を行なうことができることになる。
The machining condition changing means C3 means the machining means according to the machining state measured by the workpiece relative shape measuring means.
The conditions for processing by C1 are changed. Specifically, for example, the grinding condition is changed (for example, pressing force of the grinding device) based on the relative shape measured in real time during grinding so as to always maintain the optimum grinding state. As a result, even if the grinding ability is lowered due to clogging or wear of the grinding tool during grinding, the compensation can be promptly performed.

ワーク絶対形状測定手段C4とは、前記ワークの絶対
的な三次元曲面形状をワーク全体にわたって測定するも
のである。これは、例えばX,Y,Z方向に自由に移動でき
るヘッドを有し、その先端部に距離センサをもつ三次元
形状測定機などの各種の形状認識装置を利用することが
できる。これは、上述した様に、研削等を実行し、ワー
ク形状に大きな変化を持たらす場合には、常にワーク全
体の形状を絶対的に検出する必要があるからである。
The work absolute shape measuring means C4 measures the absolute three-dimensional curved surface shape of the work over the entire work. For this, for example, various shape recognition devices such as a three-dimensional shape measuring machine having a head that can freely move in the X, Y, and Z directions and having a distance sensor at its tip can be used. This is because, as described above, when the grinding or the like is executed to cause a large change in the shape of the work, it is always necessary to absolutely detect the shape of the whole work.

加工不足量算出手段C5とは、上記ワーク絶対形状測
定手段C4の検出情報とワークの目標形状の情報との比較
を行うものである。これら2つの情報の比較によって仕
上げ形状と実際の形状との差、すなわち現在必要とされ
ている加工不足量が判明するのである。
The machining shortage amount calculation means C5 compares the detection information of the work absolute shape measurement means C4 with the information of the target shape of the work. By comparing these two pieces of information, the difference between the finished shape and the actual shape, that is, the amount of machining shortage currently required is found.

再加工制御手段C6は、上記のごとくして判明した加
工不足量に応じて加工手段C1を制御するものである。つ
まり、必要とされている加工不足量の加工を加工手段C1
に実行させるのである。従って、例えば加工不足量が極
めて大きく、粗いものを必要としているものであれば、
加工手段C1に(大きな加工量を実現できる)目の粗い砥
石やグラインダ等を選択させ、その押付圧を高くかつ回
転数を高くする等の制御信号を送るのである。このよう
に本再加工制御手段C6は、上記した各種手段をより効率
的に稼働させるために適宜その制御量の集中管理を行う
のである。近年のコンピュータ技術の進歩により、再加
工制御手段C6として、このコンピュータを用い、上記各
手段を数値制御すれば、精度、処理速度の面より好まし
い。
The reprocessing control means C6 controls the processing means C1 according to the processing shortage amount found as described above. In other words, the processing amount C1
To execute. Therefore, for example, if the amount of machining shortage is extremely large and a rough product is required,
The processing means C1 is caused to select a coarse grindstone or a grinder (which can realize a large processing amount), and sends a control signal to increase the pressing pressure and the rotation speed. In this way, the present rework control means C6 appropriately performs centralized management of the control amount in order to operate the various means described above more efficiently. Due to the progress of computer technology in recent years, it is preferable in terms of accuracy and processing speed to use this computer as the rework control means C6 and numerically control each of the above means.

以下本発明をより具体的に説明するために実施例を挙げ
て詳述する。
Hereinafter, in order to describe the present invention more specifically, examples will be described in detail.

[実施例] 第2図は実施例の自由曲面加工機をその機能毎に概略的
に示した説明図である。
[Embodiment] FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the free-form surface processing machine of the embodiment for each function.

図2において、1はいわゆる門型の加工機本体で門型の
支柱部3には上下方向(以下Z方向という)に移動可能
な梁材5が架け渡してあり、該梁材5を包むようにヘッ
ド7が設けられている。更に、ヘッド7は、梁材5上を
自由に移動可能で紙面上下方向(以上Y方向という)の
任意の位置に移動できる。また、ワーク9を載せるパレ
ット11は移動テーブル13によって紙面の表裏方向(以
下、X方向という)に移動可能である。以上の各構成機
器により本実施例の自由曲面加工機はX,Y及びZの3軸
自由作動が達成できる。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a so-called gate-type processing machine main body, and a beam 5 movable in the up-and-down direction (hereinafter referred to as the Z direction) is bridged over the gate-shaped support portion 3 so as to wrap the beam 5. A head 7 is provided. Further, the head 7 can freely move on the beam 5 and can move to any position in the vertical direction of the paper (hereinafter referred to as Y direction). Further, the pallet 11 on which the work 9 is placed can be moved by the moving table 13 in the front-back direction of the paper (hereinafter referred to as the X direction). With the above-described components, the free-form surface processing machine of this embodiment can achieve X, Y and Z 3-axis free operation.

また、ヘッド7は梁材5上を右方向に移動して門型の支
柱3の脇に併設されるオートマチックアタッチメントチ
ェンジャー15(以下AACという)に達すると種々の加工
に最も適したアタッチメント17が取り付けられる。同様
にアタッチメント17の保持するツール、例えば砥石、グ
ラインダー等は、アタッチメント17を取り付けたヘッド
7が梁材5上を左方向に移動して支柱3の脇に併設され
るオートマチックツールチェンジャー19(以下ATCとい
う)に達すると自動的に最適のものに交換される。21
は、前記加工機本体と同様に門型の機器でX,Y,Z方向に
自由に移動できるヘッド23を有し、その先端部に距離セ
ンサ25を持つワーク9の形状を三次元的に測定する形状
測定機である。そして、この形状測定機21と加工機本体
1との間は前記した移動テーブル13によってオンライン
で結ばれており、いわゆるオートマチックパレットチェ
ンジャー(以下APCという)を構成している。27及び29
は相互に情報通信を実行しているコンピュータからなる
コントローラで、それぞれ前記した3軸の移動量の制御
やATC19、AAC15及び移動テーブル13の制御を行う。この
コントローラ27及び29は更に外部の機器とも更新を実行
し、該外部の機器と閉ループを構成している。
Further, when the head 7 moves to the right on the beam 5 and reaches an automatic attachment changer 15 (hereinafter referred to as AAC) installed next to the gate-shaped support column 3, the attachment 17 most suitable for various processes is attached. To be Similarly, a tool held by the attachment 17, such as a grindstone or a grinder, is an automatic tool changer 19 (hereinafter referred to as ATC) which is attached to the side of the column 3 by moving the head 7 with the attachment 17 leftward on the beam 5. When it reaches), it will be automatically replaced with the best one. twenty one
Has a head 23 that can move freely in X, Y, and Z directions with a gate-shaped device like the main body of the processing machine, and three-dimensionally measures the shape of the work 9 having a distance sensor 25 at its tip This is a shape measuring machine. The shape measuring machine 21 and the processing machine main body 1 are connected to each other online by the moving table 13 described above, and constitute a so-called automatic pallet changer (hereinafter referred to as APC). 27 and 29
Is a controller composed of computers that mutually perform information communication, and controls the above-mentioned movement amounts of the three axes and controls the ATC 19, AAC 15 and moving table 13, respectively. The controllers 27 and 29 also perform updating with external devices and form a closed loop with the external devices.

上記アタッチメント17の詳細について第3図の説明図に
基づいて説明する。図示のように本実施例では特別な研
削・測定ツール30を有している。この研削・測定ツール
30はアタッチメント17で保持されるが、該アタッチメン
ト17の動作によってワーク9に対する接触角度が自由に
変更される(図中のA軸及びC軸方向への駆動によ
る)。研削・測定ツール30は例として荒取り用砥石31を
を取り付けているところを示している。この研削・測定
ツール30は簡略な形状センサ33をその側壁に有する。こ
れは例えば荒取り用砥石31によるり加工されるワーク9
表面に研削状況を、カメラ等によってとらえることによ
り、あるいはその表面粗度等を測定することにより検出
するものである。また、研削・測定ツール30は高周波モ
ータ37によってそれぞれのツールを所定回転数で回転駆
動するとともに、その高周波モータ37を支えるエアーシ
リンダ39の制御により各ツールのワーク9に対する押付
圧力の調節が可能である。このような特殊な研削・測定
ツール30によりワーク9に対する加工量が微妙に調節可
能となるのである。更に、上記説明した特殊なアタッチ
メント17に限らず、本実施例のAAC15は通常の5軸機が
有する押付圧力の調節機構のないアタッチメントも共有
する。
Details of the attachment 17 will be described with reference to the explanatory view of FIG. As shown, this embodiment has a special grinding / measuring tool 30. This grinding and measuring tool
Although 30 is held by the attachment 17, the contact angle with respect to the work 9 is freely changed by the operation of the attachment 17 (by driving in the A-axis and C-axis directions in the figure). The grinding / measurement tool 30 is shown with a roughing grindstone 31 attached as an example. The grinding and measuring tool 30 has a simple shape sensor 33 on its side wall. This is, for example, a work 9 to be ground by a roughing grinding wheel 31.
The grinding condition on the surface is detected by capturing it with a camera or by measuring the surface roughness. Further, the grinding / measuring tool 30 is capable of rotating each tool by a high-frequency motor 37 at a predetermined number of rotations, and controlling the air cylinder 39 supporting the high-frequency motor 37 to adjust the pressing pressure of each tool against the work 9. is there. With such a special grinding / measuring tool 30, the processing amount for the work 9 can be finely adjusted. Furthermore, the AAC 15 according to the present embodiment is not limited to the special attachment 17 described above, and also has an attachment without a pressing pressure adjusting mechanism that a normal 5-axis machine has.

上記詳述したコントローラ27,29及び各種機器が、どの
ような情報の授受を実行しているかをブロック図的に示
したものが第4図の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing in block diagram what kind of information is exchanged between the controllers 27, 29 and various devices described in detail above.

図から明らかな通り、本実施例の自由曲面加工機はCAD
システムの一部をなすように構成され、2つのコントロ
ーラ27,29はCADの下位に位置付けられる。40はCADと本
自由曲面加工機とを情報の互換性を取り結び付けている
中央監視システムでその直下には中央監視システム40か
らの指令に応じて研削条件を計算する研削条件システム
42、加工機駆動データ計算システム44及び形状測定機21
の動作を司る測定機駆動システム46が設けられている。
As is clear from the figure, the free-form surface processing machine of this embodiment is CAD
Configured to form part of the system, the two controllers 27,29 are subordinate to CAD. Reference numeral 40 is a central monitoring system that links information compatibility between the CAD and this free-form surface processing machine. Directly below that is a grinding condition system that calculates grinding conditions according to commands from the central monitoring system 40.
42, processing machine drive data calculation system 44 and shape measuring machine 21
A measuring machine drive system 46 that controls the operation of

まず加工機側から説明すると、中央監視システム40から
どれだけの研削を実行するべきかという情報を入力する
研削条件計算システム42は予め入力されている種々の研
削相関関係から研削のため条件、例えば押付力F、ツー
ル移動速度V、ワークとの接触角度θ等を決定する。こ
の条件計算の基礎となるツールの動作とそれに対する研
削量との相関関係は、理論的に又は実験的に予め決定さ
れ、上記の研削相関関係として入力されているのであ
る。この研削条件計算システム42での演算結果、また、
中央監視システム40からの出力が研削条件の計算を必要
としない単なる表面研磨であるときには、その出力はそ
のまま加工機駆動データ計算システム44に入力される。
ここで、加工機の駆動をどのように行い、上記各上位機
からの命令に応えるかの計算がなされ、その結果が前述
したコントローラ27へ入力されるのである。形状測定機
側では中央監視システム40からの信号によって測定機駆
動データ計算システム46がコントローラ29に起動を命
じ、与えられたワークの形状を三次元にわたって検出す
る。
First, from the side of the processing machine, the grinding condition calculation system 42 for inputting information on how much grinding should be executed from the central monitoring system 40 is a condition for grinding from various grinding correlations input in advance, for example, The pressing force F, the tool moving speed V, the contact angle θ with the work, and the like are determined. The correlation between the operation of the tool, which is the basis of the condition calculation, and the grinding amount for the operation is determined theoretically or experimentally and is input as the above-mentioned grinding correlation. The calculation result of this grinding condition calculation system 42,
When the output from the central monitoring system 40 is simply surface polishing that does not require calculation of grinding conditions, the output is directly input to the machine tool drive data calculation system 44.
Here, how to drive the processing machine and how to respond to the command from each of the above-mentioned high-level machines is calculated, and the result is input to the controller 27 described above. On the side of the shape measuring machine, the measuring machine drive data calculation system 46 commands the controller 29 to start up in response to a signal from the central monitoring system 40, and detects the shape of the given work in three dimensions.

一方、中央監視システム40側へ向かって伝えられる情報
がある。アタッチメントとして前述の形状センサ33を有
するものを使用するとき、該センサ33からの検出出力は
研削状態判定システム48と研磨状態判定50とへ入力され
る。研削状態判定システム48は前記研削条件計算システ
ム42へその研削状態を示すデータを与え、ここに研削の
ためのフィードハック系が構成される。研磨状態判定シ
ステム50は上位の中央監視システム40へ研磨状態を伝え
るためのものもで、その出力を再研磨指令システム52へ
与える。この再研磨指令システム52によりワーク9の研
磨状態が充分か否か、すなわち再研磨を要するか否かが
判定され、中央監視システム40へその判定結果及び再研
磨を必要としているワーク9の部位の情報を与えるので
ある。
On the other hand, there is information transmitted to the central monitoring system 40 side. When the attachment having the above-described shape sensor 33 is used, the detection output from the sensor 33 is input to the grinding state determination system 48 and the polishing state determination 50. The grinding condition determination system 48 gives data indicating the grinding condition to the grinding condition calculation system 42, and a feed hack system for grinding is configured therein. The polishing state determination system 50 is also for transmitting the polishing state to the host central monitoring system 40, and its output is given to the re-polishing command system 52. This re-polishing command system 52 determines whether or not the polishing state of the work 9 is sufficient, that is, whether or not re-polishing is required. The central monitoring system 40 informs the determination result and the portion of the work 9 that needs re-polishing. Give information.

また、形状測定機21のコントローラ29は該測定機からの
出力、すなわち形状情報を測定データ判定システム54へ
与える。この測定データ判定測定システム54は同時に中
央監視システム40を介してCADのデータ、すなわちワー
ク9の最終形状のデータをも同時に入力しており、これ
ら2つのデータの比較を行い、この結果を再研削指令シ
ステム56へ伝える。そして、この再研削指令システム56
が上記データの比較結果により再研削を必要とするか否
かの判断を下し、その判断及びその判断が下されたワー
ク9の部位のデータ中央監視システム40へ伝達する。
Further, the controller 29 of the shape measuring machine 21 gives the output from the shape measuring machine, that is, the shape information to the measurement data judging system 54. This measurement data determination measurement system 54 simultaneously inputs the CAD data, that is, the data of the final shape of the workpiece 9 through the central monitoring system 40 at the same time, compares these two data, and regrinds the result. Notify the command system 56. And this re-grinding command system 56
Judges whether or not re-grinding is necessary based on the comparison result of the above data, and transmits the judgment to the data central monitoring system 40 of the part of the work 9 on which the judgment is made.

次に、以上の如き構成をとる本実施例の自由曲面加工機
の動作につき説明する。
Next, the operation of the free-form surface processing machine of this embodiment having the above configuration will be described.

例えば、金型を製作するために本実施例の自由曲面加工
機は第5図に示す基本ルーチンに作業を進める。
For example, in order to manufacture a die, the free-form surface processing machine of this embodiment proceeds to the basic routine shown in FIG.

まず、製作する金型がどのような形状のものであるかの
情報を上位のCADにて作成されたデータベースから入力
する(ステップ100)。次いで、この得られた情報に基
づき、ワークを概略的に上記形状の情報に近づけるいわ
ゆる切削の処理である型彫り(ステップ200)を実行
し、そして、その型彫り後の形状をより高い面精度とす
るために荒仕上げ(形状出しその1)(ステップ30
0)、形状出し(形状出しその2)(ステップ400)、磨
き(ステップ500)を順次実行するものである。これに
よりCADにて図面上に描かれたものが、現実の三次元形
状を有する製品として得られるのである。
First, information about the shape of the mold to be manufactured is input from the database created by the upper CAD (step 100). Then, based on the obtained information, a carving process (step 200), which is a so-called cutting process for approximating the workpiece to the above-mentioned shape information, is executed, and the shape after the carving is subjected to higher surface accuracy. Rough finishing (formation 1) (Step 30
0), shape formation (shape formation 2) (step 400), and polishing (step 500) are sequentially executed. As a result, what is drawn on the drawing by CAD can be obtained as a product having an actual three-dimensional shape.

なお、本発明の特徴的な制御は、後に詳述する様に、ス
テップ300の荒仕上げ及びステップ400の形状出しの処理
であり、両処理は切削の程度が若干異なるだけであり、
両処理とも(特許請求の範囲で記載した)形状出しの処
理に該当する。
Incidentally, the characteristic control of the present invention is, as will be described in detail later, the processing of rough finishing of step 300 and the shaping of step 400, and both processings are only slightly different in the degree of cutting,
Both processes correspond to the shaping process (described in the claims).

第6図が上記各ステップの働きを説明するための説明図
である。図示のようにワーク9は型彫り用ツールによっ
て帯状に細かく削られて概略的に型取りされる。その後
にその型彫りによって生じた多数のカッタマークを無く
すために極めて粗い磨きである荒取りがなされ(約0.08
mmの深い研削)、次いでCADからの情報に則った形状に
仕上げる、いわゆる形状出し(約0.15mmの深さ研削)が
行われる。最後の磨き(約0.01mmの深さ研磨)とはワー
ク9の形状の変化を伴うものではなく、その表面精度を
より上げるため極めて細かい目の砥石によって行われる
研磨である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the function of each of the above steps. As shown in the figure, the work 9 is roughly cut into a strip shape by a die-cutting tool and is roughly modeled. After that, rough cutting, which is extremely rough polishing, was performed to eliminate the large number of cutter marks caused by the engraving (about 0.08
mm deep grinding), and then so-called shape forming (depth grinding of about 0.15 mm) is performed to finish the shape according to the information from CAD. The last polishing (polishing to a depth of about 0.01 mm) is not accompanied by a change in the shape of the work 9, but is polishing performed by an extremely fine grindstone in order to further improve the surface accuracy.

以下、作業順に説明する。Hereinafter, the work order will be described.

上述の型彫り(ステップ200)は、通常用いられる
ボールエンドミル等で行われる。これは、X軸、Y軸、
Z軸の三次元の自由度を有するものであれば、加工面の
精度を何ら必要とないからであり、そのため簡単な三次
元自動研削機が提案されている。尚、ここではその動作
は詳細を記述しないが、本実施例の自由曲面加工機はそ
の後の処理(ステップ300及びステップ400)に大きな特
徴がある。
The above-mentioned engraving (step 200) is performed by a ball end mill or the like which is usually used. This is the X axis, the Y axis,
This is because the machined surface does not need any precision as long as it has a three-dimensional Z-axis degree of freedom. Therefore, a simple three-dimensional automatic grinding machine has been proposed. Although the operation is not described in detail here, the free-form surface processing machine of this embodiment is characterized by the subsequent processing (step 300 and step 400).

型彫りにより概略形状が形成されたワーク9は、次
に自動的に荒仕上げ(ステップ300)がなされる。
Next, the work 9 having the rough shape formed by die-cutting is automatically rough-finished (step 300).

荒仕上げを実行している自由曲面加工機の研削・測定ツ
ール30の作動状態を示すものが前述した第3図である。
前述のように荒取り用砥石31を取りつけた研削・測定ツ
ール30は、X軸、Y軸、Z軸、A軸及びC軸による5軸
制御でワーク9に対して任意の位置に移動可能ある。そ
して、該研削・測定ツール30はその内蔵するエアーシリ
ンダー39の作動によりツールのワーク9に対する押付圧
力が可変なのである。このような研削・測定ツール30
は、以下のように制御されて荒取りの作業がなされる。
FIG. 3 shows the operating state of the grinding / measurement tool 30 of the free-form surface processing machine which is performing rough finishing.
As described above, the grinding / measuring tool 30 to which the roughing grindstone 31 is attached can be moved to an arbitrary position with respect to the work 9 by the 5-axis control by the X-axis, Y-axis, Z-axis, A-axis and C-axis. . The grinding / measuring tool 30 has a variable pressing pressure against the work 9 by the operation of the air cylinder 39 incorporated therein. Such a grinding and measurement tool 30
Is controlled as follows, and rough work is performed.

第7図がその荒仕上げ(形状出しその1)の研削のため
の制御のフローチャートである。本処理では、学習制御
としてワーク9の相対形状の測定に基づいて切削条件
(加工条件)の変更が行われるとともに、絶対形状の測
定に基づいて再切削(再加工)の制御が行われる。
FIG. 7 is a flow chart of control for grinding for the rough finish (formation first). In this process, as learning control, the cutting condition (processing condition) is changed based on the measurement of the relative shape of the work 9, and the re-cutting (reprocessing) is controlled based on the measurement of the absolute shape.

図示のように、ステップ310はCAD情報に応じて研削・測
定ツール30を駆動し、三次元曲面を研削する処理をなす
もので、この処理により一応の研削が行われる。この切
削中に、ステップ311にて形状センサ33によってワーク
9の相対形状が測定される。即ちカメラ等によって切削
の状態が測定される。続くステップ312では前記ステッ
プ311にて測定された相対形状の形状情報から研削状況
を検出し、研削条件計算システム42で計算して現在実行
している研削とどれほどの差異が生じているかを比較す
る。そして、このようにして得られた比較結果から研削
条件計算システム42での計算に用いられる研削の基本と
なる数式や定数等をどの程度変更すべきかを求め、切削
条件の変更を行なう。
As shown in the figure, step 310 drives the grinding / measuring tool 30 in accordance with the CAD information to grind a three-dimensional curved surface, and by this processing, temporary grinding is performed. During this cutting, the relative shape of the work 9 is measured by the shape sensor 33 in step 311. That is, the state of cutting is measured by a camera or the like. In the following step 312, the grinding status is detected from the shape information of the relative shape measured in the step 311, and the grinding condition calculation system 42 calculates and compares how much difference there is with the currently executed grinding. . Then, based on the comparison result obtained in this way, the extent to which the mathematical formulas, constants, etc., which are the basis of the grinding used in the calculation in the grinding condition calculation system 42, should be changed, and the cutting conditions are changed.

ここで、この切削条件の変更の処理である学習制御につ
いて第9図に示すブロック図に基づいて詳細に説明す
る。
Here, the learning control, which is the processing for changing the cutting conditions, will be described in detail with reference to the block diagram shown in FIG.

図示のように、この学習制御は形状センサ33の検出結果
に基づいて研削条件を学習するものである。まず、形状
センサ33によって検出されたワーク9の形状情報が研削
状態判定システム48に入力される。この研削状態判定シ
ステム48では、その情報から研削状況を検出し、研削条
件計算システム42で計算して現在実行している研削とど
れほどの差異が生じているかを比較する。そして、この
ようにして得られた比較結果から研削条件計算システム
42での計算に用いられる研削の基本となる数式や定数等
をどの程度変更すべきか、いわゆる学習補正量が計算さ
れ、その結果は研削条件計算システム42に入力されて以
後の条件計算に反映されるのである。この学習制御によ
り加工機の6軸に対する制御量は常に最良状態を維持
し、精度の高い加工を実現することが可能となるのであ
る。
As shown, this learning control learns the grinding conditions based on the detection result of the shape sensor 33. First, the shape information of the work 9 detected by the shape sensor 33 is input to the grinding state determination system 48. The grinding condition determination system 48 detects the grinding condition from the information, compares the grinding condition with the grinding condition calculation system 42, and compares the grinding condition with the currently executed grinding. Then, based on the comparison results obtained in this way, a grinding condition calculation system
The amount of so-called learning correction, that is, how much the basic mathematical formulas and constants used for the calculation in 42 should be changed, is calculated, and the result is input to the grinding condition calculation system 42 and reflected in the subsequent condition calculation. It is. With this learning control, the control amount for the six axes of the processing machine can always be maintained in the optimum state, and highly accurate processing can be realized.

そして、前記学習制御を行なうとともに、ステップ313
にて一応の切削が終了したと判断されると、次のステッ
プ314に進み、一方ここで終了していないと判断される
と、ステップ310に戻って再度切削を行なう。
Then, while performing the learning control, step 313
If it is determined that the cutting is temporarily completed in step 314, the process proceeds to the next step 314, while if it is determined that the cutting is not completed, the process returns to step 310 to perform the cutting again.

ステップ314では、APCによる動作でワーク9を形状測定
機21へ移動し、形状測定機21にてワーク9の絶対形状の
測定が行われる。
In step 314, the work 9 is moved to the shape measuring machine 21 by the operation of the APC, and the absolute shape of the work 9 is measured by the shape measuring machine 21.

続くステップ315では、この測定された絶対形状の三次
元情報とCADからの情報との比較がなされ研削不足量
(加工不足量)の算出が行われる。続くステップ316で
は、前記ステップ315で算出された研削不足量が所定の
精度を達成するために定められた設定値以上か否かを判
定し、(設定値以上で)再研削が必要と認められる限り
再度ステップ310へ戻り以上の処理を繰り返すのであ
る。
In the following step 315, the measured three-dimensional information of the absolute shape is compared with the information from CAD to calculate the grinding shortage amount (processing shortage amount). In the following step 316, it is judged whether or not the grinding shortage amount calculated in step 315 is equal to or more than a set value set to achieve a predetermined accuracy, and it is recognized that re-grinding is necessary (with the set value or more). As far as possible, the process returns to step 310 again and the above processing is repeated.

すなわち、前記ステップ310〜316のワーク9の相対形状
の情報を用いた処理と絶対形状の情報を用いた処理と
を、第4図に示したブロック図に基づき説明するなら
ば、下記の様になる。
That is, if the process using the information on the relative shape of the work 9 and the process using the information on the absolute shape in steps 310 to 316 are explained based on the block diagram shown in FIG. 4, they are as follows. Become.

まず、CAD情報により中央監視システム40からどれだけ
の研削を実行すべきかのデータを入力する研削条件計算
システム42は、そのデータに忠実な研削を行うための研
削条件を計算し、その結果を加工機駆動データ計算シス
テム44に送る。これに従って、加工機駆動データ計算シ
ステム44がコントローラ27に制御量を指示して加工機1
が作動する。このようにして一応の研削がCAD情報に従
ってなされた後、APCによってワーク9は形状測定機21
へ移動され、形状の測定に供される。そして、この測定
結果は、コントローラ29、測定データ判定システム54及
び再研削指令システム56の作動によりCAD情報と比較が
なされ、未だに研削が不足している場所及びその不足の
程度が中央監視システ40へ送られるのである。その後は
中央監視システム40が上述と同様に作動するのである。
First, the grinding condition calculation system 42, which inputs data on how much grinding should be performed from the central monitoring system 40 based on CAD information, calculates the grinding conditions for performing the grinding faithful to the data, and processes the result. It is sent to the machine drive data calculation system 44. In accordance with this, the processing machine drive data calculation system 44 instructs the controller 27 on the control amount and the processing machine 1
Works. In this way, after the temporary grinding is performed in accordance with the CAD information, the work 9 is measured by the APC on the shape measuring machine 21.
Is moved to and used for shape measurement. Then, this measurement result is compared with the CAD information by the operation of the controller 29, the measurement data determination system 54, and the re-grinding command system 56, and the place where the grinding is still insufficient and the degree of the lack are sent to the central monitoring system 40. It will be sent. After that, the central monitoring system 40 operates as described above.

第5図に示すステップ400の処理、即ち形状出し
(形状出しその2)の処理も前記のステップ300とほぼ
同一の動作をなすもので、第7図と類似のフローチャー
トにより同様な制御部が作動して研削をする。ただ、こ
こで荒仕上げと相違するのはその面の精度であり、ステ
ップ400の形状出しではより細かい目の砥石をツールと
して使用し、より精度の高い形状測定を用いてCAD情報
に可能な限り近い形状を実現するのである。
The process of step 400 shown in FIG. 5, that is, the process of forming the shape (shape forming 2), is almost the same as the above-mentioned step 300, and the similar control unit operates according to the flowchart similar to FIG. And grind. However, what is different from rough finishing here is the accuracy of the surface, and in the step 400 shape formation, a finer grindstone is used as a tool, and more accurate shape measurement is used as much as possible for CAD information. Realize a close shape.

ここで、上記ステップ300、ステップ400で行われる研削
条件計算システム42の計算手法を第8図に示す。
Here, FIG. 8 shows a calculation method of the grinding condition calculation system 42 performed in the above steps 300 and 400.

(A)図のようなワーク9の表面状の任意の点、座標
(x,y,z)の点をどれほど研削するかが中央監視システ
ム40から入力されると、(B)図に示すようにその研削
をなすべき点の法線ベクトル(i,j,k)が算出される。
これは形状測定機21からの情報より、座標(x,y,z)の
点の形状が三次元的に把握されていることから通常の図
形処理により得られる。そして、この(x,y,z)及び
(i,j,k)の値から前述した加工機の6軸全ての制御量
が決定されるのである。つまり、まず、6軸のうち、X,
Y,Z軸の制御量についてはワーク9上の点(x,y,z)の位
置までツールを移動することから一義的に決定され、A
軸及びC軸の制御量によってワーク9とツールとの接触
する面積が決定される。次いで、所望の研削を行うため
に必要なワーク9への押付圧力(Fa)の制御量が決定さ
れるのである。
When the central monitoring system 40 inputs how much an arbitrary point on the surface of the work 9 as shown in (A) and the point of coordinates (x, y, z) is to be ground, as shown in (B). Then, the normal vector (i, j, k) of the point to be ground is calculated.
This can be obtained by normal graphic processing because the shape of the point of coordinates (x, y, z) is three-dimensionally grasped from the information from the shape measuring machine 21. Then, the control amounts of all the six axes of the processing machine described above are determined from the values of (x, y, z) and (i, j, k). That is, first of all, among the 6 axes, X,
The control amounts of the Y and Z axes are uniquely determined by moving the tool to the position of the point (x, y, z) on the work 9,
The contact area between the work 9 and the tool is determined by the control amounts of the axis and the C axis. Next, the control amount of the pressing pressure (Fa) on the work 9 necessary for performing the desired grinding is determined.

以上ような制御に基づく研削、荒仕上げ及び形状出
しが終了した後に、磨き(第5図のステップ500)が実
行される。
After finishing the grinding, rough finishing, and shape forming based on the above control, polishing (step 500 in FIG. 5) is executed.

この磨きはワーク9に形状変化を与えることを目的とす
るのではなく、単にその表面精度を向上するだけの処理
である。従って、前述のごとき形状測定機21を使用した
三次元形状の測定等は行なわれず、第10図にその詳細を
示すようなフローチャートに沿った制御がなされる。す
なわち、三次元曲面の研磨が実行され(ステップ50
1)、その実行部分の面粗度を検出し(ステップ502)、
面粗度が所望の値以下となるまで再度ステップ501に戻
り同様の制御を繰り返す(ステップ503)のである。
This polishing is not intended to give the work 9 a shape change, but is simply a treatment for improving the surface accuracy. Therefore, the measurement of the three-dimensional shape using the shape measuring machine 21 as described above is not performed, and the control is performed according to the flowchart whose details are shown in FIG. That is, polishing of the three-dimensional curved surface is performed (step 50
1) detect the surface roughness of the execution part (step 502),
The process returns to step 501 again and the same control is repeated until the surface roughness becomes a desired value or less (step 503).

上記した各ステップの制御から明らかなように、このと
きの制御にはワーク9の絶対的な三次元形状を把握する
必要はなく、単に研磨を実行している部位についての狭
い範囲内の面粗度の測定で充分である。またその研磨
も、ワーク9の表面を一率に磨くという作業であるから
押付圧力等の加工量の制御は仕上げほど必要としない。
そこで、この作業時にはツールとしてはエアーシリンダ
ー39を備え、定圧倣い制御の採用が可能である。
As is clear from the control of each step described above, it is not necessary to grasp the absolute three-dimensional shape of the work 9 in the control at this time, and it is only necessary to grasp the surface roughness within a narrow range for the portion where polishing is performed. Degree measurement is sufficient. Further, since the polishing is also a work of polishing the surface of the work 9 uniformly, control of the processing amount such as pressing pressure is not required as much as finishing.
Therefore, during this work, the air cylinder 39 is provided as a tool, and constant pressure copying control can be adopted.

この制御を実行するものが第4図のブロック図に示す形
状センサ33の出力を入力する研磨状態判定システム50、
その出力から再研磨を要するか否かを判定する再研磨指
令システム52、そしてその指令に基づき加工機駆動デー
タ計算システム44を作動させる中央監視システム40であ
る。
What executes this control is a polishing state determination system 50 that inputs the output of the shape sensor 33 shown in the block diagram of FIG.
A re-polishing command system 52 for determining whether re-polishing is required from the output, and a central monitoring system 40 for operating the processing machine drive data calculation system 44 based on the command.

以上のように構成、制御される自由曲面加工機によれ
ば、三次元の任意の形状を全く人手を介さずして実現で
きるのである。しかも、型彫りから研磨までを完全自動
化しているため、その行程においても人手の介入を要し
ない。また、制御はCADデータという数値化された情報
に基づき正確実行されるので人的誤差やムラ等が無くな
り、三次元曲面の精度は極めて高く、ティーチング等の
煩しい作業も不要である。更に、ワーク9の相対形状を
検出する簡略的な形状センサ33の採用により、研削時に
は学習制御を同時に実行し高い精度の加工を維持するこ
とができる。その上、研磨時には加工の所要時間を短絡
するため定圧倣い制御をも併せて実行することができ
る。
According to the free-form surface processing machine configured and controlled as described above, it is possible to realize an arbitrary three-dimensional shape without human intervention. Moreover, since the process from die engraving to polishing is fully automated, no human intervention is required in the process. Further, since the control is accurately executed based on the digitized information called CAD data, human error and unevenness are eliminated, the precision of the three-dimensional curved surface is extremely high, and troublesome work such as teaching is unnecessary. Further, by adopting the simple shape sensor 33 that detects the relative shape of the workpiece 9, learning control can be executed at the same time during grinding and high-precision machining can be maintained. In addition, constant time scanning control can also be executed because the time required for processing is short-circuited during polishing.

[発明の効果] 以上実施例を挙げて詳述したように、本発明の自由曲面
加工機は、加工手段とワーク相対形状測定手段と加工条
件変更手段とワーク絶対形状測定手段と加工不足量算出
手段と再加工制御手段とを備えることを特徴とするもの
である。
[Effects of the Invention] As described in detail with reference to the embodiments above, the free-form surface processing machine of the present invention has a machining means, a workpiece relative shape measuring means, a machining condition changing means, a workpiece absolute shape measuring means, and a machining shortage amount calculation. Means and reprocessing control means are provided.

従って、仕上げ形状に則った加工が全て自動的に完了す
るのである。しかも、加工量さえも制御可能であること
から、その加工面の精度は高く、研磨等の最終的に熟練
した作業者に頼っていた工程までをも本自由曲面加工機
によって置き換えることが可能となるのである。
Therefore, all the machining according to the finished shape is automatically completed. Moreover, since even the amount of machining can be controlled, the precision of the machined surface is high, and even the process that ultimately relied on a skilled worker such as polishing can be replaced by this free-form surface processing machine. It will be.

特に本発明では、加工中にワークの相対形状を測定し、
この情報を目標形状と比較して加工条件を変更すること
によって、例えば加工具の目詰まりや摩耗等を補償して
最適な加工条件で加工を行なうことができる。それとと
もに。ワークの絶対形状を測定し、この情報を目標形状
と比較して加工不足量を求め、この加工不足量が大きい
場合は再加工を行なうので、精密な形状出し加工を行な
うことができるという顕著な効果を奏する。
Particularly in the present invention, the relative shape of the workpiece is measured during processing,
By comparing this information with the target shape and changing the machining conditions, it is possible to compensate for, for example, clogging and wear of the machining tool and perform machining under optimum machining conditions. With it. The absolute shape of the workpiece is measured, this information is compared with the target shape to determine the machining shortage amount, and when this machining shortage amount is large, re-machining is performed, so it is possible to perform precise shape forming processing. Produce an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の基本構成図、第2図は実施例の構成該
略図、第3図はそのアタッチメントの説明図、第4図は
その制御系のブロック図、第5図はその制御の基本ルー
チンのフローチャート、第6図はその作業の説明図、第
7図はその研削作業の詳細なフローチャート、第8図は
その制御量計算方法の説明図、第9図は研削時の学習制
御の説明図、第10図はその研磨作業の詳細なフローチャ
ートを示す。 C1……加工手段 C2……ワーク相対形状測定手段 C3……加工条件変更手段 C4……ワーク絶対形状測定手段 C5……加工不足量算出手段 C6……再加工制御手段 1……加工機 9……ワーク 15……AAC 17……アタッチメント 19……ATC 27,29……コントローラ
1 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of the configuration of an embodiment, FIG. 3 is an explanatory diagram of its attachment, FIG. 4 is a block diagram of its control system, and FIG. 5 is its control. A flow chart of the basic routine, FIG. 6 is an explanatory view of the work, FIG. 7 is a detailed flow chart of the grinding work, FIG. 8 is an explanatory view of the control amount calculation method, and FIG. 9 is a learning control during grinding. Explanatory drawing and FIG. 10 show a detailed flowchart of the polishing operation. C1 …… Machining means C2 …… Work relative shape measuring means C3 …… Machining condition changing means C4 …… Absolute shape measuring means C5 …… Machining shortage amount calculating means C6 …… Re-machining control means 1 …… Machining machine 9… … Work 15 …… AAC 17 …… Attachment 19 …… ATC 27,29 …… Controller

フロントページの続き (72)発明者 外尾 勝育 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 渡辺 英人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 内海 昌秋 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−45863(JP,A) 特開 昭55−144981(JP,A) 特公 昭54−24156(JP,B2)Continuation of the front page (72) Inventor Katsuiku 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor, Hideto Watanabe 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. ( 72) Inventor Masaaki Utsumi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-58-45863 (JP, A) JP-A-55-144981 (JP, A) JP-B 54-24156 (JP, B2)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ワークの目標形状である仕上げ三次元曲面
形状を、データに基づき決定して記憶し、前記ワークに
対して切削を行った後に、研削によって形状出しを行な
う自由曲面加工機において、 前記ワークの目標形状を実現するために、所定の加工条
件にて、加工具をワークの任意の位置に移動させるとと
もに、加工具のワークに対する加工量を変更する加工手
段と、 該加工手段による研削中に、前記ワークの加工範囲での
相対形状を測定するワーク相対形状測定手段と、 該ワーク相対形状測定手段によって測定されたワークの
相対形状と前記ワークの目標形状とを比較して、前記加
工手段の加工条件を変更する加工条件変更手段と、 前記加工手段によって加工されたワークの絶対形状を測
定するワーク絶対形状測定手段と、 該ワーク絶対形状測定手段によって測定されたワークの
絶対形状と前記ワークの目標形状とを比較して、加工不
足量を算出する加工不足量算出手段と、 該加工不足量算出手段によって算出された加工不足量が
所定値以上の場合は、再加工を行なう再加工制御手段
と、 を備えることを特徴とする自由曲面加工機。
1. A free-form surface processing machine for determining a finished three-dimensional curved surface shape, which is a target shape of a work, on the basis of data, storing the shape, and performing shape formation by grinding after cutting the work. In order to realize the target shape of the work, the working tool is moved to an arbitrary position on the work under a predetermined working condition, and a working means for changing a working amount of the work tool to the work, and grinding by the working means. The workpiece relative shape measuring means for measuring the relative shape of the workpiece in the processing range, and the relative shape of the workpiece measured by the workpiece relative shape measuring means and the target shape of the workpiece are compared, Machining condition changing means for changing the machining conditions of the means, workpiece absolute shape measuring means for measuring the absolute shape of the workpiece machined by the machining means, and the workpiece Machining shortage amount calculating means for calculating the machining shortage amount by comparing the absolute shape of the work measured by the pair shape measuring means and the target shape of the work, and the machining shortage amount calculated by the machining shortage amount calculating means. A free-form surface processing machine comprising: a re-machining control means for performing re-machining when is greater than or equal to a predetermined value.
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