JPS62114850A - 工作機械を制御する方法および装置 - Google Patents

工作機械を制御する方法および装置

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JPS62114850A
JPS62114850A JP61233408A JP23340886A JPS62114850A JP S62114850 A JPS62114850 A JP S62114850A JP 61233408 A JP61233408 A JP 61233408A JP 23340886 A JP23340886 A JP 23340886A JP S62114850 A JPS62114850 A JP S62114850A
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machining
workpieces
machined
workpiece
machine tool
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JP61233408A
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アントニオ、ボロニェシ
ナルシソ、セレリ
ジャンカルロ、ゲルドビッチ
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Finike Italiana Marposs SpA
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Finike Italiana Marposs SpA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/013Control or regulation of feed movement
    • B23Q15/04Control or regulation of feed movement according to the final size of the previously-machined workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • B24B49/05Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation including the measurement of a first workpiece already machined and of another workpiece being machined and to be matched with the first one

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ある許容誤差範囲内の種々の=J°法を有す
る機械加工された加工物番得るために、工作機械を選択
的に調整する調整手段を有する工作機械を制御する方法
において、次に、許容誤差範囲内に分布されている段数
の公称寸法に対して工作機械の調整を制御する過程を備
える工作機械を制御するノJ゛法に関するものである。
また、本発明は、決定されている公称寸法に調整させる
ようにされた設定手段を含み、許容誤差範囲内の種々の
公称寸法を有する加工物を機械加工するために工作機械
を、E整する調整手段と、この調整手段に結合された制
御器とを備え、機械前1:物を決定された許容誤差範囲
内で機械加工するためにに作機械を制御する装置にも関
するものである。
また、本発明は、関連する許容誤差範囲内の寸法に、か
つ互いに一致するように機械加工すべき2個の機械的な
加工物をそれぞれ機械加工するために第1の工作機械と
第2の工作機械を備え、それらの加工物を直列に機械加
工する装置において、各工作機械には、機械加工される
加工物の寸法を調べる機械加工中測定器であって、零設
定手段と、測定器が零設定条件に達した時に機械加工作
業を終了させる制御器とを自°する測定器ど、あらゆる
加工物の機械加工された寸法を調べ、関連する測定信号
を与える機械加工後測定器と、この機械加工後測定器お
よび機械加工中測定器に接続され、機械前に巾測定器の
正しい動作を調べて、機械前1、巾測定器の零設定手段
を修正するために前記測定信号を処理する処理器とが設
けられ、2個の機械加工作業を直列に機械加工する装置
にも関するものである。
(従来の技術) ある種の加工物を特定の公称寸法に従って機械加工する
工作機械が、工作機械の訓育の特徴に応じて、実際の・
j法が公称・j°法に関してランダムに変化することか
あるような加工物を製作する。多くの場合に、前記実際
の寸法を、特定の平均値を中心とする「1E常な」すな
わちガウス統計分布曲線に属するランダムな変数で図形
的に表すことができる。前記平均値の公称値からのずれ
、および前記値を中心とする分散度(統=1的な項にお
いて分散σ2により表される)が特定の工作機械の特性
を表す。
(発明が解決しようとする問題点) 互いに一致させるべき2種類の加工物の直列機械前」、
では種々の問題が生ずる。各f7f!類の加工物に対す
る許容誤差とは別にしても、許容誤差を「一致させる」
ことを考えることも必要であり、または81種類の加工
物に対して許されている予め設定された許容誤差範囲内
に入るばかりでなく、それの一致をもn■能にする・J
法を有する加工物対を識別することも必要とする。
各種の加工物を許容誤差範囲内で独立に機械加工するこ
とにより、各加工物に対して他の種類の対応する加工物
を製作することが可能であることが統計的に真であると
すると、これまで知られている製作り法に従って、非常
に多数の加工物を機械加圧すること、および非常に大鑑
の在庫品を形成することを必要とすることがあることも
事実である。
非常に多数の加工物を含む2組の加工物群から一致すべ
き正しい加工物を選択するため、および手作業で加工物
を探すことにより非常に遅くて、高価な加工物を阻止す
るためには、許容誤差範囲内の加工物を種々のド位の種
類に分類し、各F位の種類に属する各加工物に種々のや
り方でしるしを付けることにより、各加工物を識別する
ことが必要である。この種の方法は、明らかに遅いとい
うことは別にしても、機械加工された加工物を種々のド
位の種類に分類する点検手段と、しるしを付ける作業を
物理的に行なう手段とを有する曵雑な装置を必要とする
。この装置は明らかに非常に高価である。
選択時間を短くし、一致させるべき1fIIi類の加工
物を貯蔵するために必要な空間を最小にするためには、
工作機械の出口において分類された機械加工された加工
物の小さい群に加工物をまとめる(一致させる)と一般
に有利である。
公知の装置を用いることによりこれを行なうためには、
対応する加工物群の加−1−物に対して、1つの種類ま
たは他の種類に属する加工物のガウス分布曲線がほぼ許
容誤差範囲内にあり、かつ同じ分散を有するばかりでな
く、同じ位置(対応する平均値に対して中心に置かれる
)にあることも必要とする。もしそうでないとすると、
全面的に一致できる加工物群対を形成することが実際に
は不n■能である。
種々の原因(たとえば温度変化)によりガウス曲線の位
置が許容誤差範囲内で変化することがあること、および
前記のように各種の工作機械が種々の分散を脅°するガ
ウス曲線により特徴づけられることを考慮すると、公知
の装置に少なくとも反雑な中央制御装置が設けられてい
ないとすると、自動機械加1−と、[バッチ(baLe
h)Jにより行なわれる自動まとめを公知の装置により
行なうことが実際には不可能であることは容易に理解で
きる。
この制御装置は、2台の工作機械の動作、更に詳しくい
えばガウス曲線(機械加工された加工物の分布曲線)の
位置を同時に制御でき、かつ2つの分布曲線の各々の変
位を検出して、他方の分布曲線の対応する変位を指令で
きる中央コンピュータにより得ることかできる。
更に、そのコンピュータはガウス分布曲線の間の起り得
る差を処理するために適切な調整も制御すべきである。
この制御装置は、多くのデータで多くの動作(たとえば
測定値の検出、測定されたあらゆる新しい加工物におけ
るガウス分布曲線の計算および更新、あらゆる測定され
た加工物におけるガウス分布曲線の比較、ガウス分布曲
線の変位の計算、制御等)を行なわねばならないコンピ
ュータの使用に対して複雑であり、高くつき、かつ正し
い。
史に、この制御装置はとくに柔軟ではない、すなわち、
機械加工された加工物は直ちに互いに一致させねばなら
ず、あるいは正しい機械加工順序を保たなければならな
い。実際に、それらの加工物が一致の前に混合されるも
のとすると、一致させるための正しい加工物対の以後の
識別が不可能になることがある。
上記から、米国特A’l第4,274,230号明細書
およびドイツ特許第1,652.193号明細書に開示
されている広く知られているノブ法は、2種類の加1:
物のうち既に機械前にされている1つの種類の関連する
加E物に関して工作機械を零設定することにより、他の
種類の加工物を機械加圧することである。この一致一機
械加上は非常に精密な工作機械(少なくとも、1杯類の
加工物に対【7て)と、直ちに一致させること、または
関連する加工物対を一緒に少なくとも貯蔵することを必
要とする。
本発明の目的は、小さい群から得ることができる一致さ
せるべき2種類の加−r物を自動的に機械加−1ユする
ために、1つの種類のほぼあらゆる群を、加工物の加工
時間とは無関係に、他の種類のあらゆる群に完全に一致
させることができる方法および関連する装置を得ること
である。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、ある許容誤差範囲内の種々の寸法を有
する機械加工された製品を得るために、工作機械を選択
的に調整する調整手段を有する工作機械を制御する方法
において、次に、許容誤差範囲内に分布されている複数
の公称寸法に対して工作機械の調整を制御する工程と、
全ての前記調整の後で関連する数の製品の機械加工を制
御する工程と、前記複数の公称寸法に対して前記諸工程
を完了することにより、機械加工された1組の製品を形
成する1:程と、を備えることを特徴とする11作機械
を制御する方法か得られる。
また、本発明によれは、決定されている公称寸法に調整
させるようにされた設定手段を含み、許容ご;差範囲内
の種々の公称寸法を有する製品を機械加工するために工
作機械を調整する調整子・段と、工作機械により機械加
工された製品をカウントするカウント手段と、機械加工
された製品を受ける貯蔵手段と、調整手段とカウント手
段および貯蔵手段に結合され、許容誤差範囲内に分布さ
れた前記決定された対応する数の公称寸法に関してpめ
設定された数の以後の調整を制御し、あらゆる調整後に
関連する数の機械加工作業を制御し、かつ前記予め設定
された数の以後の、調整および機械加工作業の終了時に
1組の機械加工された製品の形成を制御する制御器と、
を備えることを特徴とする決定されている許容誤差範囲
内で機械的な製品を機械加1.するために1:作機械を
制御する装置が得られる。
更に本発明に従って、関連する許容zl差範囲内の・」
°法に、かつ互いに一致するように機械加工すべき2個
の機械的な加工物をそれぞれ機械加工するために第1の
工作機械と第2の工作機械を備え、それらの加工物を直
列に機械加工する装置において、各工作機械には、機械
加工される加工物の寸法を調べる機械加工中測定器であ
って、零設定手段と、測定器が零設定条件に達した時に
機械加工作業を終了させる制御器とを有する測定器と、
あらゆる加工物の機械加工された寸法を調べ、関連する
測定信号を与える機械加工後測定器と、この機械加工後
測定器および機械加工中測定器に接続され、機械加に巾
測定器の正しい動作を調べて、機械加を巾測定器の零設
定手段を修正するために前記測定信号を処理する処理器
と、機械加工される加工物の数をカウントし、第1の予
め設定されている定期的なカウントに達した時に第1の
制御信号を定期的に発生し、第2の予め設定された定期
的カウントに達した時に第2の制御およびリセット信号
を定期的に発生するカウント手段と、カウント手段が第
1の制御信号を発生するたびに調整はたけ零設定手段を
定期的に調整するためにカウント手段と機械加工中測定
器の零設定手段に作動的に結合され、決定された調整磁
を設定するレジスタ手段と、前記pめ設定された定期的
なカウントに対応する1組の加工物を形成するためにカ
ウント手段に作動的に結合され、機械加工された・ 加
工物を受ける貯蔵手段と、が設けられ、前記第2の制御
およびリセット信号は1組の加]−物の終りを制御し、
機械加」ユ中測定器の零設定手段をリセットすることを
特徴とする2個の機械的加工物を直列に機械加工する装
置が得られる。
(発明の効果) 本発明により達成される大きな利点は、一致させるべき
2f!!類の加工物の機械加工を、互いに基本的には独
立して動作する関連する数値制御装置を有する2台の工
作機械または製作ラインを用いて得ることかできる。
(実施例) 第1A図および第1B図は本発明の装置の動作を示す。
それらの図においては、2台の工作機械、更に詳しくい
えば外面研削用の研削機1と、内面研削用の研削機1′
か2種類の加工物2と2′に対して一連の機械加工サイ
クルを行なう。更に正確にいえば、この機械加工は第1
の加工物すなわち軸2の円筒形部分3の外面に対するも
のと、第2の加工物2′の穴3′の内面の機械加工に関
するものである。その機械加工の後で加工物2の外径を
加工物2′の内径に一致させる。
研削機1は第1A図においてはといし車4とスライドす
なわちといし車スライド5(矢印で示されている向きに
動(ことができる)とで構成されている。そのといし車
スライドは加工物の寸法を変えることができるようにす
る制御器の一部である。
研削機1′は、第1B図では、穴3′の内面を動くこと
ができるといし車4′により示されている。このといし
小4′ もといし小スライド(図示せず)により移動さ
せられる。
第1A図と第1B図に示されている研削機1゜1′の2
つの機械加工サイクルの動作原理はほぼ同じであるから
、第1A図のみを参照して本発明を説明することにする
。第1B図において、第1A図に示されている同じ機能
を有するブロックに対応するブロックには、同じ参照符
号にダッシュ記号を付けて表すことにする。
制御器は機械加工を制御する制御および調整手段も備え
る。この制御および調整手段は、機械加工中に加工物2
の円筒形部分3の直径上の両端の点に接触する接触子を
支持する一対のアーム7と8を含む公知の測定ヘッド6
を有する「加工中」測定部より成る。測定される寸法の
変化によりひき起されるアーム7と8の動き、または正
確にいえば相対的な位置が、差動変圧器9により検出さ
れる。この差動変圧器は測定信号をヘッドの外部へ送る
その測定信号は増幅器10により増幅されてから比較器
および制御器11へ送られる。この比較器および制御器
は零設定器12の出力信号も受ける。
円筒形部分3の直径の公称寸法からのずれを示す(6号
を発生する比較器および制御器組の出力端子が、参照符
号13により示されている機能的な接続部によりといし
車スライド5に接続される。
研削機1から出てくる加工物2の寸法を測定する手段は
、加工物2の円筒形部分3の直径の両端の点に接触する
第2の接触子を支持する一対の可動アーム27と28を
含む公知の測定ヘッド26を有する加に後測定部を備え
る。
測定された寸法が変化するとアーム27.28か動かさ
れ、動かされたアームの相対的な位置が、たとえば差動
変圧器29により検出される。その差動変圧器は加工物
2の寸法に応じた信号を発生する。その信号は増幅器3
0により増幅されてから記憶および処理S31の入力端
子へ与えられる。
その記憶および処理器はレジスタ32の出力信号も受け
る。記憶および処理器31の出力端子は零設定器12の
更新入力端子へ接続される。記憶および処理器3〕とレ
ジスタ32は処理および制御手段に含まれる。この処理
および制御手段はレジスタおよびカウント手段、とくに
走査器またはカウンタ34も含む。そのカウンタは増幅
器30の出力信号を受ける。カウンタ34の出力端子は
レジスタおよび制御器35の出力端子は零設定器12の
更新入力端子とレジスタ32の入力端子へ接続される。
寸法測定部により寸法を測定された加工物2は、測定部
の出口において予め定められた量より成る群にまとめら
れる。良く理解できるようにするために、それらの加工
物群の1つが図に箱36で示されている。この箱36は
加工物群を受ける貯蔵手段も示す。加工物群36の完成
および次の加工物群の形成は、図に機能的接続部37に
より示されているように、レジスタおよび制御器35に
より制御される。
この明細書の初めにおいて述べたように、工作機械(第
1A図に示されている実施例においては研削機)により
機械加工される加工物の寸法は、特定の工作機械の特徴
である分散σ2を自°するガウス分布に属するランダム
な変温により表される。
第2図には研削機1についてのガウス分布曲線Gが示さ
れている。そのガウス分布曲線は限界値T1とT2によ
り挟まれた許容誤差範囲内にあり、その許容誤差範囲内
において加工物2の円筒形部分3の外径が変化できる。
更に詳しくいえば、第2図においてはガウス分布曲線G
の平均値Mが許容誤差範囲内の中心に一致する。
研削機1と加工物2についてのみこれまで説明してきた
が、研削機1′と加工物2′についてもその説明はあて
はまることを理解すべきである。
機械加工された加工物の寸法が「許容誤差範囲内」にあ
ることを単に調べるために、公知の測定方法に従って動
作させることにより、2台の工作機械の機械加工動作に
関連するガウス分布曲線を、たとえば温度変化またはそ
の他のランダムで、予見し得る事象のような要因のため
に、許容誤差範囲T1とT2の中の全く異なる位置にお
くことができる。
2台の工作機械により機械加工された加工物の寸法が全
て許容誤差範囲内に入っているとしても、関連する許容
誤差範囲の対応する領域に含まれていない機械加工され
た寸法を有する加工物に一致させることは可能でない。
したがって、一致させるべき加工物の機械加工を表すガ
ウス分布曲線を、はぼ重畳させ(一致の間隙は別にして
)、許容誤差範囲内にちょうどよく入ることのないよう
にすべきである。
したがって、加工物を2台の研削機で加工し、従来のや
り方で別々に測定したとすると、関連する許容誤差範囲
内での2つのガウス分布曲線の距離は、一般に、互いに
(統計的に)完全に一致する加工物群を得ることが困難
であるか、不可能であるようなものである。実際に、探
すべき第2の種類の対応する加工物は、それのガウス分
布曲線を第1の種類の加工物の機械加工に関連するガウ
ス分布曲線に重畳できるようなものである。関連する許
容誤差範囲内のガウス分布曲線についての情報を容易に
得ることができないから、一致させるべき加工物群の自
動加工がどれほど面倒であるか、および既に機械加工さ
れている関連する加工物を基準としてとっである数の加
工物を機械加工する必要があることがわかる。
更に、先に述べたように、ガウス分布曲線の分散σ2 
(形を定める)が一般に機械ごとに異なることに注意す
べきである。したがって、2つのガウス分布曲線を重畳
させるためには、それらのガウス分布曲線を同じ平均値
を中心としてとるだけでは十分ではない。たとえば中央
コンピュータにより可能である2種類の機械加工法を統
合する方法を予測する解決技術は、コストおよび構造の
面での前記諸欠点が生ずることになる。
次に、本発明により達成される解決技術、更に詳しくい
えば、第1A図と第1B図に示す装置の動作を第3図に
示す流れ図および第4図のグラフを参照して説明するこ
とにする。この説明においても、先に述べた理由から第
1A図のみを説明することにする。
加工物2が研削機1に取付けられ、その加工物の円筒形
部分3がといし車4により研削される。
ヘッド6からの信号が円筒形部分の変化する寸法、すな
わちその円筒形部分の直径の零設定条件からのずれを示
す。その信号は増幅器10により増幅されてから、比較
器および制御器11において、零設定器12内に設定さ
れている零基準と連続して比較される。公称値に達した
時に、すなわち、比較器および制御器11への人力信号
が等しい時に、比較器および制御器11は制御信号をと
いし車スライド5に与えて、といし車を加工物から離れ
る向きに動かし、研削を停止させる。
機械加工の後で、加工後部において加工物2の寸法をヘ
ッド26により測定し、そのヘッドの出力信号を増幅器
30で増幅してから記憶および処理器31へ送る。
記憶および処理器31は、たとえば予め定められている
数のそれらの信号を格納し、平均値を計算するためにそ
れらの信号を定期的に処理する。
機械加工が行なわれる許容範囲の領域が希望する領域で
あるかどうかを調べるために、その平均値はレジスタ3
2に一般定されている機械加工後処理零基準と比較され
る。その平均値が零基準より小さい時には、レジスタ3
2の内容を修正して、次の加工物2の機械加工中に機械
加工中測定器の機能を正しくするために、更新信号がレ
ジスタ32へ送られる。ヘッド26の信号もカウンタ3
4の入力端子へ与えられる。予め定められている数Wの
加工物がヘッド26により測定されると、カウンタ34
が許容信号をレジスタおよび制御器35へ与える。その
レジスタおよび制御器は予め定メられている数L (L
は加工物群当りの加工物の数であり、後で詳しく説明す
るように、数Wの倍数として定義できる)の加工物がラ
ントされたかどうかを調べる。もしカウントされておれ
ばレジスタおよび制御器35は「加工物群の終り」制御
信号を接続部37を介して送る。もしその数りがカウン
トされない時は、零設定器12の内容とレジスタ32の
内容(したがって次に機械加工すべき加工物2の公称値
)を予め定められている量りだけ修正させるために、レ
ジスタおよび制御器35は制御信号を設定手段すなわち
零設定器12とレジスタ32へ送る。
加工物群12の機械加工を制御するためにヘッド26と
回路ブロック30,31.32,34゜35により実行
される動作の流れ図を第3図に示す。この流れ図の各ブ
ロックは次のような意味を有する。
ブロック50は、全ての新しい加工物群の初めに起る最
初の設定条件を表すもので、加工物2の公称値が許容範
囲内の既知の位置にあるようにして、零設定器12およ
びレジスタ32のパラメータの設定より成る。
ブロック51は、研削機1により研削される新しい加工
物2へ向かうヘッド26の接近の制御を示す。いいかえ
ると、アーム27と28に固定されている接触子の間の
加工物の位置を示す。
ブロック52は、ヘッド26のトランスデユーサ29に
より実行される測定段階と、寸法に応答して増幅器30
により行なわれる信号の増幅の段階を表す。
ブロック53は、記憶および処理器31により行なわれ
る処理および比較を表す。
ブロック54は、零設定器12に対する必要な任意の調
整制御(更新信号を送ること)を表す。
ブロック55は、予め設定された公称値で機械加工すべ
き予め定められた数Wの加工物2を基にしてカウンタ3
4により行なわれる制御を表す。
ブロック56(このブロックは数Wに達する時のブロッ
ク55からの次の工程である)は、カウンタ34の新し
い零設定を表す。
ブロック57は、加工物群を形成するために必要とする
数りに達したか否かについて、レジスタおよび制御器3
5により行なわれる点検を表す。
ブロック58は、点検された加工物の数がしてある時に
処理を停止させることを表す。   ゛ブロック59は
、零設定器12とレジスタ32との内容(したがって公
称値)を予め定められている値りだけ増すために、制御
信号を零設定器12とレジスタ32へ送ることを示す。
第4図には、研削機1により機械加工された加工物2の
群36の寸法(円筒部分3の外径)と寸法ずれの値を表
すランダムな変量の確率分布関数のグラフUが示されて
いる。
前記のようにして得られる関数Uは、W個の加工物のN
回(第4図に示されている実施例においては、N−8)
の機械加工に関連するガウス分布曲線Gi 、G2・・
・GNの和である。各機械加工は予め定められている平
均値Mt 、M2・・・MNで行なわれる。N個の平均
値は同じ値だけ互いに異なる。
第4図に示されているように、分布曲線Uの形は、許容
限界値T1.T2内の一様な連続分布曲線に良い近似度
で類似する。
知られているように、この分布に属するランダムな変量
を特徴づける確率は前記許容限界値内で一定である。実
際には、このことは、あらゆる加工物群36の加工物2
の寸法が、許容範囲内に一様に分布させられる値を統計
的にとることを意味する。内面研削機1′により研削さ
れる加工物2′に対してもほぼ同一の説明を行なうこと
ができる。
研削機1′を適切に選択することにより、加工物2′の
群36′の寸法(加工物2′の内径)の値を表すランダ
ムな変量に属する確率分布関数を、第4図に示されてい
る曲線Uとほぼ同一の曲線で図示することが一般に可能
である。したがって、あらゆる加工物群36′の加工物
2′の寸法は、許容範囲内に一様に分布する値を統計的
に有する。
したがって、L個の加工物2を含む加工物群36と、L
個の加工物2′を含む加工物群36′を配置することに
より、各加工物群の第1の加工物は第2の加工物に(統
計的に)完全に一致できる、あるいはもっと正確にいえ
ば、任意の加工物群36のL個の各加工物2に、任意の
加工物群36′中の加工物2′が一致する確率は非常に
高い。
この重要な成果により、この製作方法に従って、いつで
も一致させることができる、すなわち、加工物が機械加
工された時および機械加工された加工物の総数とは無関
係に、2種類の加工物の小さい群を得ることができる。
これにより、いずれの場合にも利点をもたらさず、ここ
で説明している装置を便利にしない、複雑で高価な中央
制御装置の2台の工作機械に使用することが避けられる
前記した諸量にいくつかの可能な数値をあてはめること
により、本発明の装置の動作を一層良く理解できる。
2種類の加工物を毎日約5000個ずつ、約15μmの
許容誤差範囲内で機械加工するものと仮定すると、Nに
対しである単位の値(10をこえない)を、Wに対して
約10〜15の値を、Dに対して約1〜2μmの値を仮
定できる。
それらの値は機械加工の当初に多くの要因に応じて設定
される。それらの要因のうちの最も重要な1つは特定の
工作機械のガウス分布曲線の形である。
第4図に示されいる例におけるように、W(あらゆるガ
ウス分布曲線当りの加工物の数)にN(T1とT2の間
のガウス分布曲線の数)を乗することによりLの値を選
択でき、それにより加工物の公称値を関連する許容誤差
範囲のちょうど1回の完全な走査を行なわせる。いずれ
の場合にも、Lが一般にWの倍数であったとしても、こ
れは制約ではない。
更に、工作機械すなわち研削機1と1′を特徴づけるガ
ウス分布曲線の分散の間に十分大きい差がある場合には
、数り、N、Wとはそれぞれ異なる数D’ 、N’ 、
W’を工作機械に対して設定することは有用である。数
W、N、W’ 、N’ は、この場合には条件L−WN
−W’ N’ を満すように選択される。
数W、N、Dに一定値を割当てることは限定されるもの
ではないことを理解すべきである。本発明の範囲には、
たとえばNの値が予め設定されず、WとDの値が、第1
A図に示されているブロック31.32,34.35の
諸機能を実行する処理器(たとえばコンピュータ)によ
り常に決定できる解決法もある。この装置はあらゆるガ
ウス分布曲線に対して加工物の数と、ヘッド26により
常に与えられるデータに従ってガウス分布曲線へ伝える
べき変位の大きさを選択できる。これら全てはできるだ
け一様な機械加工された加工物の分布を得ることに役立
つ。
更に、図示の装置においては、機械加工中の測定部に加
えて、機械加工後の測定部を使用することは、工作機械
から行なわれる測定が、理解できる環境条件のために、
機械加工中に行なわれる測定より信頼度が高いことを考
慮すると、とくに有利である。
この説明においては、本発明の主な特徴を強調するため
に、機械加工の測定部と機械加工後の測定部およびそれ
らの測定部の動作を非常に簡単にしたことは明らかであ
る。たとえば、機械加工後の測定部は除去すべき加工物
から良い加工物を識別および選択すること、およびここ
では説明しなかった公知の技術に従って特定の工作機械
を適切に修正または補償すること(すなわち、機械加工
中の測定ヘッドの零設定)も一般にできる。
カウンタ34とレジスタおよび制御器35により行なわ
れるカウント動作は良い加工物2のみに関連させること
ができる。しかし、傾向分析と、許容誤差範囲内で、工
作機械のあらゆる設定に対して調整できる適当な予測制
御限度の選択とに応じて機械加工後の71I11定部を
容易に修正できるから、スクラップ加工物の発生を避け
ることが基本的に可能であり、したがってカウンタ34
とレジスタおよび制御器35により実行されるカウント
動作を機械加工された全ての加工物2に関連させること
が基本的に可能である。
もちろん、実際には、加工物2と2′の2つの加工物群
をとると、いくつかの加工物を一致させることができな
いことがある。しかし、それらの加工物の数は通常は少
なく、後で用いることができる。
機械加工を制御するために、ヘッド6.6′ と、比較
器11,11.’ と、レジスタ12.12’ と、機
能接続部13.13’ とを含む、第1A図に示されて
いる実施例に見られる機械加工中の測定器は、本発明の
目的には重要ではなく、機械加工すべき加工物の公称寸
法を変えることを可能にする調整手段を得ることができ
、別のやり方、たとえばといし車スライドに直接作用す
ることにより作動させることができる。
外面研削機1と内面研削機1′の使用は制限されない。
本発明の装置は異なる種類の工作機械にも使用できる。
実際に、本発明自体が基礎を置いている唯一の仮定は、
それらの工作機械が特定の公称値に従って機械加工され
た加工物の適当な分布曲線を特徴づけることであり、一
般にこれはあらゆる種類の工作機械に対して真実である
。 本発明は、以上説明した実施例に関する適当な変化
により、2個の各加工物の付加寸法が一致の目的のため
に機械加工される場合に、用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1A図および第1B図は本発明の装置の動作を示すブ
ロック図、第2図は特定の公称値に従っである工作機械
により機械加工される寸法を表すランダムな変量に属す
る確率分布関数のグラフ、第3図は第1A図および第1
B図に示されている装置の一部の動作を示す流れ図、第
4図は本発明に従って制御される工作機械により機械加
工される寸法を表すランダムな変量に属する確率分布関
数のグラフである。 1.1′・・・工作機械、6,26・・・測定ヘッド、
9.29・・・差動変圧器、10.30・・・増幅器、
11・・・比較器および制御器、12・・・零設定器、
31・・・記憶および処理器、32・・・レジスタ、3
4・・・カウンタ、35・・・レジスタおよび制御器。 出願人代理人  佐  藤  −雄 FIG、’mA Fla 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ある許容誤差範囲内の種々の寸法を有する機械加工
    された加工物を得るために、工作機械を選択的に調整す
    る調整手段を有する工作機械を制御する方法において、 許容誤差範囲内に分布されている複数の公称寸法に対し
    て工作機械の調整を制御する工程と、全ての前記調整の
    後で関連する数の加工物の機械加工を制御する工程と、 前記複数の公称寸法に対して前記諸工程を完了すること
    により、機械加工された1組の加工物を形成する工程と
    、 を備えることを特徴とする工作機械を制御する方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、前記公
    称寸法は一定量だけ異なることを特徴とする方法。 3、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、あらゆ
    る機械加工工程において機械加工される加工物の数は一
    定であることを特徴とする方法。 4、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、あらゆ
    る機械加工工程はほぼ公称統計分布であり、前記1組は
    許容誤差範囲内のほぼ一様な分布であることを特徴とす
    る方法。 5、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、調整を
    制御する工程は、零設定条件を参照して機械加工中に加
    工物を測定し、その後で零設定条件を変更する工程を含
    むことを特徴とする方法。 6、特許請求の範囲第5項記載の方法であって、加工物
    を機械加工中に測定する工程は、加工物の機械加工後の
    測定に応じて零設定条件を変更する工程を含むことを特
    徴とする方法。 7、特許請求の範囲第5項記載の方法であって、次に零
    設定条件を一定量だけ変更し、あらゆる零設定条件に対
    してほぼ一定の数の加工物を機械加工することを特徴と
    する方法。 8、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、第1の
    加工物を第2の加工物に一致するように機械加工し、第
    1の加工物の機械加工と第2の加工物の機械加工をそれ
    ぞれ制御するためにこの方法を別々および独立に適用す
    ることを特徴とする方法。 9、決定されている公称寸法に調整させるようにされた
    設定手段を含み、許容誤差範囲内の種々の公称寸法を有
    する加工物を機械加工するために工作機械を調整する調
    整手段と、 工作機械により機械加工された加工物をカウントするカ
    ウント手段と、 機械加工された加工物を受ける貯蔵手段と、調整手段と
    カウント手段および貯蔵手段に結合され、許容誤差範囲
    内に分布された前記決定された対応する数の公称寸法に
    関して予め設定された数の以後の調整を制御し、あらゆ
    る調整後に関連する数の機械加工作業を制御し、かつ前
    記予め設定された数の以後の調整および機械加工作業の
    終了時に1組の機械加工された加工物の形成を制御する
    制御器と、 を備えることを特徴とする決定されている許容誤差範囲
    内で機械的な加工物を機械加工するために工作機械を制
    御する装置。 10、特許請求の範囲第9項記載の装置であって、調整
    手段は加工物の寸法を測定するようにされた機械加工中
    測定手段を備え、設定手段は測定手段の零設定条件を選
    択的に変更するために機械加工中測定手段に結合される
    ことを特徴とする装置。 11、特許請求の範囲第10項記載の装置であって、調
    整手段は、機械加工中測定手段の零設定条件を変更する
    ために設定手段に結合される機械加工後測定手段を備え
    ることを特徴とする装置。 12、特許請求の範囲第11項記載の装置であって、前
    記調整手段は、前記以後の調整の決定された量を設定す
    るレジスタ手段と、機械加工された加工物の設定された
    公称寸法からのずれに応じて工作機械を調整させる処理
    器とを備えることを特徴とする装置。 13、特許請求の範囲第12項記載の装置であって、前
    記機械加工中測定手段の前記零設定条件のあらゆる条件
    において、公称統計分布曲線にほぼ従って加工物を機械
    加工するようにされた工作機械を制御する装置において
    、関連する測定信号を処理するため、前記公称統計分布
    曲線の実際の位置を調べるため、および公称統計分布曲
    線の設定された位置からのずれを修正するために工作機
    械の調整を行なわせるために処理器が機械加工後の測定
    手段に結合されることを特徴とする装置。 14、特許請求の範囲第9項記載の装置であって、あら
    ゆる調整の後で予め設定されている数の機械加工作業と
    、予め固定されている数の加工物より成る1組の加工物
    の形成とを制御器は制御するようにされていることを特
    徴とする装置。 15、特許請求の範囲第10項記載の装置であって、前
    記機械加工中の測定手段の前記零設定条件のあらゆる条
    件において機械加工された加工物のほぼ公称統計分布曲
    線を特徴とする工作機械を制御する装置において、調整
    手段は、あらゆる調整の後で機械加工すべき一定数の加
    工物と、一定の調整量と、1組の加工物を形成するため
    の予め固定された数の加工物とを設定することにより、
    許容誤差範囲内にほぼ一様な統計分布を有する1組の加
    工物を得るためにレジスタ手段を備えることを特徴とす
    る装置。 16、関連する許容誤差範囲内の寸法に、かつ互いに一
    致するように機械加工すべき2個の機械的な加工物をそ
    れぞれ機械加工するために第1の工作機械と第2の工作
    機械を備え、それらの加工物を直列に機械加工する装置
    において、各工作機械には、 機械加工される加工物の寸法を調べる機械加工中測定器
    であって、零設定手段と、測定器が零設定条件に達した
    時に機械加工作業を終了させる制御器とを有する測定器
    と、 あらゆる加工物の機械加工された寸法を調べ、関連する
    測定信号を与える機械加工後測定器と、この機械加工後
    測定器および機械加工中測定器に接続され、機械加工中
    測定器の正しい動作を調べて、機械加工中測定器の零設
    定手段を修正するために前記測定信号を処理する処理器
    と、 機械加工される加工物の数をカウントし、第1の予め設
    定されている定期的なカウントに達した時に第1の制御
    信号を定期的に発生し、第2の予め設定された定期的カ
    ウントに達した時に第2の制御およびリセット信号を定
    期的に発生するカウント手段と、 カウント手段が第1の制御信号を発生するたびに調整量
    だけ零設定手段を定期的に調整するためにカウント手段
    と機械加工中測定器の零設定手段に作動的に結合され、
    決定された調整量を設定するレジスタ手段と、 前記予め設定された定期的なカウントに対応する1組の
    加工物を形成するためにカウント手段に作動的に結合さ
    れ、機械加工された加工物を受ける貯蔵手段と、 が設けられ、前記第2の制御およびリセット信号は1組
    の加工物の終りを制御し、機械加工中測定器の零設定手
    段をリセットすることを特徴とする2個の機械的加工物
    を直列に機械加工する装置。 17、特許請求の範囲第16項記載の装置であって、各
    工作機械は、関連する零設定手段の任意の零設定条件に
    対して、公称統計分布を基本的に有する機械加工された
    寸法を有する加工物を与えるように動作するようにされ
    、関連する許容誤差範囲内でほぼ一様な統計分布を有す
    る関連する1組の加工物を与えるために、工作機械の動
    作は互いにほぼ独立することを特徴とする装置。
JP61233408A 1985-10-02 1986-10-02 工作機械を制御する方法および装置 Pending JPS62114850A (ja)

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EP (1) EP0221029B1 (ja)
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DE (1) DE3684234D1 (ja)
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IT1186628B (it) 1987-12-04
EP0221029A2 (en) 1987-05-06
EP0221029A3 (en) 1988-11-30
BR8604780A (pt) 1987-06-30
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IT8503565A0 (it) 1985-10-02

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