JPH11320402A - 砥石整形誤差補正方法及び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並びにそれらの誤差補正装置 - Google Patents
砥石整形誤差補正方法及び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並びにそれらの誤差補正装置Info
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- JPH11320402A JPH11320402A JP12789998A JP12789998A JPH11320402A JP H11320402 A JPH11320402 A JP H11320402A JP 12789998 A JP12789998 A JP 12789998A JP 12789998 A JP12789998 A JP 12789998A JP H11320402 A JPH11320402 A JP H11320402A
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Abstract
誤差を補正しつつ砥石形状を緒元通りに加工することが
でき、また、砥石形状を緒元通りに加工するとともにワ
ークを緒元通りに加工してワークの仕上げ精度を向上さ
せる。 【解決手段】 砥石整形機7で整形された砥石6を用い
て研削されたワーク9上の歯形面9bに、砥石保持台に
設けられた測定子8を接触させて計測を行ない、砥石緒
元等と比較することにより砥石6の整形誤差を補正し、
ワーク9に対する砥石6の研削位置誤差から砥石6の据
え付け誤差を補正してワーク9に対する所定の部位に目
標通りの形状で歯車歯形を研削加工することを要旨とす
る。
Description
形状や成形研削されたワークの加工形状を測定し、その
測定結果から砥石やワークを目標通りに加工するための
補正加工NCデータを自動的に作成し、砥石やワークを
加工装置から取り外すことなく砥石整形やインボリュー
ト平歯車等の直溝を成形研削加工する砥石整形誤差補正
方法及び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並び
にそれらの誤差補正装置に関するものである。
とを噛み合い運動させることによって研削を行う創成法
と、加工する形状に合同な形状の砥石を用いて1歯ずつ
割り出しながら研削を行う成形法とがあるが、成形法は
研削効率が良く、任意の歯形をもつ歯車の研削ができる
点で小量多品種生産に適している。ただし、この成形法
は、創成法に比べ、製品の加工精度に左右する要素、例
えば研削砥石における整形誤差、研削砥石と工作物の相
対的な位置関係における誤差が含まれているため、これ
らの誤差をいかに補正するかが歯車の研削仕上げ精度を
高める上での課題となっている。
えているNC成形研削加工機は、砥石の整形から研削加
工までを同時に行うことができるため、ワークの加工形
状に対応して砥石を交換する手間がなく、また、砥石交
換に伴う取り付け誤差も発生しないため、短時間で高精
度の加工を行なうことができると期待されている。しか
し、現実には、砥石整形機の据え付け位置誤差や摩耗等
による形状誤差によって砥石が目標通りの形状に加工さ
れていないため、研削加工されたワークの形状に誤差が
生じていた。また、目標通りに整形された砥石を用いた
としても、加工するワークに対して砥石の据え付け位置
が正確に与えられていないと、ワークを目標通りの形状
に加工することができない。
クに対する砥石の位置誤差をNC研削加工機上で補正す
る方法を、先に特開平9-11085 号公報(先行技術)に示
した。その補正方法に従えば、先端が球形の接触子をN
C研削加工機の工具保持台に取り付け、非研削部分(ワ
ーク外周面)と加工部分(歯形面)をそれぞれ計測し、
既知であるワーク形状及び加工形状と計測データとの距
離が上記接触子球の半径になるように、NC研削加工機
座標におけるワーク形状座標と加工形状座標の相対的な
位置関係を求め、これと目標の位置関係との差を加工工
具の位置決め誤差とし、その誤差を補正するようなNC
加工データをNC研削加工機に与えることにより、目標
通りの加工を実現することができるようになっている。
正方法は、砥石が目標通りの形状に整形されていること
を前提として歯車の仕上げ精度を向上させるものである
ため、砥石の形状に誤差が含まれていることまでは考慮
されていない。
てなされたものであり、砥石形状に誤差が含まれている
場合に、その誤差を補正しつつ砥石形状を緒元通りに加
工することができ、また、砥石形状を緒元通りに加工す
るとともにワークを緒元通りに加工してワークの仕上げ
精度を向上させることができる砥石整形誤差補正方法及
び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並びにそれ
らの誤差補正装置を提供するものである。
正方法は、先端部の寸法が既知である測定子を、NC砥
石整形機で整形された整形面に接触させた時の座標を計
測し、該計測によって得られた座標データを記憶し、N
C砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差に対する
砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデル化し、砥
石断面形状曲線に任意の座標系を与え、加工する砥石諸
元及び誤差を含むモデルから与えられる砥石断面形状曲
線と砥石断面形状曲線座標系内の任意の点との距離を計
算し、砥石に測定子を接触させたときの計測点と砥石断
面形状曲線との距離が接触子先端部における既知寸法と
等しくなるように、NC駆動軸座標と砥石断面形状曲線
座標の相対的位置関係と、モデル化により与えられた砥
石断面形状曲線誤差を計算し、上記砥石断面形状曲線誤
差から、砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差を
計算し、これらの誤差を補正する値を砥石整形NCデー
タとして用い、砥石形状を諸元通りに加工することを要
旨とする。
補正方法は、先端部の寸法が既知である測定子を、砥石
整形機で整形された砥石を用いて成形研削加工されたワ
ークの、非研削部分と成形研削部分に接触させた時の座
標を計測し、該計測によって得られた座標データを記憶
し、砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差に対す
る砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデル化し、
ワーク形状曲線に任意の座標系を与え、ワーク諸元から
与えられるワーク形状曲線と、ワーク形状曲線座標系内
の任意の点との距離を計算し、砥石断面形状曲線と合同
である研削溝断面形状に任意の座標系を与え、加工する
砥石諸元及び誤差を含むモデルから与えられる研削溝断
面形状曲線と、研削溝断面形状曲線座標系内の任意の点
との距離を計算し、ワークに測定子を接触させたときの
計測点とワーク形状曲線との距離が接触子先端部におけ
る既知寸法と等しくなるように、ワーク形状曲線座標と
NC駆動軸座標の相対的位置関係を計算し、研削溝に測
定子を接触させたときの計測点と研削溝断面形状曲線と
の距離が接触子先端部における既知寸法と等しくなるよ
うに、研削溝断面形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対
的位置関係と、モデル化方法で与えられた研削溝断面形
状曲線誤差を計算し、上記研削溝断面形状誤差から、砥
石整形機の据え付け位置誤差ならび形状誤差を計算し、
これらの誤差を補正する値を砥石整形NCデータとして
用い、ワーク形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位
置関係、及び研削溝断面形状曲線座標とNC駆動軸座標
の相対的位置関係から、ワーク形状曲線座標と研削溝断
面形状曲線座標の相対位置関係を計算し、目標とする相
対位置との誤差を補正する成形研削加工用NCデータを
与え、それにより砥石形状を諸元通りに整形するととも
に、ワークを諸元通りに研削加工することを要旨とす
る。
の寸法が既知である測定子を、NC砥石整形機で整形さ
れた整形面に接触させた時の座標を計測する計測手段
と、該計測によって得られた座標データを記憶する記憶
手段と、NC砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤
差に対する砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデ
ル化し、砥石断面形状曲線に任意の座標系を与え、加工
する砥石諸元及び誤差を含むモデルから与えられる砥石
断面形状曲線と砥石断面形状曲線座標系内の任意の点と
の距離を計算する手段と、砥石に測定子を接触させたと
きの計測点と砥石断面形状曲線との距離が接触子先端部
における既知寸法と等しくなるように、NC駆動軸座標
と砥石断面形状曲線座標の相対的位置関係と、モデル化
により与えられた砥石断面形状曲線誤差を計算する手段
と、上記砥石断面形状曲線誤差から、砥石整形機の据え
付け位置誤差及び形状誤差を計算し、これらの誤差を補
正する値を砥石整形NCデータとして用い、砥石形状を
諸元通りに加工する補正手段と、を備えてなることを要
旨とする。
補正装置は、先端部の寸法が既知である測定子を、NC
砥石整形機で整形された砥石を用いて成形研削加工され
たワークの、非研削部分と成形研削部分に測定子を接触
させた時の座標を計測する計測手段と、該計測によって
得られた座標データを記憶する記憶手段と、砥石整形機
の据え付け位置誤差及び形状誤差に対する砥石断面形状
曲線誤差の幾何学的関係をモデル化し、ワーク形状曲線
に任意の座標系を与え、ワーク諸元から与えられるワー
ク形状曲線と、ワーク形状曲線座標系内の任意の点との
距離を計算する手段と、砥石断面形状曲線と合同である
研削溝断面形状に任意の座標系を与え、加工する砥石諸
元及び誤差を含むモデルから与えられる研削溝断面形状
曲線と、研削溝断面形状曲線座標系内の任意の点との距
離を計算する手段と、ワークに測定子を接触させたとき
の計測点とワーク形状曲線との距離が接触子先端部にお
ける既知寸法と等しくなるように、ワーク形状曲線座標
とNC駆動軸座標の相対的位置関係を計算する手段と、
研削溝に測定子を接触させたときの計測点と研削溝断面
形状曲線との距離が接触子先端部における既知寸法と等
しくなるように、研削溝断面形状曲線座標とNC駆動軸
座標の相対的位置関係と、モデル化方法で与えられた研
削溝断面形状曲線誤差を計算する手段と、上記研削溝断
面形状誤差から、砥石整形機の据え付け位置誤差ならび
形状誤差を計算し、これらの誤差を補正する値を砥石整
形NCデータとして用い、ワーク形状曲線座標とNC駆
動軸座標の相対的位置関係、及び研削溝断面形状曲線座
標とNC駆動軸座標の相対的位置関係から、ワーク形状
曲線座標と研削溝断面形状曲線座標の相対位置関係を計
算し、目標とする相対位置との誤差を補正する成形研削
加工用NCデータを与え、それにより砥石形状を諸元通
りに整形するとともに、ワークを諸元通りに研削加工す
る補正手段と、を備えてなることを要旨とする。
おいて、測定子はNC砥石整形機のベースまたは砥石保
持部に設けることが好ましい。
部分とは、ワークが例えば歯車の研削に使用されるもの
である場合には、ワークの外周(歯先円に相当する)及
び歯形をそれぞれ意味する。なお、上記歯車の例では、
歯車の歯先円の中心=歯車の中心という仮定を設け、ワ
ークの外周部分を計測することによりワークの中心を求
めているが、本発明の非研削部分には、ワークの中心を
求めることができるワーク上の任意の形状が含まれる。
従って上記外周部分に限らず、例えば中心に対して正確
に穴が穿設されているようなワークでは、その穴の内周
部分を計測することによってもワークの中心を求めるこ
とができる。
基づいて本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、砥
石やワークの形状に限定されないが、以下の実施形態で
は、直溝成形研削加工の典型例としてインボリュート平
歯車の成形研削加工を例に取って説明する。また、説明
に際しては(1) 第一の形態として砥石整形誤差補正方法
及びそれに用いる誤差補正装置について説明した後、
(2) 第二の形態として砥石整形・成形研削加工誤差補正
方法及びそれに用いる誤差補正装置について説明する。
石回転型砥石整形機付き5軸NC歯車研削加工装置(以
下、単にNC研削加工装置と呼ぶ)の構成を、図1を参
照しながら説明する。
(x軸方向)に往復移動するようになっており、割出台
2のワーク保持部2aはワーク3を保持した状態でA軸
まわりに回転するようになっている。
に前進または後退するようになっており、このy軸テー
ブル4上には、上下方向(z軸方向)に昇降可能なz軸
テーブル5が備えられている。このz軸テーブル5の前
面には砥石保持部5aが備えられ、この砥石車保持部5
aの先端に被削歯車の歯溝の形状に整形された砥石6が
軸支されている。
付けられた多石回転型砥石整形機(以下、ロータリドレ
ッサと呼ぶ)である。
は、後述する測定子によって計測された座標データが格
納される。上記測定子及びNCコントローラ10は計測
手段とみなすことができる。
7の据え付け位置誤差及び形状誤差に対する砥石断面形
状曲線誤差(本実施形態では砥石歯形曲線誤差として説
明する)の幾何学的関係をモデル化する。また、砥石歯
形曲線に任意の座標系を与え、加工する砥石諸元及び誤
差を含むモデルから与えられる砥石歯形曲線と砥石歯形
曲線座標系内の任意の点との距離を計算する。
6に測定子を接触させたときの計測点と砥石歯形曲線と
の距離が接触子先端部における既知寸法と等しくなるよ
うに、NC駆動軸座標と砥石歯形曲線座標の相対的位置
関係と、モデル化により与えられた砥石歯形曲線誤差を
計算する。
から、ロータリドレッサ7の据え付け位置誤差及び形状
誤差を計算し、これらの誤差を補正する値を砥石整形N
Cデータとして用い、砥石形状を諸元通りに加工するよ
うになっている。
C研削加工装置による平歯車歯形の成形研削加工におい
ては、まず、図2に示すように、NC駆動軸を動作させ
て、回転するロータリドレッサ7に砥石6を押し当てる
ことにより、砥石6の整形を行う。 図3は砥石6をロ
ータリドレッサ7の一方側から他方側に移動させて砥石
の右側及び左側をそれぞれ整形している様子を示してお
り、7aは整形用石である。
に成形研削補正に関する実施形態を説明するために、歯
形の成形研削も行える装置の構成を示しているが、第一
の形態では砥石整形誤差補正のみを扱うため、歯形研削
機能のない例えばNC砥石研削盤であってもよい。
るロータリドレッサ7の動作軌跡を示したものである。
ロータリードレッサ7のエッジにはダイヤモンドなどで
作られた整形用石7aが固着されており、ロータリドレ
ッサ7の動作は、そのエッジを動作参照点eとして与え
られる。そして、この動作参照点eを砥石曲線fで動作
させることにより、砥石6が整形される。
形用石7aの半径rdを工具径補正値としてNCコント
ローラ10に与えてやることにより、動作参照点eは砥
石曲線fから整形用石半径rd分だけ離れた位置を移動
することになり、その結果、砥石6が目標の砥石曲線f
通りに整形されることになる。
を、( a) 〜( e) の各ステップに分けて説明する。
差及び形状誤差に対する砥石歯形曲線誤差の幾何学的関
係をモデル化する。
って整形用石7aの半径rdが変化して初期にNCコン
トローラ10に設定した値とずれてきたり( 形状誤差)
、また、ロータリドレッサ7の回転軸芯がNC加工機
の垂直軸とずれている( 据え付け位置誤差) 場合があ
り、このような場合には砥石6を目標通りに整形するこ
とができない。
砥石歯形形状に及ぼす影響を考える。インボリュート歯
車歯形は、図5に示すインボリュート曲線の一部分を歯
形曲線に使用しているが、実際の歯車では、図6に示す
ように、歯厚に応じてインボリュートのオフセット角度
θ0 (インボリュート曲線の起点角度) を指定してい
る。この場合、整形用石半径rdの誤差は、図7に示す
ようにインボリュートのオフセット角度θ0 誤差を生じ
させる。
い場合を示し、同図(b)は整形用石半径rdに誤差が
生じた場合を示している。すなち、整形用石半径とイン
ボリュートのオフセット角度とにおいて、正規の値と実
際の値との誤差をそれぞれΔrd、Δθ0としたとき、
ートの基礎円半経である。
が、砥石歯形形状に及ぼす影響を考える。
れるが、回転軸芯に誤差が生じると、図8に示すように
ロータリドレッサ7の右側エッジ及び左側エッジの間で
高さに差が生じる。この状態で砥石整形を行うと、図9
に示すように、インボリュートのオフセット角度は等し
いものの、基礎円中心の高さが左右で異なった状態にな
っていることがわかる。すなわち、インボリュート基礎
円中心の高さ方向の差をΔhg、ロータリドレッサ7の
左右のエッジの高さの差をΔhdとしたとき、
据え付け位置誤差及び形状誤差に対する砥石歯形曲線誤
差の幾何学的関係がモデル化される。
スに、先端が球形からなる測定子8を取り付け、NC付
きロータリドレッサ7で整形された砥石6にその測定子
8を接触させた時のNC駆動軸の値を計測し、計測結果
をNCコントローラ10の記憶手段10aに記憶する。
レッサ7を動作させ、図11に示すように砥石6におけ
る整形部分に測定子8を接触させる。詳しくは、本実施
形態では、NC研削加工装置のY,Z軸を動作させて、
砥石6の整形部分を測定子8に接触させ、接触させた時
のNC駆動軸の値を計測している。すなわち、図12に
示すように、砥石6の左右をそれぞれNLi、NRi点計測
し、これを、
の値は、NC駆動軸座標系における、測定子8の中心位
置とみなすことができる。なお、本実施形態における測
定子8は、先端部の変位や接触を電圧信号に変換して出
力する機能を備えているものであれば、タッチセンサや
電気マイクロセンサ等の任意のセンサを使用することが
できる。
て、加工する砥石諸元および上記誤差を含むモデルから
与えられる砥石歯形曲線と、上記砥石歯形曲線座標系内
の任意の点との距離を計算する。
据え付け誤差及び砥石6の形状誤差が含まれる場合であ
ってもインボリュート曲線の形状は変化せずに、インボ
リュートのオフセット角度と、左右の基礎円中心の高さ
のみ変化することがわかる。そこで、誤差を含んでいる
砥石形状に対して、図1 3に示すように、インボリュー
トのオフセット角度が“0" の位置に砥石歯形曲線の座
標系を設定する。
曲線座標系における砥石歯形曲線は不変であり、横軸を
Y,縦軸をZとする基準座標( NC駆動軸座標系におけ
る)に対して、座標の原点の位置と座標軸の方向が変化
する。
線座標系における点( p, q) と砥石歯形曲線( インボ
リュート曲線) との距離を計算する。同図に示す幾何学
的関係より、
砥石歯形曲線( インボリュート曲線)との距離dは、
の計測点と砥石歯形曲線との距離が接触子球の半径にな
るように、NC駆動軸座標と上記砥石歯形曲線座標の相
対的位置関係と上記ステップ( a) のモデル化で与えら
れた砥石歯形曲線誤差を計算する。
とることにより、この座標系には砥石歯形曲線誤差は反
映されず( 砥石歯形曲線は不変) 、従ってNC駆動軸座
標と砥石歯形曲線座標の相対的位置関係にのみ考慮すれ
ばよい。
形曲線座標の原点位置( YGLO,ZGL O)、左右の基礎円中
心の高さ誤差Δhg 、オフセット角度誤差Δθ0 を座標
変換パラメータとし、計測点と砥石歯形曲線がフィット
する、すなわち、計測点と砥石歯形曲線との距離が接触
子球の半径rdになるように、座標変換パラメータを求
めれば、NC駆動軸座標と砥石歯形曲線座標の相対的位
置関係が導かれる。なお、計測点と砥石歯形曲線をフィ
ットさせる手法としては、特開平9−11085号公報
で示した非線形の最小自乗法等を用いることができる。
の原点位置( YGLO,ZGLO)と、形状誤差である左右の基
礎円中心の高さ誤差Δhg とオフセット角度誤差Δθ0
が導かれる。
の据え付け位置誤差ならび形状誤差を計算し、この誤差
を補正するような砥石整形NCデータをNCコントロー
ラ10に与える。
サ7の据え付け位置誤差及び形状誤差に対する形状誤差
の関係が与えられるので、逆に、
の据え付け位置誤差ならび形状誤差を計算することがで
きる。
期にNCコントローラ10に与えた値とずれてきたり(
形状誤差) 、また、ロータリドレッサ7の回転軸芯がN
C研削加工装置の垂直軸とずれている( 据え付け位置誤
差) などすると、図15に示すように砥石6は目標通り
に成形されないが、上述した方法で、ロータリドレッサ
7の据え付け位置誤差と形状誤差を補正することによ
り、具体的には、据え付け位置誤差補正について、砥石
6の左側を整形するときに、左右の高さ誤差分だけ整形
するNC軌跡をずらす。また、形状誤差補正について、
整形用石誤差を現在の工具径補正値から引くことによ
り、目標通りの砥石6が整形されることになる(図15
(b)参照)。次に、第二の形態に係る砥石整形・成形
研削補正方法について説明する。
NC研削加工装置を用いて、砥石整形を行った後、平歯
車歯形の成形研削加工を行う場合について説明する。
a) に示すようにワーク9の中心に対して砥石6を正確
に位置決めする( ワーク中心とインボリュート基礎円中
心を一致させる) ことによってはじめて目標の歯形を得
ることが出来る。しかし、実際の加工ではNC駆動軸の
位置決め誤差があるために、図16( b) のようにワー
ク9中心とインボリュート基礎円中心が一致せず研削誤
差が生じる。
報では、図17に示すようにNC研削加工装置における
Z軸テーブル5に、先端が球形からなる測定子8を取り
付け、測定子8を非研削部分9a(ワークの外周部分)
と成形研削部分9b(歯形部分)とに接触させた時のN
C駆動軸の値を用いて、砥石6の位置決め誤差を補正し
ていた。しかしながら、この補正方法では、砥石6の整
形誤差を考慮していないため、砥石6に整形誤差が含ま
れていると、ワーク9と砥石6との位置決め誤差の補正
に誤差が生じることになる。
を正確に行った後、特開平9- 11085号公報に記載
の補正を行えば、より正確な歯形研削加工を実現するこ
とができるが、この場合、砥石形状測定用とワーク歯形
形状測定用の2つの測定子が必要になり、冗長なシステ
ムになってしまう。そこで、本発明では、成形研削され
たワークの形状を測定することにより、砥石6の整形誤
差及びワーク9に対する砥石6の位置決め誤差を一度に
補正することができるようにしている。
構成を示したものである。なお、図1と同じ構成要素に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。
憶手段20aは、ロータリドレッサ7で整形された砥石
6を用いて成形研削加工されたワーク9の、ワーク外周
部分9aと歯車歯形部分9bに測定子8を接触させるこ
とにより得られた座標データを記憶する。
7の据え付け位置誤差及び形状誤差に対する砥石歯形曲
線誤差の幾何学的関係をモデル化し、ワーク形状曲線に
任意の座標系を与え、ワーク諸元から与えられるワーク
形状曲線と、ワーク形状曲線座標系内の任意の点との距
離を計算する。また、砥石歯形曲線と合同である歯車歯
形形状に任意の座標系を与え、加工する砥石諸元及び誤
差を含むモデルから与えられる歯車歯形曲線と、歯車歯
形曲線座標系内の任意の点との距離を計算する。
きの計測点とワーク形状曲線との距離が接触子球の半径
となるように、ワーク形状曲線座標とNC駆動軸座標の
相対的位置関係を計算する。
歯形面に測定子8を接触させたときの計測点と歯車歯形
曲線との距離が接触子球の半径となるように、歯車歯形
曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置関係と、モデル
化方法で与えられた歯車歯形曲線誤差を計算する。
から、ロータリドレッサ7の据え付け位置誤差ならび形
状誤差を計算し、これらの誤差を補正する値を砥石整形
NCデータとして用い、ワーク形状曲線座標とNC駆動
軸座標の相対的位置関係、及び歯車歯形曲線座標とNC
駆動軸座標の相対的位置関係から、ワーク形状曲線座標
と歯車歯形曲線座標の相対位置関係を計算し、目標とす
る相対位置との誤差を補正する成形研削加工用NCデー
タを与え、それにより砥石形状を諸元通りに整形すると
ともに、ワーク9を諸元通りに研削加工するようになっ
ている。
補正方法を下記( f) 〜( m) のステップに分けて説明
する。
誤差ならび形状誤差と砥石歯形曲線誤差の幾何学的関係
をモデル化する。このモデル化の手法は第一の形態と同
じである。
えて、ワーク諸元から与えられるワーク形状曲線と、上
記ワーク形状曲線座標系内の任意の点との距離を計算す
る。
は円柱形をなしている。そこで、その円柱形状外周面を
ワーク形状曲線とし、円柱の中心を原点とした図19に
示すようなワーク形状曲線座標系を設定する。
q) とワーク形状曲線( 円柱外周) との距離d は、図2
0より、
径である。
形状に任意の座標系を与えて、加工する砥石諸元および
上記誤差を含むモデルから与えられる歯車歯形曲線と、
前記歯車歯形曲線座標系内の任意の点との距離を計算す
る。
が、第一の形態に対して本第二の形態では図21に示す
ように、計測点がインボリュート曲線の外側にある。従
って、式(5) は、
工装置のZ軸テーブル5に測定子8を取り付け、ロータ
リドレッサ7で整形した砥石6を用いて成形研削加工し
たワーク9の、ワーク外周部分9aと歯車歯形部分9b
とにそれぞれ測定子8を接触させた時のNC駆動軸の値
を計測し、計測結果をNCコントローラ20の記憶手段
20aに記憶する。
工装置のZ軸テーブル5に、先端が球形からなる測定子
8を取り付け、NC研削加工装置を動作させてワーク外
周部分9aと歯形部分9b( インボリュート曲線部分)
に測定子8を接触させる。本実施形態では、NC研削加
工装置のY,Z軸を動作させて、砥石6の整形部分を測
定子8に接触させ、接触させた時のNC駆動軸の値を計
測する。
れぞれNLi、NRi点計測し、これを、
の値は、NC駆動軸座標系における、測定子8の中心位
置とみなすことができる。また、ワーク曲線である円柱
外周部分をNWi点計測し、これを、
きの計測点とワーク形状曲線との距離が接触子球の半径
になるように、上記ワーク形状曲線座標とNC駆動軸座
標の相対的位置関係を計算する。
の原点位置( YWO, ZWO) を座標変換パラメータとし、
ワーク形計測点χWiとワーク形状曲線( 円柱外周) がフ
ィットするように、すなわち、計測点とワーク形状曲線
との距離が接触子球の半径になるように座標変換パラメ
ータを求めれば、NC駆動軸座標とワーク形状曲線座標
の相対的位置関係が導かれる。なお、計測点とワーク形
状曲線をフィットさせるには、特開平9- 11085号
公報に示した非線形の最小自乗法等を用いればよい。
きの計測点と歯形形状曲線との距離が接触子球の半径に
なるように、歯形形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対
的位置関係、及び上述した(f)項のモデル化で与えら
れた歯車歯形曲線誤差を計算する。この計算は、第一の
形態の( d) 項と同様の手法に従う。このときの歯車歯
形曲線座標系とNC駆動軸座標系との関係は図24示す
通りである。
レッサ7の据え付け位置誤差及び形状誤差を計算し、こ
の誤差を補正する砥石整形NCデータをNC研削加工装
置に与える。この計算は第一の形態の(e)項と同じ手
法に従う。
標の相対的位置関係並びに歯形形状曲線座標とNC駆動
軸座標の相対的位置関係から、ワーク形状曲線座標と歯
形形状曲線座標の相対位置関係を計算し、目標とする相
対位置との誤差を補正する成形研削加工用NCデータを
与え、砥石形状を諸元通りに整形加工すると共に、ワー
クを諸元通りに研削加工する。
けるワーク形状曲線座標の原点位置原点( YWO, ZWO)
と、NC駆動軸座標における歯形形状曲線座標の原点位
置(YGLO,ZGLO)が与えられる。ワークに対する研削形
状の位置は加工諸元として与えらるものであり、本実施
形態では、ワーク中心とインボリュート歯形の基礎円中
心が一致すること、すなわち、座標( YWO, ZWO) と座
標( YGLO,ZGLO)を一致させることが目標となり、この
2つの原点位置誤差が、研削位置決め誤差になる。
の整形誤差を補正し、且つ研削位置誤差から砥石6の位
置決め誤差を補正すれば、ワーク9に対する所定の部位
に、目標通りの形状で成形研削加工を行うことが可能に
なる。
本発明の砥石整形誤差補正方法およびその誤差補正装置
によれば、砥石形状に誤差が含まれている場合に、その
誤差を補正しつつ砥石形状を緒元通りに加工することが
できる。
工誤差補正方法及びその誤差補正装置によれば、砥石形
状を緒元通りに加工するとともにワークを緒元通りに加
工してワークの仕上げ精度を向上させることができると
いう長所を有する。
法に使用するロータリドレッサ付きNC研削加工装置の
構成を示す斜視図である。
配置を示す斜視図である。
る。
る。
る。
断面図である。
ある。
明図である。
る。
面形状曲線との距離の求め方を示す説明図である。
方法を示す説明図である。
る。
形研削加工誤差補正方法に使用するロータリドレッサ付
きNC研削加工装置の構成を示す斜視図である。
ある。
状曲線との距離を示す説明図である。
の距離を示す説明図である。
置関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
を行うに至るまでの処理手順を示す説明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 先端部の寸法が既知である測定子を、N
C砥石整形機で整形された整形面に接触させた時の座標
を計測し、 該計測によって得られた座標データを記憶し、 前記NC砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差に
対する砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデル化
し、 前記砥石断面形状曲線に任意の座標系を与え、加工する
砥石諸元及び前記誤差を含むモデルから与えられる砥石
断面形状曲線と前記砥石断面形状曲線座標系内の任意の
点との距離を計算し、 前記砥石に前記測定子を接触させたときの計測点と砥石
断面形状曲線との距離が前記接触子先端部における既知
寸法と等しくなるように、NC駆動軸座標と前記砥石断
面形状曲線座標の相対的位置関係と、前記モデル化によ
り与えられた砥石断面形状曲線誤差を計算し、 上記砥石断面形状曲線誤差から、前記砥石整形機の据え
付け位置誤差及び形状誤差を計算し、これらの誤差を補
正する値を砥石整形NCデータとして用い、砥石形状を
諸元通りに加工することを特徴とする砥石整形誤差補正
方法。 - 【請求項2】 先端部の寸法が既知である測定子を、砥
石整形機で整形された砥石を用いて成形研削加工された
ワークの、非研削部分と成形研削部分に接触させた時の
座標を計測し、 該計測によって得られた座標データを記憶し、 前記砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差に対す
る砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデル化し、 ワーク形状曲線に任意の座標系を与え、ワーク諸元から
与えられるワーク形状曲線と、前記ワーク形状曲線座標
系内の任意の点との距離を計算し、 前記砥石断面形状曲線と合同である研削溝断面形状に任
意の座標系を与え、加工する砥石諸元及び前記誤差を含
むモデルから与えられる研削溝断面形状曲線と、前記研
削溝断面形状曲線座標系内の任意の点との距離を計算
し、 前記ワークに前記測定子を接触させたときの計測点とワ
ーク形状曲線との距離が前記接触子先端部における既知
寸法と等しくなるように、前記ワーク形状曲線座標とN
C駆動軸座標の相対的位置関係を計算し、 前記研削溝に前記測定子を接触させたときの計測点と前
記研削溝断面形状曲線との距離が前記接触子先端部にお
ける既知寸法と等しくなるように、前記研削溝断面形状
曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置関係と、前記モ
デル化方法で与えられた研削溝断面形状曲線誤差を計算
し、 上記研削溝断面形状誤差から、前記砥石整形機の据え付
け位置誤差ならび形状誤差を計算し、これらの誤差を補
正する値を砥石整形NCデータとして用い、前記ワーク
形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置関係、及び
研削溝断面形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置
関係から、ワーク形状曲線座標と研削溝断面形状曲線座
標の相対位置関係を計算し、目標とする相対位置との誤
差を補正する成形研削加工用NCデータを与え、それに
より砥石形状を諸元通りに整形するとともに、前記ワー
クを諸元通りに研削加工する砥石整形・直溝成形研削加
工誤差補正方法。 - 【請求項3】 前記測定子がNC砥石整形機のベースに
設けられたものである請求項1または2に記載の誤差補
正方法。 - 【請求項4】 前記ワークが歯車に加工されるものであ
り、前記非研削部分は円柱状ワークの外周部分であり、
前記成形研削部分は歯形部分である請求項2記載の誤差
補正方法。 - 【請求項5】 先端部の寸法が既知である測定子を、N
C砥石整形機で整形された整形面に接触させた時の座標
を計測する計測手段と、 該計測によって得られた座標データを記憶する記憶手段
と、 前記NC砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差に
対する砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデル化
し、前記砥石断面形状曲線に任意の座標系を与え、加工
する砥石諸元及び前記誤差を含むモデルから与えられる
砥石断面形状曲線と前記砥石断面形状曲線座標系内の任
意の点との距離を計算する手段と、 前記砥石に前記測定子を接触させたときの計測点と砥石
断面形状曲線との距離が前記接触子先端部における既知
寸法と等しくなるように、NC駆動軸座標と前記砥石断
面形状曲線座標の相対的位置関係と、前記モデル化によ
り与えられた砥石断面形状曲線誤差を計算する手段と、 上記砥石断面形状曲線誤差から、前記砥石整形機の据え
付け位置誤差及び形状誤差を計算し、これらの誤差を補
正する値を砥石整形NCデータとして用い、砥石形状を
諸元通りに加工する補正手段と、 を備えてなることを特徴とする砥石整形誤差補正装置。 - 【請求項6】 先端部の寸法が既知である測定子を、N
C砥石整形機で整形された砥石を用いて成形研削加工さ
れたワークの、非研削部分と成形研削部分に接触させた
時の座標を計測する計測手段と、 該計測によって得られた座標データを記憶する記憶手段
と、 前記砥石整形機の据え付け位置誤差及び形状誤差に対す
る砥石断面形状曲線誤差の幾何学的関係をモデル化し、
ワーク形状曲線に任意の座標系を与え、ワーク諸元から
与えられるワーク形状曲線と、前記ワーク形状曲線座標
系内の任意の点との距離を計算する手段と、 前記砥石断面形状曲線と合同である研削溝断面形状に任
意の座標系を与え、加工する砥石諸元及び前記誤差を含
むモデルから与えられる研削溝断面形状曲線と、前記研
削溝断面形状曲線座標系内の任意の点との距離を計算す
る計算手段と、 前記ワークに前記測定子を接触させたときの計測点とワ
ーク形状曲線との距離が前記接触子先端部における既知
寸法と等しくなるように、前記ワーク形状曲線座標とN
C駆動軸座標の相対的位置関係を計算する手段と、 前記研削溝に前記測定子を接触させたときの計測点と前
記研削溝断面形状曲線との距離が前記接触子先端部にお
ける既知寸法と等しくなるように、前記研削溝断面形状
曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置関係と、前記モ
デル化方法で与えられた研削溝断面形状曲線誤差を計算
する手段と、 上記研削溝断面形状誤差から、前記砥石整形機の据え付
け位置誤差ならび形状誤差を計算し、これらの誤差を補
正する値を砥石整形NCデータとして用い、前記ワーク
形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置関係、及び
研削溝断面形状曲線座標とNC駆動軸座標の相対的位置
関係から、ワーク形状曲線座標と研削溝断面形状曲線座
標の相対位置関係を計算し、目標とする相対位置との誤
差を補正する成形研削加工用NCデータを与え、それに
より砥石形状を諸元通りに整形するとともに、前記ワー
クを諸元通りに研削加工する補正手段と、 を備えてなることを特徴とする砥石整形・直溝成形研削
加工誤差補正装置。 - 【請求項7】 前記測定子が砥石保持部に設けられたも
のである請求項5または6に記載の誤差補正装置。 - 【請求項8】 前記ワークが歯車に加工されるものであ
り、前記非研削部分は円柱状ワークの外周部分であり、
前記成形研削部分は歯形部分である請求項6記載の誤差
補正装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP12789998A JP3634146B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 砥石整形誤差補正方法及び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並びにそれらの誤差補正装置 |
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JPH11320402A true JPH11320402A (ja) | 1999-11-24 |
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-
1998
- 1998-05-11 JP JP12789998A patent/JP3634146B2/ja not_active Expired - Fee Related
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