JPH10283012A - 非真円形工作物加工用データ作成装置及び数値制御装置 - Google Patents
非真円形工作物加工用データ作成装置及び数値制御装置Info
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- JPH10283012A JPH10283012A JP10675397A JP10675397A JPH10283012A JP H10283012 A JPH10283012 A JP H10283012A JP 10675397 A JP10675397 A JP 10675397A JP 10675397 A JP10675397 A JP 10675397A JP H10283012 A JPH10283012 A JP H10283012A
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- Japan
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- acceleration
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】サイクルタイムの短縮、加工精度及び作業効率
の向上を図ること。 【解決手段】ステップ100 で読み込まれたプロフィルデ
ータを用いてステップ102 で研削面上の研削速度がほぼ
一定となるように主軸の回転数に対するオーバライド値
が演算される。次に,ステップ104でプロフィルデータと
オーバライド値により工具台に要求される加速度が演算
され,その加速度を用いてステップ106で工具台の応答可
能な限界加速度が演算される。次に,ステップ108で限界
加速度を用いて主軸の最大回転角速度が演算され,ステ
ップ110で許容最大加速度及び許容最大主軸回転数が表
示される。この許容最大主軸回転数に主軸の回転数を設
定することで工具台の追随遅れが防止され,加工精度が
向上する。又,工具台が追随可能な範囲で最大の主軸回
転数が得られるのでサイクルタイムを短縮できる。又,
主軸回転数の設定を作業者の勘に頼る必要がないので作
業効率が向上する。
の向上を図ること。 【解決手段】ステップ100 で読み込まれたプロフィルデ
ータを用いてステップ102 で研削面上の研削速度がほぼ
一定となるように主軸の回転数に対するオーバライド値
が演算される。次に,ステップ104でプロフィルデータと
オーバライド値により工具台に要求される加速度が演算
され,その加速度を用いてステップ106で工具台の応答可
能な限界加速度が演算される。次に,ステップ108で限界
加速度を用いて主軸の最大回転角速度が演算され,ステ
ップ110で許容最大加速度及び許容最大主軸回転数が表
示される。この許容最大主軸回転数に主軸の回転数を設
定することで工具台の追随遅れが防止され,加工精度が
向上する。又,工具台が追随可能な範囲で最大の主軸回
転数が得られるのでサイクルタイムを短縮できる。又,
主軸回転数の設定を作業者の勘に頼る必要がないので作
業効率が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カム等の非真円形
工作物を加工制御するためのデータ作成装置及び数値制
御装置に関する。
工作物を加工制御するためのデータ作成装置及び数値制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】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の回転に同期して制御
し、カム等の非真円形工作物を研削加工する方法が知ら
れている。非真円形工作物の加工形状は、砥石車の送り
を主軸の回転に対して同期制御するために数値制御装置
にプロフィルデータを付与することで得られる。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り、非真円形工作物のリフトデ
ータと砥石径とから求められる。主軸の回転速度である
１分間当たりの回転数は、非真円形工作物上の任意点に
おける研削速度が一定となるように制御される。その速
度制御を実現するために、所定の範囲で研削速度一定の
条件が満たされなくなる主軸の回転角で、主軸回転数に
オーバライド値を自動的に段階的に与える構成とした装
置がある（特公平７−６０３３８号公報）。
直な方向の砥石車の送りを主軸の回転に同期して制御
し、カム等の非真円形工作物を研削加工する方法が知ら
れている。非真円形工作物の加工形状は、砥石車の送り
を主軸の回転に対して同期制御するために数値制御装置
にプロフィルデータを付与することで得られる。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り、非真円形工作物のリフトデ
ータと砥石径とから求められる。主軸の回転速度である
１分間当たりの回転数は、非真円形工作物上の任意点に
おける研削速度が一定となるように制御される。その速
度制御を実現するために、所定の範囲で研削速度一定の
条件が満たされなくなる主軸の回転角で、主軸回転数に
オーバライド値を自動的に段階的に与える構成とした装
置がある（特公平７−６０３３８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術では、設定した主軸回転数にオーバライド値を付
与した速度で主軸を回転させる構成であるが、主軸回転
数は、作業者の経験や勘に基づいて設定しているので、
主軸回転数の最適値を設定する際に試行錯誤を行わざる
を得ず、作業効率がよくないという問題がある。又、作
業者によって設定された主軸回転数の値が最適値より小
さい場合にはサイクルタイムが長くなり、主軸回転数の
設定値が最適値より大きい場合には砥石台が追随できな
くなって加工精度が低下するという問題がある。
来技術では、設定した主軸回転数にオーバライド値を付
与した速度で主軸を回転させる構成であるが、主軸回転
数は、作業者の経験や勘に基づいて設定しているので、
主軸回転数の最適値を設定する際に試行錯誤を行わざる
を得ず、作業効率がよくないという問題がある。又、作
業者によって設定された主軸回転数の値が最適値より小
さい場合にはサイクルタイムが長くなり、主軸回転数の
設定値が最適値より大きい場合には砥石台が追随できな
くなって加工精度が低下するという問題がある。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記課題に鑑
み、主軸の回転数を、砥石台が追随できる範囲内の値に
設定することにより、作業効率及び加工精度を向上させ
ると共に、サイクルタイムの短縮を実現することであ
る。
み、主軸の回転数を、砥石台が追随できる範囲内の値に
設定することにより、作業効率及び加工精度を向上させ
ると共に、サイクルタイムの短縮を実現することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の手段によれば、非真円形工作物
の形状を特定するリフトデータと砥石径に応じて、主軸
の回転角と工具送り軸の位置との関係を示すプロフィル
データを作成する非真円形工作物加工用データ作成装置
において、プロフィルデータ記憶手段によりプロフィル
データが記憶され、オーバライド値記憶手段により非真
円形工作物の加工形状に応じた主軸の回転速度に対する
オーバライド値が記憶される。又、限界加速度記憶手段
により工具台の追随限界である限界加速度が記憶され、
主軸回転速度演算手段によりプロフィルデータとオーバ
ライド値とに基づいて工具台に要求される加速度が限界
加速度となるときの主軸の最大回転速度が演算される。
そして、出力手段により、主軸回転速度演算手段にて得
られた主軸の最大回転速度が出力される。尚、ここでい
う出力とはディスプレイ等の画面上への表示を含む。主
軸回転速度演算手段で得られた最大回転速度以下で主軸
を回転させることにより、工具台が追随遅れすることが
ないので加工精度が向上する。又、加工誤差が許容範囲
内において主軸の回転をできるだけ高速化できるので、
サイクルタイムが短縮され、加工時間の短縮が可能とな
る。さらに、作業者の経験や勘に基づいた主軸回転速度
の設定作業が不要となり、作業効率が向上する。
めに、請求項１に記載の手段によれば、非真円形工作物
の形状を特定するリフトデータと砥石径に応じて、主軸
の回転角と工具送り軸の位置との関係を示すプロフィル
データを作成する非真円形工作物加工用データ作成装置
において、プロフィルデータ記憶手段によりプロフィル
データが記憶され、オーバライド値記憶手段により非真
円形工作物の加工形状に応じた主軸の回転速度に対する
オーバライド値が記憶される。又、限界加速度記憶手段
により工具台の追随限界である限界加速度が記憶され、
主軸回転速度演算手段によりプロフィルデータとオーバ
ライド値とに基づいて工具台に要求される加速度が限界
加速度となるときの主軸の最大回転速度が演算される。
そして、出力手段により、主軸回転速度演算手段にて得
られた主軸の最大回転速度が出力される。尚、ここでい
う出力とはディスプレイ等の画面上への表示を含む。主
軸回転速度演算手段で得られた最大回転速度以下で主軸
を回転させることにより、工具台が追随遅れすることが
ないので加工精度が向上する。又、加工誤差が許容範囲
内において主軸の回転をできるだけ高速化できるので、
サイクルタイムが短縮され、加工時間の短縮が可能とな
る。さらに、作業者の経験や勘に基づいた主軸回転速度
の設定作業が不要となり、作業効率が向上する。
【０００６】請求項２に記載の手段によれば、オーバラ
イド値演算手段によりプロフィルデータを入力すること
でオーバライド値が演算されるので、予めオーバライド
値を求めることなく最適な回転数を得ることが可能であ
る。
イド値演算手段によりプロフィルデータを入力すること
でオーバライド値が演算されるので、予めオーバライド
値を求めることなく最適な回転数を得ることが可能であ
る。
【０００７】請求項３に記載の手段によれば、限界加速
度演算手段により、工具台の機械諸元、例えば工具台と
その駆動用サーボモータのイナーシャ、サーボモータの
瞬時最大トルク、無負荷時のボールネジのトルク及びボ
ールネジのピッチなどを用いて、工具台の追随限界であ
る限界加速度を容易に求めることができる。
度演算手段により、工具台の機械諸元、例えば工具台と
その駆動用サーボモータのイナーシャ、サーボモータの
瞬時最大トルク、無負荷時のボールネジのトルク及びボ
ールネジのピッチなどを用いて、工具台の追随限界であ
る限界加速度を容易に求めることができる。
【０００８】請求項４に記載の手段によれば、非真円形
工作物の形状を特定するリフトデータと砥石径に応じ
て、主軸の回転角と工具送り軸の位置との関係を示すプ
ロフィルデータを作成し、このプロフィルデータに応じ
て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、プロフィルデータ記憶手段によりプロフィルデータ
が記憶され、オーバライド値記憶手段により非真円形工
作物の加工形状に応じた主軸の回転速度に対するオーバ
ライド値が記憶される。又、限界加速度記憶手段により
工具台の追随限界である限界加速度が記憶され、主軸回
転速度演算手段によりプロフィルデータとオーバライド
値とに基づいて工具台に要求される加速度が限界加速度
となるときの主軸の最大回転速度が演算される。そし
て、制御手段により、主軸回転速度演算手段で得られた
主軸の最大回転速度とオーバライド値記憶手段に記憶さ
れたオーバライド値とプロフィルデータとに基づいて主
軸と工具送り軸とが数値制御される。これにより、工具
台の追随が可能な範囲内で主軸回転速度が制御されるの
で、加工精度が向上する。又、工具台の追随遅れによる
加工誤差が許容範囲を越えない範囲内において主軸の回
転をできるだけ高速化できるので、サイクルタイムが短
縮され、加工時間の短縮が可能となる。さらに、作業者
の経験や勘に基づいた主軸回転速度の設定作業が不要と
なり、作業効率が向上する。
工作物の形状を特定するリフトデータと砥石径に応じ
て、主軸の回転角と工具送り軸の位置との関係を示すプ
ロフィルデータを作成し、このプロフィルデータに応じ
て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、プロフィルデータ記憶手段によりプロフィルデータ
が記憶され、オーバライド値記憶手段により非真円形工
作物の加工形状に応じた主軸の回転速度に対するオーバ
ライド値が記憶される。又、限界加速度記憶手段により
工具台の追随限界である限界加速度が記憶され、主軸回
転速度演算手段によりプロフィルデータとオーバライド
値とに基づいて工具台に要求される加速度が限界加速度
となるときの主軸の最大回転速度が演算される。そし
て、制御手段により、主軸回転速度演算手段で得られた
主軸の最大回転速度とオーバライド値記憶手段に記憶さ
れたオーバライド値とプロフィルデータとに基づいて主
軸と工具送り軸とが数値制御される。これにより、工具
台の追随が可能な範囲内で主軸回転速度が制御されるの
で、加工精度が向上する。又、工具台の追随遅れによる
加工誤差が許容範囲を越えない範囲内において主軸の回
転をできるだけ高速化できるので、サイクルタイムが短
縮され、加工時間の短縮が可能となる。さらに、作業者
の経験や勘に基づいた主軸回転速度の設定作業が不要と
なり、作業効率が向上する。
【０００９】請求項５に記載の手段によれば、請求項２
に記載の手段と同様にオーバライド値演算手段によりプ
ロフィルデータを入力することでオーバライド値が演算
されるので、予めオーバライド値を求めることなく最適
な回転数を得ることが可能である。
に記載の手段と同様にオーバライド値演算手段によりプ
ロフィルデータを入力することでオーバライド値が演算
されるので、予めオーバライド値を求めることなく最適
な回転数を得ることが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】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１００の構
成を示した模式図である。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。このテーブル１１は、図示しないサーボモータ
と螺子送り機構とを介して駆動される。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により回転駆動される。又、
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
カムシャフトからなる工作物Ｗが挟持されている。工作
物Ｗは、主軸１３に突設された位置決めピン１８に嵌合
され、工作物Ｗの回転位相は主軸１３の回転位相に一致
している。ベッド１０の後方には、工作物Ｗ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Ｚ軸と直交するＸ軸方向に前進後退される。
基づいて説明する。図１は、数値制御研削盤１００の構
成を示した模式図である。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。このテーブル１１は、図示しないサーボモータ
と螺子送り機構とを介して駆動される。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により回転駆動される。又、
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
カムシャフトからなる工作物Ｗが挟持されている。工作
物Ｗは、主軸１３に突設された位置決めピン１８に嵌合
され、工作物Ｗの回転位相は主軸１３の回転位相に一致
している。ベッド１０の後方には、工作物Ｗ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Ｚ軸と直交するＸ軸方向に前進後退される。
【００１１】ドライブユニット５１、５２は、数値制御
装置（制御手段）３０から指令パルスを入力して、それ
ぞれサーボモータ１４、２３を駆動する回路である。各
サーボモータ１４、２３には、パルスジェネレータ５
３、５５と速度ジェネレータ５４、５６が結合されてお
り、それらの出力は各ドライブユニット５１、５２に帰
還され、速度と位置のフィードバッグ制御が行われる。
装置（制御手段）３０から指令パルスを入力して、それ
ぞれサーボモータ１４、２３を駆動する回路である。各
サーボモータ１４、２３には、パルスジェネレータ５
３、５５と速度ジェネレータ５４、５６が結合されてお
り、それらの出力は各ドライブユニット５１、５２に帰
還され、速度と位置のフィードバッグ制御が行われる。
【００１２】数値制御装置３０は、操作盤４５から加工
指令信号が付与されると、制御軸の回転を数値制御し
て、工作物Ｗの研削加工と砥石車Ｇの送りとを制御する
装置である。数値制御装置３０は、図２に示すように主
として主軸１３の回転及び砥石車Ｇの送りを制御するた
めのメインＣＰＵ３１と、制御プログラムを記憶したＲ
ＯＭ３３と、入力データ等を記憶するＲＡＭ３２とで構
成されている。ＲＡＭ３２上には、加工用ＮＣプロフィ
ルデータを記憶するＮＣプロフィルデータ領域３２１
と、平滑オーバライド値を記憶するＮＣオーバライド値
データ領域３２２とが形成されている。
指令信号が付与されると、制御軸の回転を数値制御し
て、工作物Ｗの研削加工と砥石車Ｇの送りとを制御する
装置である。数値制御装置３０は、図２に示すように主
として主軸１３の回転及び砥石車Ｇの送りを制御するた
めのメインＣＰＵ３１と、制御プログラムを記憶したＲ
ＯＭ３３と、入力データ等を記憶するＲＡＭ３２とで構
成されている。ＲＡＭ３２上には、加工用ＮＣプロフィ
ルデータを記憶するＮＣプロフィルデータ領域３２１
と、平滑オーバライド値を記憶するＮＣオーバライド値
データ領域３２２とが形成されている。
【００１３】数値制御装置３０は、その他サーボモータ
１４、２３を駆動するためにドライブＣＰＵ３６とＲＡ
Ｍ３５とパルス分配回路３７とが設けられている。ＲＡ
Ｍ３５は、砥石車Ｇ、主軸１３の位置決めデータ及び主
軸１３の回転数(rpm) に対するオーバライド値をメイン
ＣＰＵ３１から入力し、記憶する記憶装置である。ドラ
イブＣＰＵ３６は、主軸１３の回転数に対するオーバラ
イド値を考慮して、加工に関する工具台２０の送りに関
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一定周期で出力す
る装置である。パルス分配回路３７は、パルス分配の
後、駆動指令パルスを各ドライブユニット５１、５２に
出力する回路である。尚、以下、回転数は回転速度の一
種であり、単位を除いて同一意味に使用する。
１４、２３を駆動するためにドライブＣＰＵ３６とＲＡ
Ｍ３５とパルス分配回路３７とが設けられている。ＲＡ
Ｍ３５は、砥石車Ｇ、主軸１３の位置決めデータ及び主
軸１３の回転数(rpm) に対するオーバライド値をメイン
ＣＰＵ３１から入力し、記憶する記憶装置である。ドラ
イブＣＰＵ３６は、主軸１３の回転数に対するオーバラ
イド値を考慮して、加工に関する工具台２０の送りに関
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一定周期で出力す
る装置である。パルス分配回路３７は、パルス分配の
後、駆動指令パルスを各ドライブユニット５１、５２に
出力する回路である。尚、以下、回転数は回転速度の一
種であり、単位を除いて同一意味に使用する。
【００１４】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、リフトデータと砥石径とからプロ
フィルデータを自動作成し、さらにオーバライド値デー
タと比率データとから加工用オーバライド値データを自
動作成する装置である。この自動プログラミング装置７
０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、工作物の仕上げ形状の許容誤差を記憶する許
容誤差データ領域７２２と、プロフィルデータを生成す
るときの砥石径を記憶する砥石径データ領域７２３と、
リフトデータを許容誤差内において平滑化して得られた
所定の回転角毎の数値と現砥石径とにより、プロフィル
データに変換して記憶するプロフィルデータ領域（プロ
フィルデータ記憶手段）７２４と、工作物の形状に対し
て大きな角度範囲毎に段階的に与えられた主軸回転数に
対するオーバライド値データを記憶するオーバライド値
データ領域７２５と、主軸回転数に対するオーバライド
値データを平滑化したオーバライド値データに変換して
記憶する平滑オーバライド値データ領域（オーバライド
値記憶手段）７２６とが形成されている。フロントＣＰ
Ｕ７１には、入出力インタフェース７３を介してリフト
データ等を入力するテープリーダ４１と、データの入力
を行うキーボード４２と、データの表示を行うＣＲＴ表
示器４３とが接続されている。
ラミング装置７０は、リフトデータと砥石径とからプロ
フィルデータを自動作成し、さらにオーバライド値デー
タと比率データとから加工用オーバライド値データを自
動作成する装置である。この自動プログラミング装置７
０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、工作物の仕上げ形状の許容誤差を記憶する許
容誤差データ領域７２２と、プロフィルデータを生成す
るときの砥石径を記憶する砥石径データ領域７２３と、
リフトデータを許容誤差内において平滑化して得られた
所定の回転角毎の数値と現砥石径とにより、プロフィル
データに変換して記憶するプロフィルデータ領域（プロ
フィルデータ記憶手段）７２４と、工作物の形状に対し
て大きな角度範囲毎に段階的に与えられた主軸回転数に
対するオーバライド値データを記憶するオーバライド値
データ領域７２５と、主軸回転数に対するオーバライド
値データを平滑化したオーバライド値データに変換して
記憶する平滑オーバライド値データ領域（オーバライド
値記憶手段）７２６とが形成されている。フロントＣＰ
Ｕ７１には、入出力インタフェース７３を介してリフト
データ等を入力するテープリーダ４１と、データの入力
を行うキーボード４２と、データの表示を行うＣＲＴ表
示器４３とが接続されている。
【００１５】次に、数値制御研削盤１００の作用につい
て以下に説明する。数値制御研削盤１００がデータ入力
モードに設定されると、フロントＣＰＵ７１は入出力イ
ンタフェース７３を介して、テープリーダ４１から加工
に必要な全てのリフトデータを読み込み、リフトデータ
領域７２１に記憶する。次に、数値制御研削盤１００が
プロフィルデータ作成モードに設定されると、フロント
ＣＰＵ７１にて、リフトデータ領域７２１のリフトデー
タを、許容誤差データ領域７２２の許容誤差内において
平滑化し、所定の回転角毎の数値と、砥石径データ領域
７２３の現砥石径とによりプロフィルデータが演算され
る。そのプロフィルデータはプロフィルデータ領域７２
４に記憶され、カムの実際の加工時にフロントＣＰＵ７
１とメインＣＰＵ３１とを介してＮＣプロフィルデータ
領域３２１へ転送される。
て以下に説明する。数値制御研削盤１００がデータ入力
モードに設定されると、フロントＣＰＵ７１は入出力イ
ンタフェース７３を介して、テープリーダ４１から加工
に必要な全てのリフトデータを読み込み、リフトデータ
領域７２１に記憶する。次に、数値制御研削盤１００が
プロフィルデータ作成モードに設定されると、フロント
ＣＰＵ７１にて、リフトデータ領域７２１のリフトデー
タを、許容誤差データ領域７２２の許容誤差内において
平滑化し、所定の回転角毎の数値と、砥石径データ領域
７２３の現砥石径とによりプロフィルデータが演算され
る。そのプロフィルデータはプロフィルデータ領域７２
４に記憶され、カムの実際の加工時にフロントＣＰＵ７
１とメインＣＰＵ３１とを介してＮＣプロフィルデータ
領域３２１へ転送される。
【００１６】次に、数値制御研削盤１００が、平滑オー
バライド値データ作成モードに設定された場合につい
て、図３のフローチャートを用いてフロントＣＰＵ７１
の動作を以下に説明する。まず、ステップ１００にて、
プロフィルデータ領域７２４よりプロフィルデータX
(θ) が読み込まれる。このプロフィルデータX(θ) は
主軸１３の回転角θの変化に伴って図４（ａ）に示され
るように変化する。尚、図４（ａ）の縦軸における変位
量はカムのベース円を基準としている。次に、ステップ
１０２にてプロフィルデータX(θ) を用いて研削面上の
研削速度がほぼ一定となるように主軸１３の回転数に対
するオーバライド値を演算する。ここで、プロフィルデ
ータX(θ) より工具台２０に要求される速度をv(t)とす
ると、v(t)は式（１）より求められる。
バライド値データ作成モードに設定された場合につい
て、図３のフローチャートを用いてフロントＣＰＵ７１
の動作を以下に説明する。まず、ステップ１００にて、
プロフィルデータ領域７２４よりプロフィルデータX
(θ) が読み込まれる。このプロフィルデータX(θ) は
主軸１３の回転角θの変化に伴って図４（ａ）に示され
るように変化する。尚、図４（ａ）の縦軸における変位
量はカムのベース円を基準としている。次に、ステップ
１０２にてプロフィルデータX(θ) を用いて研削面上の
研削速度がほぼ一定となるように主軸１３の回転数に対
するオーバライド値を演算する。ここで、プロフィルデ
ータX(θ) より工具台２０に要求される速度をv(t)とす
ると、v(t)は式（１）より求められる。
【００１７】
【数１】 v(t) = (dX/dt) = (dX/dθ)(dθ/dt) ─（１）
【００１８】主軸１３の角速度をω(t) とすると、ω
(t) は式（２）より求められる。
(t) は式（２）より求められる。
【数２】 ω(t) = dθ/dt ─（２）
【００１９】主軸１３の回転数に対するオーバライド値
（比）をR(θ)(0 ≦R(θ) ≦1)とすると、式（２）は式
（３）のように変形される。
（比）をR(θ)(0 ≦R(θ) ≦1)とすると、式（２）は式
（３）のように変形される。
【数３】 ω(t) = dθ/dt = S・R(θ) ─（３）
【００２０】式（３）において、S はR(θ) ＝1 におけ
る主軸１３の回転角速度(rad/sec)である。オーバライ
ド値R(θ) は、非真円形工作物に対して回転角θの範囲
毎に段階的に与えられ、オーバライド値データ領域７２
５に記憶される。このオーバライド値R(θ) は図４
（ｄ）に示されるように平滑化され、平滑化されたオー
バライド値R(θ) は平滑オーバライド値データ領域７２
６に記憶される。このステップ１０２における処理が請
求項でいうオーバライド値演算手段に相当する。平滑化
されたオーバライド値データは、工作物Ｗの実際の加工
時に、フロントＣＰＵ７１とメインＣＰＵ３１とを介し
てＮＣオーバライド値データ領域３２２へ転送される。
尚、図４において、（ｂ）図、（ｃ）図は、それぞれプ
ロフィルデータX(θ)の回転角θに関する一階微分(dX/d
θ) 、二階微分(d2X/dθ2)を示している。次に、ステッ
プ１０４にてプロフィルデータX(θ) とオーバライド値
R(θ) により工具台２０に要求される加速度a(t)を演算
する。加速度a(t)は、式（１）、（２）及び（３）を用
いて式（４）のように表すことができる。
る主軸１３の回転角速度(rad/sec)である。オーバライ
ド値R(θ) は、非真円形工作物に対して回転角θの範囲
毎に段階的に与えられ、オーバライド値データ領域７２
５に記憶される。このオーバライド値R(θ) は図４
（ｄ）に示されるように平滑化され、平滑化されたオー
バライド値R(θ) は平滑オーバライド値データ領域７２
６に記憶される。このステップ１０２における処理が請
求項でいうオーバライド値演算手段に相当する。平滑化
されたオーバライド値データは、工作物Ｗの実際の加工
時に、フロントＣＰＵ７１とメインＣＰＵ３１とを介し
てＮＣオーバライド値データ領域３２２へ転送される。
尚、図４において、（ｂ）図、（ｃ）図は、それぞれプ
ロフィルデータX(θ)の回転角θに関する一階微分(dX/d
θ) 、二階微分(d2X/dθ2)を示している。次に、ステッ
プ１０４にてプロフィルデータX(θ) とオーバライド値
R(θ) により工具台２０に要求される加速度a(t)を演算
する。加速度a(t)は、式（１）、（２）及び（３）を用
いて式（４）のように表すことができる。
【００２１】
【数４】 a(t) = dv/dt = (d/dt)((dX/dθ)(dθ/dt)) = (d/dt)((dX/dθ)S・R(θ)) = (d2X/dθ2)(dθ/dt)S・R(θ)+ (dX/dθ)S(dR/dθ)(dθ/dt) = (d2X/dθ2)S2・R2(θ)+ (dX/dθ)(dR/dθ)S2・R(θ) ─（４）
【００２２】R(θ)は、ステップ１０２の演算におい
て、式（４）における(dX/dθ)R(θ)の値が十分小さく
なるように設定される。この(dX/dθ)R(θ) を図示すれ
ば図５（ａ）のようになる。よって、式（４）において
第２項≒０である。これより、式（５）が得られる。
て、式（４）における(dX/dθ)R(θ)の値が十分小さく
なるように設定される。この(dX/dθ)R(θ) を図示すれ
ば図５（ａ）のようになる。よって、式（４）において
第２項≒０である。これより、式（５）が得られる。
【００２３】
【数５】 a(t) = (d2X/dθ2)S2・R2(θ) ─（５）
【００２４】式（５）における(d2X/dθ2)R2(θ)を図示
すれば図５（ｂ）のようになる。次に、ステップ１０６
にて工具台２０の慣性、駆動トルク等から決定される応
答可能な限界加速度αを演算する。この限界加速度α
は、式（６）により求められる。
すれば図５（ｂ）のようになる。次に、ステップ１０６
にて工具台２０の慣性、駆動トルク等から決定される応
答可能な限界加速度αを演算する。この限界加速度α
は、式（６）により求められる。
【００２５】
【数６】 α = P(T1- T2)/(2π(I + IM )) ─（６）
【００２６】式（６）において、T1はサーボモータ２３
の瞬時最大トルクを、T2は無負荷時におけるボールネジ
のトルクを、P はボールネジのピッチを、I は工具台２
０のイナーシャを、IMはサーボモータ２３のイナーシャ
をそれぞれ示している。尚、式（６）において、研削抵
抗によるトルクは無視した。このステップ１０６におけ
る処理が請求項でいう限界加速度演算手段に相当する。
この限界加速度αと要求される加速度a(t)は、式（７）
を満たす。
の瞬時最大トルクを、T2は無負荷時におけるボールネジ
のトルクを、P はボールネジのピッチを、I は工具台２
０のイナーシャを、IMはサーボモータ２３のイナーシャ
をそれぞれ示している。尚、式（６）において、研削抵
抗によるトルクは無視した。このステップ１０６におけ
る処理が請求項でいう限界加速度演算手段に相当する。
この限界加速度αと要求される加速度a(t)は、式（７）
を満たす。
【００２７】
【数７】 α ≧ a(t) ─（７）
【００２８】式（５）における(d2X/dθ2)R2(θ)の最大
値をA とすると、式（８）が得られる。
値をA とすると、式（８）が得られる。
【数８】 α ≧ A・S2 ─（８）
【００２９】式（８）を満たす主軸１３の最大回転角速
度をSmとし、このSmを式（８）に代入すれば式（９）が
得られる。
度をSmとし、このSmを式（８）に代入すれば式（９）が
得られる。
【数９】 α = A・Sm 2 ─（９）
【００３０】次に、式（９）をSmについて解けば、式
（１０）が得られる。
（１０）が得られる。
【数１０】 Sm = (α/A)1/2 ─（１０）
【００３１】このようにして式（１０）より主軸１３の
最大回転角速度Smが求められる（ステップ１０８）。最
大回転角速度Smは、工具台２０に要求される加速度が応
答可能な限界加速度αであるときの主軸１３の最大回転
速度を意味し、ステップ１０８における処理が請求項で
いう主軸回転速度演算手段に相当する。次に、ステップ
１１０にてステップ１０８で得られた最大回転角速度Sm
を回転数S0rpm(S0=60Sm/2π)に直して許容最大回転数S0
を画面表示し、処理を終了する。図６は、画面表示の一
例を示したものである。本実施例では、許容最大主軸回
転数(S0)と許容最大加速度(A・Sm 2)とが併記される構成
とした。このステップ１１０における処理が請求項でい
う出力手段に相当する。そして、主軸１３の回転数が表
示された値S0に設定され、加工指令信号が操作盤４５か
ら付与されると、メインＣＰＵ３１はＮＣプロフィルデ
ータ領域３２１に記憶されているＮＣプロフィルデータ
と、ＮＣオーバライド値データ領域３２２に記憶されて
いるＮＣオーバライド値データとに従って加工指令を出
力することによりカムの研削が実行される。
最大回転角速度Smが求められる（ステップ１０８）。最
大回転角速度Smは、工具台２０に要求される加速度が応
答可能な限界加速度αであるときの主軸１３の最大回転
速度を意味し、ステップ１０８における処理が請求項で
いう主軸回転速度演算手段に相当する。次に、ステップ
１１０にてステップ１０８で得られた最大回転角速度Sm
を回転数S0rpm(S0=60Sm/2π)に直して許容最大回転数S0
を画面表示し、処理を終了する。図６は、画面表示の一
例を示したものである。本実施例では、許容最大主軸回
転数(S0)と許容最大加速度(A・Sm 2)とが併記される構成
とした。このステップ１１０における処理が請求項でい
う出力手段に相当する。そして、主軸１３の回転数が表
示された値S0に設定され、加工指令信号が操作盤４５か
ら付与されると、メインＣＰＵ３１はＮＣプロフィルデ
ータ領域３２１に記憶されているＮＣプロフィルデータ
と、ＮＣオーバライド値データ領域３２２に記憶されて
いるＮＣオーバライド値データとに従って加工指令を出
力することによりカムの研削が実行される。
【００３２】上記のように、主軸１３の回転数を表示さ
れた値S0に設定することで、工具台２０の追随遅れが防
止されるので、良好な加工精度が得られる。又、この値
S0は工具台２０の追随遅れを防止できる最大の値でもあ
るのでサイクルタイムが短縮され、加工時間を短くで
き、生産性が向上する。又、作業者による主軸回転数設
定のための作業が不要となり、作業効率が向上する。
れた値S0に設定することで、工具台２０の追随遅れが防
止されるので、良好な加工精度が得られる。又、この値
S0は工具台２０の追随遅れを防止できる最大の値でもあ
るのでサイクルタイムが短縮され、加工時間を短くで
き、生産性が向上する。又、作業者による主軸回転数設
定のための作業が不要となり、作業効率が向上する。
【００３３】式（１０）において、誤差等を考慮して、
安全係数ｋ（＜１）を導入し、次式により最大回転角速
度Smを求めてもよい。
安全係数ｋ（＜１）を導入し、次式により最大回転角速
度Smを求めてもよい。
【数１１】 Sm = ｋ・ (α/A)1/2 ─（１１）
【００３４】上記実施例では、数値制御研削盤１００内
に設けられた自動プログラミング装置７０によりプロフ
ィルデータを生成する構成としたが、外部のパーソナル
コンピュータ等により生成されたプロフィルデータを入
力する構成としてもよい。又、上記実施例では、プロフ
ィルデータからオーバライド値データを生成する構成と
したが、予め外部で生成されたオーバライド値データを
入力する構成としてもよい。又、上記実施例では、限界
加速度αを演算し、その値を用いて最大回転角速度Smを
演算する構成としたが、予め演算された限界加速度αを
記憶し、その値を用いて最大回転角速度Smを演算しても
よい。又、上記実施例では、図６に示されるように許容
最大主軸回転数(S0)と許容最大加速度(A・Sm 2)とが併記
表示される構成としたが、少なくとも許容最大主軸回転
数(S0)が表示されていればよい。本発明は、複数の非真
円形工作物の同時加工に対しても適用可能である。
に設けられた自動プログラミング装置７０によりプロフ
ィルデータを生成する構成としたが、外部のパーソナル
コンピュータ等により生成されたプロフィルデータを入
力する構成としてもよい。又、上記実施例では、プロフ
ィルデータからオーバライド値データを生成する構成と
したが、予め外部で生成されたオーバライド値データを
入力する構成としてもよい。又、上記実施例では、限界
加速度αを演算し、その値を用いて最大回転角速度Smを
演算する構成としたが、予め演算された限界加速度αを
記憶し、その値を用いて最大回転角速度Smを演算しても
よい。又、上記実施例では、図６に示されるように許容
最大主軸回転数(S0)と許容最大加速度(A・Sm 2)とが併記
表示される構成としたが、少なくとも許容最大主軸回転
数(S0)が表示されていればよい。本発明は、複数の非真
円形工作物の同時加工に対しても適用可能である。
【図１】本発明の具体的な実施例に係わる自動プログラ
ミング装置７０及び数値制御装置３０を備えた数値制御
研削盤１００の構成を示した模式図。
ミング装置７０及び数値制御装置３０を備えた数値制御
研削盤１００の構成を示した模式図。
【図２】本発明の具体的な実施例に係わる自動プログラ
ミング装置７０及び数値制御装置３０の電気的構成を示
したブロック図。
ミング装置７０及び数値制御装置３０の電気的構成を示
したブロック図。
【図３】本発明の具体的な実施例に係わる自動プログラ
ミング装置７０のフロントＣＰＵ７１の処理手順を示し
たフローチャート。
ミング装置７０のフロントＣＰＵ７１の処理手順を示し
たフローチャート。
【図４】本発明の具体的な実施例に係わるプロフィルデ
ータ、プロフィルデータの回転角による一階微分、プロ
フィルデータの回転角による二階微分、及びオーバライ
ド値データのそれぞれの時間波形を示した模式図。
ータ、プロフィルデータの回転角による一階微分、プロ
フィルデータの回転角による二階微分、及びオーバライ
ド値データのそれぞれの時間波形を示した模式図。
【図５】本発明の具体的な実施例に係わるプロフィルデ
ータの回転角による一階微分とオーバライド値データと
の積、及びプロフィルデータの回転角による二階微分と
オーバライド値データの二乗との積の時間波形を示した
模式図。
ータの回転角による一階微分とオーバライド値データと
の積、及びプロフィルデータの回転角による二階微分と
オーバライド値データの二乗との積の時間波形を示した
模式図。
【図６】本発明の具体的な実施例に係わる表示画面の一
例を示した模式図。
例を示した模式図。
１０ ベッド １１ テーブル １３ 主軸 １４、２３ サーボモータ １５ 心押台 ２０ 工具台 ３０ 数値制御装置 ７０ 自動プログラミング装置 １００ 数値制御研削盤 Ｇ 砥石車 Ｗ 工作物
Claims (5)
- 【請求項１】 非真円形工作物の形状を特定するリフト
データと砥石径に応じて、主軸の回転角と工具送り軸の
位置との関係を示すプロフィルデータを作成する非真円
形工作物加工用データ作成装置において、 前記プロフィルデータを記憶するプロフィルデータ記憶
手段と、 前記非真円形工作物の加工形状に応じた前記主軸の回転
速度に対するオーバライド値を記憶するオーバライド値
記憶手段と、 工具台の追随限界である限界加速度を記憶する限界加速
度記憶手段と、 前記プロフィルデータと前記オーバライド値とに基づい
て前記工具台に要求される加速度が前記限界加速度とな
るときの前記主軸の最大回転速度を演算する主軸回転速
度演算手段と、 前記主軸回転速度演算手段にて得られた前記主軸の最大
回転速度を出力する出力手段とを備えたことを特徴とす
る非真円形工作物加工用データ作成装置。 - 【請求項２】 前記プロフィルデータから前記オーバラ
イド値を演算するオーバライド値演算手段を備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の非真円形工作物加工用デ
ータ作成装置。 - 【請求項３】 前記工具台の機械諸元から前記限界加速
度を演算する限界加速度演算手段を備えたことを特徴と
する請求項１又は２に記載の非真円形工作物加工用デー
タ作成装置。 - 【請求項４】 非真円形工作物の形状を特定するリフト
データと砥石径に応じて、主軸の回転角と工具送り軸の
位置との関係を示すプロフィルデータを作成し、このプ
ロフィルデータに応じて前記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を記憶するプロフィルデータ記憶
手段と、 前記非真円形工作物の加工形状に応じた前記主軸の回転
速度に対するオーバライド値を記憶するオーバライド値
記憶手段と、 工具台の追随限界である限界加速度を記憶する限界加速
度記憶手段と、 前記プロフィルデータ及び前記オーバライド値に基づい
て前記工具台に要求される加速度が前記限界加速度とな
るときの前記主軸の最大回転速度を演算する主軸回転速
度演算手段と、 前記主軸回転速度演算手段により得られた前記主軸の最
大回転速度と前記オーバライド値記憶手段に記憶された
前記オーバライド値と前記プロフィルデータとに基づい
て前記主軸と前記工具送り軸とを数値制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする非真円形工作物加工用数値
制御装置。 - 【請求項５】 前記プロフィルデータから前記オーバラ
イド値を演算するオーバライド値演算手段を備えたこと
を特徴とする請求項４に記載の非真円形工作物加工用数
値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10675397A JPH10283012A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 非真円形工作物加工用データ作成装置及び数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10675397A JPH10283012A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 非真円形工作物加工用データ作成装置及び数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10283012A true JPH10283012A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14441682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10675397A Pending JPH10283012A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 非真円形工作物加工用データ作成装置及び数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10283012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012217230A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP10675397A patent/JPH10283012A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012217230A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| US8598816B2 (en) | 2011-03-31 | 2013-12-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050427 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050510 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050913 |