KR940008050B1

KR940008050B1 - 수치 제어 공작 기계 및 그 연삭 동작 제어 방법

Info

Publication number: KR940008050B1
Application number: KR1019880010781A
Authority: KR
Inventors: 다까시 구누기
Original assignee: 도시바기까이 가부시끼가이샤; 이와바시 아끼라
Priority date: 1987-08-24
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 1994-09-01
Also published as: US5315789A; KR890004219A; DE3828594A1; DE3828594C2

Abstract

내용 없음.

Description

수치 제어 공작 기계 및 그 연삭 동작 제어 방법

제1도는 본 발명에 의한 수치 제어 공작 기계의 부분 블록 형태의 개략도.

제2도는 본 발명의 수치 제어 공작 기계를 사용하여 소망의 형상의 로울을 제조하는 공정의 플로우챠트.

제3a도 내지 제3e도는 로울의 형상과 파라미터를 설명하는 부분도.

제4도는 로울형상, 파라미터 및 기타 데이타를 기억하기 위한 기억영역을 나타내는 다이어 그램.

제5도는 연삭휠 회전 모터에 공급되는 구동전류와 연삭휠에 의한 연삭량 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제6도 및 제7도는 연삭휠에 의해 로울을 연삭하는 경로를 도시하는 부분도.

제8도는 본 발명에 의한 연삭 제어 방법의 스키핑 제어 시퀸스(skipping control sequence)에 대한 플로우챠트.

제9도는 로울의 탄성변형량과 연삭휠을 회전시키는데 공급되는 구동전류 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제10도는 연삭휠의 마모율과 연삭휠 회전 모터에 공급된 구동전류 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제11도는 로울연삭공정을 나타내는 다이어 그램.

제12도는 로울의 탄성변형과 연삭휠의 마모에 따라서, 연삭되어야 할 로울의 연삭량을 보정하는 시스템의 블록도.

제13도는 본 발명의 연삭 제어 방식으로 프리셋트 전류를 갖는 로울을 연삭하는 시컨스에 대한 플로우챠트.

제14도 내지 16도는 본 발명의 연삭 제어 방법에 의한 연삭휠의 경로를 나타내는 부분도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 로울 또는 가공물 4 : 주축대

6 : 심압대 10 : 주축 모터

12 : 연삭휠 16 : 슬라이드 테이블

22 : 서어보 모터 24 : 연삭휠 모터

30 : 수치제어장치 32, 34, 36 : 구동장치

38 : 프로세서 40 : 기억장치

46 : 입력장치 48 : 표시장치

50 : 로울연삭공정 52 : 탄성변형보정수단

54 : 마모보정수단 56 : 연삭제어수단

본 발명은 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 로울 연삭기와 같은 수치 제어 공작 기계 및 상기 수치 제어 공작 기계의 연삭 동작 제어 방법에 관한 것이며, 특히 가공물의 마모, 손상등을 보정하고, 가공물의 탄성변형, 공구의 마모등을 고려하면서, 가공물을 소망의 형상으로 가공할 수 있는 수치 제어 공작 기계에 관한 것이다.

수치 제어 공작 기계, 전형적으로 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 로울 연삭기는 가공물을 소정의 속도로 회전시키고, 공구를 가공물쪽으로 및 가공물로부터 먼쪽으로 반경 방향으로 이동시키며, 그리고 가공물의 축선방향으로 이동시키면서, 일반적으로 가공물을 로울형상으로 연삭하도록 배치되어 있다. 공구를 이동시켜야 하기 때문에, 상기 공작 기계는 수치 제어 데이타를 기억하기 위한 기억장치를 가지며, 그에 의하여 공구의 축위치에 종속되는 상기 공구의 반경 이동량은 연속적으로 프로그램되고, 상기 공구를 이동시키기 위하여 구동장치에 지령펄스를 공급하는 제어장치는 상기 수치 제어 데이터에 기초한다. 상기 수치 제어 공작 기계는 로울 가공등에 널리 사용되고 있다.

수치 제어 공작 기계에 의해 가공되는 로울은 단순히 원통형 로울로부터, 여러가지 적용에 부합되는 끝이 뾰족한 형, 정현형 및 예리한 외부 주변 형상을 갖는 로울까지 상이한 형상의 로울을 포함하고 있다. 여태까지 예리한 외부 주변 형상을 갖는 로울은 캠을 사용하여 보통 연삭되어 왔다. 그러나 캠을 사용하면, 연삭할 로울이 상이한 외부 주변 형상, 상이한 길이, 상이한 반경 또는 다른 상이한 파라미터를 가질때는, 적절한 캠을 선택하여야 하고, 연삭 공정의 효율이 낮다는 결점을 가지고 있다.

가공물을 사인 곡선과 같이 비교적 간단히 표시될 수 있는 외부 주변 형상을 갖는 소망의 로울로 가공하는 것은 가능하다. 이런 가공 공정에서, 가공하여야 할 가공물을 소부분으로 분할하고, 그 소부분의 각각을 직선 또는 원호로 근사시켜서, 수치 제어 데이타(가공프로그램)를 생성하고, 그리고 이 생성된 수치 제어 데이타를 상기 공작 기계를 제어하는데 사용한다. 그러나, 이렇게 생성된 가공프로그램은 매우 길고, 복잡하기 때문에 그들은 복잡한 외부 주변 형상을 갖는 로울을 제작하는데는 적합하지 않다.

가공물을 매우 정밀하게 로울로 연삭하기 위하여, 공구(즉, 회전 연삭휠)에 의하여 반경 방향으로 연삭되는 가공물의 절삭 깊이는 연삭 공정중에 매우 중요하다. 고려하여야할 다른 요인 또는 요소가 없다면, 다음에, 가공물을 정확하게 연삭할 수 있도록, 절삭의 목표(지령)깊이는 절삭의 순깊이(net depth)와 동일하게 해야 한다.

그러나 로울 연삭기 상에서 연삭 공정을 계속할 때 회전 연삭휠은 마모되어, 실제의 절삭 깊이는 소정의 절삭 목표 길이보다 저 작다. 게다가 연삭 공정 중에, 연삭휠은 가공물에 대해서 소정의 압력을 받고 있기 때문에, 가공물 또는 로울은 다소 탄성적으로 변형을 일으킨다. 로울을 탄성적으로 변형시키는 양은 또한 실제의 절삭 깊이를 소정의 목표 절삭 깊이 보다 더 작도록 감소시킨다.

그러므로 가공물을 로울로 고정밀 연삭하기 위해서는 연삭휠상의 마모 및 로울의 탄성변형을 고려하여 가공프로그램을 준비해야 한다. 마모 및 탄성변형에 대한 가공프로그램에 의해 실행되는 보정량이 연삭휠로부터 연삭휠까지, 로울로부터 로울까지 변화하므로, 각 연삭휠과 각 로울에 대해서 보정량에 대한 예측치를 결정하여야 한다. 연삭휠의 마모량은 연삭 공정의 시간에 따라 변화하고, 마모량의 시간 종속 변화를 고려하여 수치 제어 프로그램을 준비하는 것은 매우 어렵다. 예측치로 준비된 가공프로그램을 사용하여 가공물을 연삭하는 하나의 실습을 통하여 로울의 치수를 측정하고, 연삭휠이 목표 연삭위치에 도달할때 그 치수 정확도를 확인하여, 연삭 깊이를 보정하고, 다시 연삭 공정을 시작한다. 그러나, 이 연삭작업은 효율면에서 매우 좋지 않다.

소정의 시간 동안 사용되었던 로울은 그들이 무엇을 사용되었는가와 그들이 어떻게 사용되었는가에 따라 상이하게 마모한다. 하나의 로울일지라도 커다란 정도까지 마모되는 부분과, 더 적은 정도까지 마모되는 부분을 갖는다. 그러므로 이러한 로울을 효율적으로 연삭하기 위하여, 덜 마모되는 부분은 소망의 로울형상으로, 트루잉 공정(a truing process)으로 알려진 공정에 의하여 집중적으로 연삭되어야 한다.

트루잉 공정에서, 개별의 로울형상은 그것이 어떻게 마모되었는가를 측정하여야 하고, 이 측정에 기초하여 로울을 연삭하기 위한 가공프로그램을 준비하여야 한다. 선택적으로, 어떻게 마모되었는가에 관계없이 일정한 직경으로 로울을 연삭하기 위한 가공프로그램이 로울을 연삭하는데 사용하여야 한다. 전자의 공정에 의하면, 로울의 마모 상태에 따라서 연삭할 로울의 각각에 대해서 가공프로그램을 준비하여야 한다. 후자의 일정한 연삭 방법은 각개의 로울에 대해서 준비하는 가공프로그램을 요구하지 않지만, 그러나 그들의 마모 상태에 관계없이 로울을 일정하게 연삭하여야 하기 때문에, 가공 시간이 오래 걸린다.

본 발명의 주요 목적은 회전 연삭휠 같은 공구의 마모 및 가공물의 탄성변형과 국부마모를 고려하여, 예를들면, 가공물을 소망의 형상으로 효율적으로 매우 정확하게 연삭할 수 있는 로울 연삭기와 같은 수치 제어 공작 기계와, 수치 제어 공작 기계를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써 상기 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계를 제공하는 것이며, 이 수치 제어 공작 기계는 연삭기를 회전시키기 위한 제1구동수단과, 이 제1구동수단에 공급되는 구동전류를 검출하기 위한 검출수단과, 연삭기를 가공물의 반경 방향으로 이동시키기 위한 제2구동수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 구동전류치와 프리셋트 전류치를 비교하고, 이 비교 결과를 기초하여 상기 제2구동수단을 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서, 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계를 제공하는 것이며, 이 수치 제어 공작 기계는 가공물의 반경 방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제1구동수단과, 가공물의 축방향으로 연삭 공구를 이동시키기 위한 제2구동수단과 가공물의 연삭 형상을 공식으로서 설정하기 위한 설정 수단과, 이 설정 수단에 의해서 설정된 공식을 기초하여 제1 및 제2구동수단을 제어하기 위하여 점군 데이타를 준비하기 위한 제어 수단을 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계를 제공하는 것이며, 이 수치 제어 공작 기계는 연삭기를 회전시키기 위하여 구동 모터에 공급된 구동전류를 검출하기 위한 검출 수단과, 이 검출된 구동전류치를 기초하여 가공물의 반경 방향으로 연삭기의 이동 보정량으로서 연삭기상의 마모량을 계산하기 위한 마모보정수단과, 연삭기의 마모에 기인한 연삭량의 감소를 보상하기 위하여 그 이동 목표량에 연삭기의 이동 보정량을 첨가하기 위한 수단을 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 연삭하는 수치 제어 공작 기계를 제공하는 것이며, 이 수치 제어 공작 기계는 연삭기를 회전시키기 위하여 구동 모터에 공급된 구동전류를 검출하기 위한 검출 수단과, 가공물의 반경 방향으로 연삭기를 가지고 가공물을 연삭함으로써 생성되는 연삭기의 탄성변형량을 상기 검출된 구동전류치를 기초로한 연삭기의 이동 보정량으로서 계산하기 위한 탄성변형보정수단과, 이 연삭기의 이동 보정량을 이동 목표량에 첨가하여서, 연삭기의 탄성변형에 기인한 연삭량의 감소를 보상하기 위한 수단을 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계의 연삭 동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 연삭 동작 제어 방법은 가공물과 연삭할 가공물의 연삭형상을 선택하는 단계와, 이 선택된 연삭형상에 의한 파라미터를 선택하는 단계와, 이 파라미터와 연삭형상을 기초하여 소정의 공식에 의해서 가공물을 연삭하기 위한 점군 데이타를 계산하는 단계와, 가공물에 대응하는 기억장치의 기억 영역에 점군 데이타를 기억시키는 단계와, 이 기억된 점군 데이타를 기억장치로부터 판독하는 단계 및 가공물을 선택된 연삭 형상으로 연삭하기 위해서 이 점군 데이타를 기초하여 연삭기를 제어하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계의 연삭 동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 연삭 동작 제어 방법은 연삭기를 회전시키기 위하여 구동 모터에 공급된 구동전류를 검출하는 단계와, 이 검출된 구동전류치가 프리셋트 전류치에 도달할때까지 연삭기로 하여금, 그 반경 방향으로 가공물을 연삭하도록 하는 단계와, 그휘 연삭휠을 가공물의 축선 방향으로 이동시켜서 가공물을 연삭하는 단계와, 이 검출된 구동전류치가 프리셋트 전류치 이하로 떨어질때, 검출된 구동전류치가 프리셋트 전류치에 도달할때까지 연삭기로 하여금, 그의 반경 방향으로 연삭하도록 하는 단계 및 가공물의 축방향으로 연삭기의 이동을 전환하여서 연속적으로 가공물을 연삭하기 위한 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계의 연삭 동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 연삭 동작 제어 방법은 연삭기를 회전시키기 위하여 구동 모터에 공급된 구동전류를 검출하는 단계와, 이 검출된 구동전류치가 프리셋트 비교상태롸 일치한 후에, 실행될 가공프로그램으로부터 다른 가공프로그램으로 스위칭되는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 수치 제어 공작 기계의 연삭 동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 여기서 검출된 전류치가 프레셋트 비교상태에 있는 프리셋트 전류치에 도달할때, 실행할 가공프로그램으로부터 다른 가공프로그램으로 스위칭이 실행된다.

본 발명의 또다른 목적은 수치 제어 공작 기계의 연삭 작업을 제어하기 위한 방법을 제공한 것이며, 여기서 검출된 구동전류치와 프리셋트 비교상태에 있는 프리셋트 전류치 사이의 차이를 결정하고, 가공물을 연삭하기 위하여, 이 차이에 기초하여 소정의 속도로 연삭기를 가공물쪽으로 이동시킨다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 방법은 상이한 가공기능을 수행하기 위하여 연삭기를 회전하기 위한 제1구동수단과, 가공물의 반경 방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제2구동수단 및 가공물의 축방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제3구동수단에 대해서 소정의 이동을 지령하기 위한 복수개의 지령과, 이 복수개의 지령중에 적어도 하나를 이네이블하는 특별지령을 공급하는 단계와, 가공물을 연삭하기 위하여 특별지령을 가지고, 주어진 파라미터레 기초하여 복수개의 지령중의 적어도 하나의 지령을 선택하고 이네이블하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 또다른 목적은 가공물을 소정의 속도로 그 축 주위로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시켜서 가공물을 로울형상으로 연삭하는 수치 제어 공작 기계의 연삭 동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 연삭 동작 제어 방법은 연삭기를 회전시키기 위하여 구동모터에 공급된 구동전류를 검출하는 단계와, 가공물의 반경 방향으로 이 검출된 구동전류치에 기초하여, 연삭기의 마모량에 대응하는 연삭기의 이동 보정량을 계산하는 단계와, 구동모터에 공급된 목표 전류치와 검출된 구동전류치 사이의 차이에 기초하여 소정의 주기로 마모 보정 계수와 이 소정의 주기를 보정하는 단계와, 이 마모 보정 계수를 가지고 연속적으로 연삭기의 이동 보정량을 보정하고, 이 보정된 량을 이동 목표량에 첨가하여서 연삭기의 마모에 기인한 가공물의 연삭량의 감소를 보상하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특성 및 장점은 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 도해적인 실시예에 의해 도시할때, 다음 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수치 제어 공작 기계를 나타낸다. 수치 제어 공작 기계에 의해 가공되거나, 또는 연삭되어야 할 로울 또는 가공물(2)은 Z 방향으로 신장하는 축(8)과 일직선으로 주축대(4)와 심압대(6) 사이에 물려 있다. 주축대(4)는 소정의 속도로 축(8)주위의 로울(2)을 회전하기 위한 주축 모터(10)에 의해 회전할 수 있는 주축을 포함한다.

연삭기 또는 회전 가능한 연삭휠(12)은 축(18)주위를 회전할 수 있는 가이드(14)에 의해서 가이드되는 슬라이드 테이블(16)상에 설치되어 있다. 상기 슬라이드 테이블(16)은 서어보 모터(20)에 의해 구동될때, 가이드(14)를 따라 Z 방향으로 슬라이드할 수 있다. 게다가, 상기 슬라이드 테이블(16)은 서어보 모터(22)에 의해서 구동될때, 다른 가이드 메카니즘(도시되지 않음)을 따라 X 축 방향(로울(2)의 반경 방향으로)으로 슬라이드할 수 있다. 상기 연삭휠(12)은 연삭휠 모터(24)에 의해서 소정의 속도로 그 자신의 축 주위를 회전할 수 있다. 모터(24)에 공급된 구동전류(부하 전류)는 후에 설명되는 바와 같이, 연삭 깊이등을 보정하기 위하여 연삭제어에 사용되는 검출기에 의하여 검출된다. 수치제어장치(30)는 서어보 모터(20,22), 주축 모터(10)를 회전시키는 구동장치(32,34,36)와, 로울(2)의 회전과 연삭휠(12)의 회전과 수치 제어 데이타에 의해 표시되는 형상으로 로울(2)을 연삭하기 위해서 Z 및 X 축 방향으로의 이동을 제어하는 연삭휠 모터(24)에 지령펄스를 공급한다.

수치제어장치(30)는 마이크로 컴퓨터등으로 구성된 프로세서(38)와, 이 프로세서(38)가 수치 제어 동작을 실행하도록 하는 제어 프로그램을 기억하고, 또한 수치 제어 데이타를 기억하기 위한 기억장치(40)와, 프로세서(38)로부터 나온 지령에 의하여, 구동장치(32,34,36)에 지령펄스를 공급하기 위한 펄스 분배기(42)를 포함하고 있다. 제어 프로그램과, 수치 제어 데이타는 입력장치(46)를 통하여 수치제어장치(30)로 입력될 수 있다. CRT등과 같은 표시장치는 참고번호 48로 표시되어 있다. 절삭의 목표깊이는 참고부호 R로, 절삭의 순깊이는 참고부호 C로, 연삭하기 전의 로울의 반경은 참고부호 S로 표시되어 있다.

본 발명의 수치 제어 공작 기계는 기본적으로 상기 설명한 것처럼, 다음과 같이 동작할 것이다.

수치 제어 공작 기계에 형상 파라미터를 입력함으로써, 원하는 적용에 부합되도록 여러가지 외부 주변 형상의 로울(2)을 생성할 수 있다. 연삭공정은 제2도의 플로우챠트를 참고하여 설명할 것이다.

수치 제어 공작 기계용 전원은 스텝 1에서 켜지고, 다음에 그 위해 연삭휠(12)을 회전가능하게 설치한 슬라이드 테이블(16)은 스텝 2에서 로울(2)의 반경 방향(X 축)과 로울(2)의 축선 방향(Z 축)으로 동일하게 이동함으로써, 원점으로 복귀한다. 이 동작은 입력장치(46)를 사용하여 수치제어장치(30)에 접속된 표시장치(48)상에 복귀공정을 모니터 함으로서 수행된다.

다음에, 로울(2)의 좌표는 슬라이드 테이블(16)의 이동범위를 결정하는 스텝 3에서 셋트된다. 스텝 3에 이어서 로울(2)의 형상과, 로울(2)의 수와 그것의 파라미터를 선택하고 입력하는 스텝 4이 후속된다. 바람직하게는, 이때에 수치제어장치(30)는 편집 모우드에 있고, 요구되는 데이타는 표시장치(48)상에 연속적으로 표시되는 메뉴에 의하여 용이하게 입력할 수 있다.

기억장치(40)는 복수개(도시된 실시예에서는 10)의 로울의 형상 및 파라미터를 기억하기 위한 기억 영역을 가지고 있다. 우선 로울의 번호를 선택하고, 다음에 로울의 형상을 선택한다. 사인형상, 사인, 테이퍼 및 원호형상의 조합, 원호, 테이퍼 및 사인형상의 조합, 우측 테이퍼 형상 및 좌측 테이퍼 형상등을 포함하는 5개의 이용 가능한 로울형상이 있다. 이 로울형상의 하나는 대응 코드 번호로 표시될 수 있다. 또한 사용자가 다른 로울형상을 세워서, 이 다른 로울형상의 선택된 하나를 표시할 수도 있다.

로울형상을 표시한 후에, 로울형상에 대해 소정의 파라미터를 입력할 수 있다. 제3a도 내지 제3e도는 상이한 로울(2)의 로울형상과 파라미터를 나타낸다. 제3a도는 사인형상으로 연삭될 외부 주변을 가지는 로울(2)을 도시한다. 파라미터 L은 캠버링(cambering)의 표시길이를 나타내고, 파라미터 D는 캠버링의 깊이를 나타내고, 파라미터 RL은 로울길이를 나타낸다. 제3b도는 사인, 테이퍼 및 원호곡선의 조합으로 연삭될 외부 주변을 갖는 로울(2)을 나타낸다. 파라미터 L, D, RL은 제3a도에 도시된 것과 동일하다. 파라미터 L1은 사인곡선의 길이를 나타내고, 파라미터 L2는 테이퍼 곡선의 길이를 나타내고, 파라미터 A는 테이퍼량을 나타내고, 파라미터 r은 원호의 반경을 나타낸다. 제3c도는 원호, 테이퍼 및 사인곡선의 조합으로 연삭될 외부 주변을 갖는 로울(2)을 나타낸다. 도시된 파라미터는 제3b도의 것과 동일하다. 제3d도는 우측 테이퍼 형상을 연삭할 로울(2)을 나타낸다. 파라미터 RL은 로울길이를 나타내고, 파라미터 L은 캠버링의 표시 길이를 나타내고, 파라미터 A는 테이퍼량을 나타낸다. 제3e도는 좌측 테이퍼 형상으로 연삭할 외부 주변을 갖는 로울(2)을 나타낸다. 아 파라미터들은 제3d도에 도시된 것과 동일하다.

로울 번호와 로울형상 뿐만 아니라 이들 파라미터는 입력장치(46)의 키이보오드를 통하여 입력될 수 있다. 입력된 로울번호, 로울형상 및 파라미터는 상호 대응하는 관계로 기억장치(40)에 기억된다.

제4도는 로울형상과 파라미터를 기억하기 위한 기억장치(40)의 기억영역을 나타낸다. P1은 로울의 좌측 단의 좌표를 나타내고, P2는 로울의 중앙좌표를 나타내고, P3은 로울의 우측단의 좌표를 나타낸다. 기억영역 번호 1은 로울번호(1)에 대한 로울형상과 파라미터를 기억한다. 기억된 로울형상은 제3a도 내지 제3e도에 도시된 로울형상을 도시한 코드번호의 하나이고, 기억된 파라미터는 기억된 로울형상에 대응한다. 기억 영역 번호(2 내지 10)은 로울번호(2 내지 10)에 대한 로울형상과 파라미터를 기억한다.

로울번호, 로울형상 및 파라미터를 스텝 4에 입력한 후에, 수치 제어 데이타(가공프로그램)를 구성하는 점군 데이타는 스텝 5에서 표시된 로울형상을 대응하는 소정의 공식에 의하여 계산된다. 만일 로울형상이 예를들면 제3a도에 도시된 사인형상이라면, 로울(2)에 연삭휠에 의하여 반경 방향으로 연삭되는 절삭 깊이(X)는 다음의 식에 의하여 주어진다.

여기서, 0≤Z≤L, Z는 로울(2)의 축위치를 나타내고, θ는 공작 기계의 고유의 파라미터이고, 예를들면 사인곡선의 곡률에 의하여 결정된다. 상기 공식에 의하여 계산된 점군 데이타는 다음 로울번호와 로울형상에 대한 대응 관계로 기억장치(40)에 기억되어 있다.

수치 제어 데이타를 형성하는 점군 데이타는 소정의 영역에서 기억장치(40)에서 계산되고, 기억된 후에, 기억된 점군 데이타는 스텝 6에서 연속적으로 판독되고, 연삭휠(12)의 축선 방향(Z 축) 및 반경 방향(X 축)으로의 이동은 로울(2)을 표시된 캠버링 곡선으로 연삭하기 위하여 점군 데이타에 기초하여 제어된다. 로울(2)이 스텝 7에서 전 길이에 걸쳐서 연삭된 후에, 다음 스텝 8은 다음 로울을 연삭하기 위한 지령이 있는지를 체크한다. 만약 지령이 있다면, 상기 스텝 3 내지 스텝 7은 반복적으로 실행된다. 그러한 지령이 없다면, 수치 제어 공작 기계에 대한 전원은 꺼지고, 연삭공정이 종료된다.

로울 연삭기와 같은 수치 제어 공작 기계를 사용하여 효율적으로 그리고 매우 정확하게 로울(2)을 연삭하기 위해서는, 연장된 사용, 또는 로울(2)의 탄성변형 중에 로울(2)상의 국부적인 마모, 연삭휠(12)의 마모를 고려하면서, 로울을 연삭하는 것이 요구된다.

수치 제어 공작 기계가 가지고 있는 여러가지 가공기능은 이하 설명할 것이다.

제5도는 연삭휠(12)을 회전시키기 위하여 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류치(Ⅰ)와, 연삭휠(12)의 로울(2)의 반경 방향으로의 이동량, 즉 절삭 깊이(C) 사이의 관계를 나타낸다. 구동전류(Ⅰ)와 절삭 깊이(C)는 이하 설명된 것처럼, 함수 Ⅰ=h(C)에 의해 상호관련되어 있다.

연삭휠 모터(24)가 일정한 속도로 회전하는 동안에, 연삭휠 모터(24)에 의해 생성된 토오크 τ는 연삭휠(12)과 로울(2)사이에 생성된 마찰력 θ에 비례한다. 절삭 깊이(C)가 과도하게 크지 않은 범위에서, 마찰력 θ은 절삭 깊이(C)에 비례하거나, 또는 단조로이 증가한다. 따라서,

τ∞θ∞C, 또는 τ∞θ=h(C)……………………………………(1)

여기서, h(C)는 단조 증가 함수이다. 연삭휠 모터(24)는 DC 모터이고, 생성된 토오크 τ는 상기 구동전류(Ⅰ)에 비례한다.

I∞τ…………………………………………………………………(2)

결과적으로, 공식(1)과 공식(2)에 의해 표시된 관계로부터, 절삭 깊이(C)와 구동전류(Ⅰ) 사이에,

I=h(C)………………………………………………………………(3)

에 의해 표시되는 단순 비례관계 또는 단조 증가 관계가 있다. 따라서 연삭휠(12)에 의해 절삭 깊이(C)는 구동전류치(Ⅰ)로부터 결정될 수 있다. 연삭휠 모터(24)는 유도 전동기와 같은 AC 모터일지라도, 구동전류(Ⅰ)로부터 생성된 토오크 τ를 결정할 수 있고, 그래서 기본적으로 절삭 깊이(C)는 DC 모터가 연삭휠 모터(24)로서 사용될때와 동일한 방법으로 구동전류(Ⅰ)로부터 결정될 수 있다.

연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류(Ⅰ)는 검출기(26)에 의해 검출되고, 로울(2)의 반경 방향(X 축)으로 연삭휠(12)을 이동시키는 것은 프로세서(38)에 의해 제어되어서, 로울(2)을 연삭하기 위해 연삭휠(12)을 로울(2)의 축선 방향으로 이동하면서 프리셋트 전류에 의한 절삭 깊이로 연삭할 수 있다. 구동전류(Ⅰ)가 프리셋트 전류 이하로 떨어질때, 연삭휠(12)은 프리셋트 전류에 도달할 때까지, 로울(2)을 연삭하기 위해 로울(2)의 반경 방향(X 축)으로 연삭휠(12)을 이동시킨다. 프레셋트 전류에 도달한 후, 축선 방향으로의 연삭휠(12)의 이동은 반전되고, 로울(2)을 그 단부에서 그 칼라까지 연삭한다. 이렇게 로울(2)을 연삭함으로써, 어떤 소정의 기간동안 사용중에 국부적인 마모가 되기 쉬운 로울(2)은 개개의 로울(2)의 표면의 불균일 또는 마모상태에 의하여 수치 제어 데이타를 프로그래밍하지 않고, 덜마모된 부분에서 자동적으로 연삭된다. 그러므로 로울(2)은 효율적으로 가장 마모된 지역까지 균일하게 연삭될 수 있다.

제6도 및 제7도는 상기 가공 공정에서 로울(2)을 연삭하기 위하여 연삭휠(12)의 이동 경로를 나타낸다. 제6도 및 제7도의 각각에서, 연삭할 로울(2)은 주축대(4)와 심압대(6) 사이에서 고정되어 지지되고, 제1도에 도시된 것처럼, 주축 모터(10)에 의해 소정의 속도를 회전한다.

제6도는 중앙부에서 더 마모가 되고, 그 반대 단부에 덜 마모가 되는 로울(2)을 나타낸다. 연삭휠(12)은 로울(2)의 반대 단부 또는 칼라에서 점(P₁, P₂)으로부터 로울(2)을 연삭하기 시작한다. 로울(2)의 반경 방향으로 연삭휠(12)에 의한 절삭 깊이(C)는 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류(Ⅰ), 즉 검출기(26)에 의해 검출된 전류와 비교하여 임계치인 프리셋트 전류치로서, 수치제어장치(30)의 기억장치(40)에 설정된다. 제7도는 오목 크라운 로울로 국부적으로 마모되기 쉬운 아아치형의 외부 주변형의 볼록 크라운 로울을 연삭하기 위한 트루잉 공정을 나타낸다. 연삭휠(12)은 마모량이 적은 중앙점(P₂)으로부터 로울을 연삭하기 시작한다.

트루잉 공정에서, 연삭휠(12)의 반경 방향으로 로울(2)을 연삭하면서, 로울(2)의 축선 방향으로 개시점(P₁또는 P₃)(제6도)으로부터 또는 개시점(P₂)(제7도)으로부터 이동한다.

연삭 동작에 앞서서, 연삭휠(12)은 로울(2)의 반경방향(X축)으로 이동하고, 연삭휠(12)이 로울(2)과 접속할때, 연삭휠 모터(24)에 공급된 전류는 변화한다. 연삭휠 모터(24)에 공급된 전류를 검출하고, 이 검출된 전류를 프리셋트 임계치와 비교함으로써 연삭휠(12)이 로울(2)과 접촉하는지 아닌지를 결정할 수가 있다. 연삭휠(12)이 로울(2)과 접촉할 때, 연삭휠(12)을 로울(2) 쪽으로 이동시키기 위한 가공 프로그램의 실행은 중단되고, 다음의 가공 프로그램이 실행된다. 중단된 프로그램의 단계에서 표시되는 연삭휠(12)의 반경 방향 이동량은 취소된다.

다음, 후속 프로그램을 기초하여, 연삭휠(12)은 로울(2)을 연삭하기 위하여, 로울(2)의 축선 방향(Z축)으로 이동한다. 연삭휠(12)이 로울(2)의 덜 마모된 지역에 도달할때, 연삭휠 모터(24)에 공급된 전류는 감소된다. 다음 로울(2)의 축을 따라 연삭휠(12)의 이동방향은 반대방향으로 연삭 동작을 계속하도록 반전된다. 로울(2)은 그러므로 트루잉되거나 또는 트루잉될 각 로울의 형상을 측정하거나 이러한 로울의 가공 프로그램을 준비하는 일이 없이, 효율적으로 연삭할 수 있다.

제8도는 연삭 공정중에 연삭휠(12)의 반경방향 이동으로부터 연삭휠(12)의 축 방향 이동까지 스위칭 하기 위한 스키핑 제어 시컨스를 도시한다.

스텝 11에서, 연삭휠 모터(24)에 적용된 목표전류(프리셋트 전류)치는 트루잉 공정을 실행하기 위한 프리셋트치, 또는 연삭휠 접촉 지령과 같은 가공 지령(가공 프로그램)으로서 입력된다. 검출기(26)는 스텝 12에서 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류를 조정하고, 검출기(26)로부터 나온 구동전류치는 스텝 13에서 프로세서(38)의 목표전류치와 비교한다. 검출된 전류가 스텝 13에서 목표전류에 도달한다면, 다음에 실행될 가공 프로그램은 중단되고, 완료 상태가 스텝 14에 설정되고, 그때 연삭휠(12)의 잔류 이동량은 취소된다. 그 다음에 예를 들면, 다음 프로그램이 연삭휠(12)을 로울(2)의 축선 방향으로 이동시키도록 실행된다.

검출된 전류가 아직 스텝 13에서 목표전류에 도달하지 않았다면, 스텝 15는 축지령 분재의 완료여부를 체크한다. 완료되면, 그 다음 오차 상태가 표시되고, 오차 상태를 스텝 16에서 설정한다. 완료되지 않으면, 그 다음 속도 지령치는 스텝 17에서 출력되고, 스텝 12로부터 나온 가공 공정은 계속된다.

본 발명의 수치 제어 공작 기계가 연삭량을 보정하기 위하여 가지고 있는 보정기능은 이하 설명될 것이다.

제9도는 연삭할 로울(2)의 탄성 변형량(E)과 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류치(Ⅰ) 사이의 관계를 나타낸다. 연삭할 로울(2)은 주로 연삭휠(12)이 누르는 힘에 따라 탄성적으로 변형한다. 연삭휠 모터(24)에 공급되는 구동전류(Ⅰ)가 더 클수록, 모터(24)에 의해 생성되는 토오크는 더 크고, 연삭휠(12)이 로울(2)을 누르는 힘도 더 크게 된다. 그러므로, 로울(2)이 연삭휠 모터(24)에 공급되는 구동전류(Ⅰ)에 비례하여 탄성적으로 변형하기 때문에, 로울(2)의 탄성 변형량(E)은 다음의 단조 증가 함수로서 표시된다.

E=f(I)………………………………………………………………………(4)

제10도는 연삭휠(12)의 마모율(ΔW)과 연삭휠 모터(24)에 공급되는 구동전류(Ⅰ) 사이의 관계를 도시한다. 연삭휠(12) 상의 마모는 연삭휠(12)과 로울(2) 사이의 마찰에 의해 초래된다. 상기 설명한 것처럼, 연삭휠(12)과 로울(2) 사이에 생성된 마찰력(θ)은 연삭휠 모터(24)에 의해 생성된 토오크(τ)에 비례하고, 이 토오크(τ)는 차례로 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류(Ⅰ)에 비례한다. 따라서, 연삭휠(12)의 마모량(W)은 또한 연삭휠 모터(24)의 구동전류(Ⅰ)의 함수이다. 연삭휠(12)의 마모량(W)은 연삭휠(12)과 로울(2)이 상호간에 서로 압박하는 시간에 관계한다. 연삭휠(12)의 마모율(ΔW)(즉, 연삭휠(12)이 시간 t로부터, t+Δτ까지 마모되는 비율)은 다음 함수에 의해서 표시된다.

ΔW=g(I)…………………………………………………………………(5)

그러므로, 연삭휠(12)의 마모량(W)은 다음과 같이 시간에 대해서, 마모율(ΔW)을 적분하는 것으로 주어진다.

제11도는 상기 사항을 고려하는 로울연삭공정을 나타낸다. 로울(2)이 연삭되기 전의 반경(S)을 가지고, 그 목표절삭깊이가 제1도에 표시되어 있는 R이라고 가정하면, 순절삭깊이(C)는 로울(2)에 어떠한 탄성변형도 없고, 연삭휠(12) 상에 어떠한 마모가 없다면, 목표절삭깊이(R)와 동일한 것이며, 따라서,

S-R=S-C

이다.

그러나, 순절삭깊이(C)가 실제로 로울(2)의 탄성변형량(E)과 연삭휠(12)의 마모량(W)에 의해 감소되기 때문에, 다음식,

S-R=S-C+(E+W)

을 얻을 수 있고, 소망의 형상으로 로울(2)을 연삭할 수는 없다.

로울(2)의 탄성변형량(E)은 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류(Ⅰ)에 비례하고(제9조 참조), 연삭휠(12)의 마모율(ΔW)은 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류(Ⅰ)의 함수이다(제10도 참조). 마모량(W)은 마모율(ΔW)의 시간적분으로서의 등식에 의하여 결정된다. 그러므로 로울(2)의 탄성변형량(D)과 연삭휠(12)의 마모량(W)과의 합을 오차 D라고 가정하면, 로울(2)은 제11도의 로울연삭공정에서 생성된 오차 D=E+W를 산출함으로써, 소망의 형상으로 연삭되고, 그것에 의해 순절삭깊이(C)는 목표절삭깊이(R)보다 더 작게되며, 오차(D)를 갖는 목표절삭깊이(R)를 수정한다.

제5도, 제9도 및 제10도를 참조하여 상기 설명된 것처럼, 절삭깊이(C), 탄성변형량(E) 및 마모량(W)은 연삭휠 모터(24)에 공급된 구동전류(Ⅰ)와 소정의 관계를 이루고 있다. 이런 관점에서, 연삭휠 모터(24)에 공급된 부하전류치(구동전류치)(Im)는 제1도에 도시된 검출기(26)에 의하여 검출되며, 탄성변형량(E)과 마모량(W)은 수치제어장치(30)의 프로세서(38)에 의하여 산출되고,목표절삭깊이(R)는 로울(2)의 연삭량을 자동적으로 수정하기 위하여, 탄성변형량(E)과 마모량(W)에 의해 수정된다.

제12도는 로울(2)의 연삭량을 보정하기 위한 시스템의 블록도이다.

로울연삭공정에서, 절삭깊이(C)는 연삭휠(12) 상의 마모와 로울(2)의 탄성변형에 기인하여 감소된다. 이 시스템은 수치제어장치(30)의 프로세서(38)의 탄성변형보정수단(52), 마모보정수단(54), 및 연삭제어수단(56)을 포함하고 있다.

연삭휠(12)을 위한 수치제어데이타(로울(2)의 축 및 반경방향으로의 이동량을 표시하는)는 지령으로서 주어지고, 연삭휠 모터(24)를 위한 목표전류치(Is)는 이 주어진 지령을 기초하여 설정된다. 연삭휠 모터(24)에 공급된 실제전류는 제1도의 검출기(26)에 의하여 부하전류(Im)로서 검출된다.

탄성변형보정수단(52)은 다음과 같이 목표전류(Is)와 실제부하전류(Im)로부터 탄성변형량(E)을 산출한다.

E=f(Im)=k·△I……………………………………………………(7)

여기서, k는 공작기계의 탄성변형보정계수이고, ΔI는 목표전류(Is)와 부하전류(Im) 사이의 차이다. 본 실시예의 수치 제어 공작 기계의 시스템 파라미터인 사역(δ)(dead zone)의 관점에서, ΔI는 다음과 같이 결정된다.

△I=Is-Im-δ…………………………………………………………(8)

여기서, Im-Is<δ이고,

△I=0……………………………………………………………………(9)

여기서, -δ≤Im-Is≤δ

△I=Is-Im+δ…………………………………………………………(10)

여기서, δ<Im-IS

이렇게 산출된 탄성변형량(E)은 목표절삭깊이(R)에 첨가된다. 유사하게 마모보정수단(54)은 목표전류(Is)와 부하전류(Im)로부터 마모량(W)을 다음과 같이 산출한다.

△W=g(Im)=q·Is·Im……………………………………………(11)

여기서 q는 공작기계의 마모보정계수이다. 마모율(ΔW)은 단위시간당 절삭깊이이고, 연삭휠(12)이 그 반경방향으로 로울(2)을 연삭하는 속도(v)에 대응한다. 로울(2)이 속도(v)에서 연삭휠(12)에 의해서 연삭될 때, 연삭휠(12)의 반경방향으로의 이동량은 속도의 적분이기 때문에, 마모량(W)은 목표절삭깊이(R)에 첨가된다. 결과적으로 로울(2)의 탄성변형량(E)과 연삭휠(12)의 마모량(W)에 의해 보정된 절삭깊이는 로울연삭공정(50)에 지령으로서 인가되어서, 로울(2)을 소망의 형상으로 연삭할 수 있다.

목표전류치(Is), 탄성변형보정계수(k), 및 마모보정계수(q)는 수치제어프로그램에 지령코우드와 함께 설정되고, 수치제어장치(30)에 결합된 입력장치(46)의 파라미터설정함수에 의해 기입되며, 기억장치(40)에 저장된다.

마모보정계수(q)는 연삭휠(12)의 마모량(W)이 연삭공정의 시간에 따라 변하기 때문에, 반드시 일정하지는 않다. 보다 구체적으로는 마모량(W)은 연삭휠(12)의 회전속도, 그것에 의한 절삭깊이, 축방향으로 공급되는 속도, 로울(2)의 형상 및 재료 및 다른 요인에 따라서 결정되고, 정상적으로는 공작기계에 대해서 경험적으로 확립된다. 그러나, 연삭휠(12)의 연삭능력이 그 부하 또는 연삭휠(12)의 표면층의 박리에 기인하여 저하될때, 상기 언급된 마모보정공정은 절삭깊이를 보정하기에 충분치 않다.

이 문제를 해결하기 위하여, 마모보정계수(q)는 마모보정이 일어나는 시간간격(T)과 연삭휠모터(24)에 공급된 목표전류(Is)와 부하전류(Im) 사이의 차이(ΔI)를 기초로 하여 인지되고 보정된다.

보다 구체적으로는, 마모계수인지 지령은 가공프로그램에 삽입되고, 마모보정계수(q)는 다음 식을 기초로 하여 제12도에 도시된 마모보정수단(54)의 소정의 시간간격에서 산출되고 보정된다.

여기서 α는 공작기계에 고유의 파라미터인 인지계수이고, q(new) 및 q(old)는 현재 및 과거의 마모보정계수이다. 전류사이의 차이(ΔI)는 사역(δ)을 고려하여, 등식(8) 내지 등식(10)을 통하여 산출된다. 목표전류(Is)와 부하전류(Im)가 사역(δ)안에 있을때, 마모보정계수 q(new)는 불변인채 남아 있는다. 목표전류(Is)와 부하전류(Im)가 사역(δ)을 초과할때, 마모보정계수 q(new)는 목표전류(Is)와 부하전류(Im)가 사역(δ)을 초과하는 양에 비례하여 변한다. 이때 부하전류(Im)에 대응하는 절삭깊이(C)가 크게 변화하고, 그래서, 마모보정계수(q)는 마모량 또는 연삭휠(12)의 연삭능력이 변하기 때문에 자동적으로 보정된다. 결과적으로 로울(2)을 연삭휠(12)의 상태가 어떻게 변화하는가에 관계없이 매우 정확하게 변화시킬 수 있다.

본 실시예에 의한 수치 제어 공작 기계는 연삭휠(12)이 프리셋트전류에 기초하여 소정의 절삭깊이로 로울을 연삭하도록 하는 기능을 가지고 있다. 보다 구체적으로는 연삭휠 모터(24)에 공급된 부하전류(Im)는 검출기(26)에 의해 검출되며, 이 검출된 부하전류(Im)는 프로세서(38)에 의한 프리셋트 목표전류(Is)와 비교되고, 연삭휠(12)은 연삭휠 모터(24)에 공급된 부하전류(Im)가 목표전류(Is)에 도달할때까지 소정의 속도로 로울(2)을 반경방향으로 연삭하며, 그럼으로써 로울(2)을 소정의 절삭깊이까지 연삭하는 것이다. 제12도에 도시된 연삭제어수단(56)은 검출기(26)에 의해 검출된 부하전류(Im)와 목표전류(Is)를 비교하고, 서어보모터(22)를 제어하여 연삭휠(12)이 전류사이의 차이에 따라서 소정의 속도로 로울(2)을 반경방향으로 연삭하도록 하고, 그리하여 소망의 절삭깊이(C)를 얻는다. 연삭제어수단(56)은 목표전류를 기초로 하여 로울(2)을 연삭하기 위한 지령이 가공프로그램에 포함될때 동작한다. 탄성변형 및 마모보정지령이 목표전류에 근거하여 로울(2)을 연삭하기 위한 지령으로서 동일한 프로그램블록에 있다면, 그때 이 탄성변형 및 마모보정지령은 무시된다.

연삭휠(12)이 프리셋트전류에 근거하여 로울(2)을 연삭하도록 하는 기능은 제13도의 플로우챠트를 참조하여 설명될 것이다. 우선 수치제어데이타(로울(2)의 축방향 및 반경방향으로 연삭휠(12)의 이동량, 연삭휠 모터(24)를 위한 목표전류(Is)는 연삭휠(12)을 제어하기 위한 지령으로서 주어지고, 로울(2)은 스텝 21에서 이 지령에 따라 연삭된다. 목표전류(Is)는 가공프로그램에 주어지거나, 또는 키이보오드와 같은 입력장치(46), 또는 CRT 디스플레이와 같은 표시장치(48)의 파라미터설정기능을 통하여 기입되고, 기억장치(40)에 기억된다.

목표전류(Is)가 설정되고, 이 목표전류(Is)를 근거하여 로울(2)을 연삭하기 위한 지령이 주어졌을때, 연삭제어수단(56)은 연삭휠 모터(24)에 공급된 부하전류(Im)와 스텝 22에서의 목표전류(Is)와를 비교하도록 동작된다. 만일 부하전류(Im)가 목표전류(Is)보다 더 작다면, 그때 연삭휠(12)은 로울(2)을 다음식에 의해 표시되는 속도(v)로 절삭하도록 구동된다.

v=-[b/a·Is+c]……………………………………………………(13)

여기서, a,b,c는 스텝(23a,24a,25a,26a)에서 공작기계에 고유한 시스템파라미터이다. 만일 부하전류(Im)가 목표전류(Is)보다 더 크다면, 연삭휠(12)은 다음에 의해서 스텝(23b,24b,25b,26b)에서 주어진 속도(v)로 로울(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동한다.

v=-b/a=Is+c……………………………………………………(14)

부하전류(Im)가 목표전류(Is)에 도달할때, 목표전류를 기초로 하여 로울(2)을 연삭하기 위한 지령은 스텝 27에서 취소되고, 연삭휠(12)은 스텝 28에서 단지 로울(2)의 축방향(Z축)으로 이동된다. 다음에, 연삭휠(12)이 Z축방향으로 소정의 위치에 도달하고, 그때에 Z축을 따라 연삭휠(12)의 이동은 스텝 29에서 종료한다. 그래서 로울(2)을 소정의 절삭깊이까지 연삭휠(12)을 사용하여 연삭한다.

산기 언급한 여러가지 결합된 기능을 기초로 하여 도시된 실시예에 의한 연삭모우드는 이하 설명될 것이다. 예를 들면, 연삭모우드는 연삭휠 상에 마모를 보정하고 또한 로울의 탄성변형을 보정함으로써, 적응제어를 실현하는 로울을 연삭하기 위한 횡방향연삭모우드와, 중간의 절삭속도가 구체화되는 횡방향연삭모우드와, 로울을 그 반대단부에서 절삭하는 것을 구체화하는 횡방향연삭모우드를 포함하고 있다. 특정한 지령코우드(특정지령)를 이들 세개의 횡방향연삭모우드를 위해 결정한다. 특별지령의 선택된 하나와 함께 소정의 여러 파라미터에 기초하여, 상기 언급한 여러가지 연삭기능을 수행하기 위한 지령은 대응하는 횡방향연삭모우드를 수행하도록 이네이블된다.

제14도를 적응제어가 이용되는 연삭휠(12)을 횡방향연삭모우드로 이동시키는 경로를 도시한다. 이 횡방향연삭모우드에서, 모우드에 대응하는 특정지령을 표시하는 코우드가 주어지고 단부점(P₁내지 P₃)을 연삭하는 연삭휠 모터(24)에 공급되는 목표전류(Is)(제6도 참조)와 횡방향이동의 번호(N)와, 연삭휠이 로울(2)의 단부에 머무는 체재시간(t)과 연삭휠(12)에 공급되는 속도(F)를 나타내는 파라미터도 마찬가지이다. 특정지령코우드에 응답하여, 마모보정함수와 탄성변형보정함수는 마치 개개의 보정함수를 위한 지령코우드가 표시하는 것처럼, 동일한 방법으로 로울을 연삭하기 위하여 이네이블 된다.

제14도에 도시된 것처럼, 연삭휠(12)은 로울(2)의 축방향으로 이동하면서, 로울(2)을 연삭한다. 지역(1)에서, 연삭휠(12)은 로울(2)의 초기설정에 의해 한정된 형상을 따라 이동한다. 지역(2)에서, 로울(2)의 축방향(Z축)으로 이동하면서, 연삭휠(12)은 연삭휠 모터(24)에 공급된 부하전류(Im)가 목표전류(Is)에 달할때까지 로울(2)의 반경방향(X축)으로 로울(2)을 연삭한다. 다음, 지역(3)에서, 연삭휠(12)은 마모보정과 탄성변형보정을 하면서, 축방향으로 횡방향으로써 로울(2)을 연삭한다. 지역(4)에서, 마모보정계수(q)는 지금까지 마모보정을 하였던 시간간격과, 목표전류(Is)와 연삭휠 모터(24)에 공급된 부하전류(Im) 사이의 차이를 기초로 하여 연삭공정에서 시간에 따라 변하는 연삭휠(12)의 마모량을 수용하기 위하여 변화한다. 지역(5)에서, 변화된 마모보정계수(q)를 사용하여, 연삭휠(12)은 지역(3)에서와 동일한 방법으로 마모보정과 탄성변형보정을 실행하면서, 횡방향 단부점으로 이동된다. 지역(6)에서, 연삭휠(12)은 초기설정에 의해 한정되는 로울형상을 따라 이동한다. 그 다음, 연삭휠(12)은 지역(7) 내에 표시된 체재시간(t) 동안 체재한다. 그후, 지역(1)' 내지 지역(6)' 및 지역(7)'에 의해 표시된 것처럼, 지역(1) 내지 지역(6) 및 지역(7)에서의 이동은 횡방향연삭을 실행하기 위하여 횡방향이동의 번호(N)에 의해 반복되고 있다.

제15도는 중간절삭속도가 표시되어 있는 횡방향연삭모우드로의 연삭휠(12)의 이동경로를 나타낸다. 이 횡방향연삭모우드에서도 또한, 대응특정지령을 나타내는 코우드와, 목표전류(Is)와 개시점(P₁내지 P₃)과, 횡방향 이동의 번호(N)와, 체재시간(t)과, 공급속도(F)와 중간절삭속도(v)를 나타내는 파라미터가 주어진다. 이 횡방향연삭모우드에서, 연삭휠(12)는 횡방향 단부점에 달하기 전에, 목표전류(Is)에 도달할때까지, 반경방향(X축)으로 표시된 연삭속도(v)로 로울(2)을 연삭한다. 연삭휠(12)은 제15도의 화살표에 의하여 표시된 경로를 따른다. 연삭로울(12)은 연삭공정에 앞서 그 가장 마모된 지역까지 한정된 형상을 따라 로울을 연삭하는 것에 의하여 형상화될 수 있다. 횡방향연삭모우드에서, 단지 프리셋트전류에 기초한 로울(2)을 연삭하는 기능만이 실행되고, 반면에 마모보정과 탄성변형보정과 같은 적응제어기능은 실행되지 않는다.

제16도는 연삭휠(12)이 그 반대단부에서 로울(2)을 연삭하는 횡방향연삭모우드에서의 연삭휠(12)의 이동경로를 나타낸다. 이 횡방향연삭모우드에서 대응특정지령을 나타내는 코우드와, 개시점(P₁내지 P₃)과, 횡방향이동의 번호(N)와, 체재시간(t)과, 공급속도(F)와, 단부에서의 탄성변형량(E)과, 단부점에서의 절삭속도(v)를 나타내는 파라미터가 주어진다. 이 횡방향연삭모우드에서, 제16도의 화살표에 의해 표시된 것처럼, 연삭휠(12)은 현재위치로부터 반대방향으로 횡단하기를 시작하고, 탄성변형량(E)을 가지고 절삭속도(V)에서 횡방향 이동의 표시번호(N)에 의해서 그 반대단부에서 로울(2)을 연삭한다. 연삭휠의 현재위치가 P₁또는 P₃에 있을때, 횡방향종료점에 표시는 면제될 수 있다.

이 횡방향연삭모우드에서, 연삭휠 모터(24)에 공급되는 부하전류에 기초하여 연삭제어는 수행되지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 언급된 것처럼, 연삭휠 모터에 공급되는 구동전류와 연삭휠에 의한 절삭깊이가 소정의 관계에 있다는 사실을 기초로 하여, 구동전류는 검출기에 의해 검출되고, 로울에 만들어진 절삭깊이와 연삭휠에 의한 가공물을 제어하여서, 구동전류는 프리셋트전류에 도달하게 된다. 가공물은 가공물의 축방향으로 연삭휠의 이동을 반복적으로 반전시키는 것에 의하여 소망의 형상으로 연삭된다. 그러므로 조정된 가공물의 마모상태를 측정하고, 가공물을 트루잉 하기 위한 수치제어데이타를 프로그램할 필요는 없다. 따라서 가공물을 매우 능률적으로 연삭할 수 있다. 연삭휠 모터에 공급된 구동전류로서 연삭휠에 의한 절삭깊이를 간단히 설정하고, 개시점을 설정하고, 트루잉 지령을 주는 것에 의하여, 덜 마모된 가공물의 지역은 자동적으로 소망의 절삭깊이까지 연삭할 수 있다. 따라서 본 발명의 공정은 가공물을 균일하게 연삭하기 위한 공정보다 더 효율적이다.

더우기, 구동전류가 소정의 비교상태를 만족시킬 때, 현재의 가공프로그램으로부터 다음의 가공프로그램으로 제어를 전환시키므로, 연삭휠이 가공물과 어떻게 접촉하는가를 가공물의 형상을 측정하거나, 가공프로그램을 준비하는 것 없이, 용이하고 정확하게 검출될 수 있다. 그러므로, 연삭휠이 가공물에 대해서 이동하는 방향은 보다 능률적인 연삭동작을 위해 자동적으로 반전될 수 있다.

본 발명은 또한 연삭휠을 회전시키기 위하여 모터에 공급된 부하전류가 연삭휠에 의한 순절삭깊이와, 연삭휠상의 마모량에 대한 소정의 관계를 가진다는 사실에 기초하고 있다. 보다 구체적으로는, 연삭휠 모터에 공급된 구동전류는 검출되고, 그 마모량에 대응하여 가공물의 반경방향으로 연삭휠의 이동보정량은 이 구동전류로부터 산출된다. 이 산출된 양은 연삭휠상의 마모에 의해 야기된 연삭량의 감소를 보상할 수 있도록 이동목표량에 첨가된다. 그러므로 연삭공정에서의 연삭휠상의 마모에 의해 야기된 연삭량(절삭깊이)의 감소는 자동적으로 용이하게 보상될 수 있다. 그러므로, 연삭휠상의 마모량을 예측하는 것과 같은 복잡한 과정을 요구하거나, 그러한 마모량에 기인한 절삭깊이의 감소에 대하여 수치제어데이타를 준비하지 않고, 가공물을 매우 정확하게 연삭할 수 있다. 더우기 로울치수의 측정, 치수정확도의 확인 및 반복된 연삭동작을 종료공정에서 최소화되고, 따라서 전공정의 능률은 증가한다.

본 발명에 의하면, 더우기 연삭휠 모터에 구동전류와, 목표전류 사이의 차이는 각 시간간격에서 결정되고, 그때에 절삭깊이는 역삭휠상의 마모를 근거하여 보정되고, 순차적으로는 마모보정계수를 보정하고, 연삭휠의 이동량은 보정된 마모보정계수를 기초하여 보정된다. 절삭깊이는 연삭공정에서 시간에 따라 변하는 연삭휠상의 마모량에 따라서 자동적으로 순차적인 마모보정계수를 보정함으로써 정확하게 만들어진다.

본 발명은 또한 연삭휠을 회전시키기 위하여 모터에 공급된 부하전류가 연삭휠에 의한 순절삭깊이와, 연삭휠의 탄성변형량에 대한 소정의 관계를 가진다는 사실에 기초하고 있다. 보다 구체적으로는, 연삭휠 모터에 공급된 구동전류는 검출되고, 그 탄성변형량에 대응하여 가공물의 반경방향으로 연삭휠의 이동보정량은 이 구동전류로부터 산출된다. 이 산출된 양은 연삭공정에서 연삭휠의 탄성변형에 의해 야기된 연삭량의 감소를 보상할 수 있도록 이동목표량에 첨가딘다. 그러므로 연삭공정에서의 연삭휠의 탄성변형에 의해 야기된 연삭량(절삭깊이)의 감소는 자동적으로 용이하게 보상될 수 있다. 그러므로, 연삭휠의 탄성변형량을 예측하는 것과 같은 복잡한 과정을 요구하거나, 그러한 탄성변형량에 기인한 절삭깊이의 감소에 대하여 수치제어데이타를 준비하지 않고도, 가공물을 매우 정확하게 연삭할 수 있다.

더우기 연삭휠은 특정지령을 기초하여 가공물을 축방향 및 반경방향으로 이동하고, 이 특정지령에 의하여 가능하여진 지령하에 가공물을 소망의 형상으로 연삭하기 위하여, 복수개의 동작지령을 선택적으로 파라미터에 의해 표시할 수 있다. 가공물을 연삭할 때, 개개의 연삭기능으로부터의 하나 또는 그 이상의 지령은 자동적으로 연삭공정을 수행할 수 있도록 한다. 그러므로 개개의 가공물에 대해서 복잡한 프로그램을 준비할 필요는 없고, 연삭공정의 효율을 증가시키는 결과를 가지고 동작자의 개입이 없이도 필요한 파라미터를 설정할 수 있다.

더우기 소망의 로울형상을 선택하고, 선택된 로울형상에 대응하는 파라미터를 간단히 설정함으로써, 수치제어데이타를 형성하는 점군데이타는 소정의 공식에 의해 자동적으로 산출될 수 있고, 이 산출된 점군데이타에 따라 소망의 로울형상으로 로울을 연삭할 수 있다. 따라서 로울의 형상과 로울의 길이에 따라 캠을 선택하거나, 각 로울에 대해 점군데이타를 프로그램하는 것과 같은 복잡한 과정을 요구하는 것 없이, 연삭공정을 매우 효율적으로 수행할 수 있다. 여러가지 곡선표면을 갖는 로울은 본 발명의 수치 제어 공작 기계를 사용하여 매우 용이하게 연삭할 수 있다.

소정의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되었음에도 불구하고, 첨부된 특허청구의 범위로부터 이탈됨이 없이 본 발명에 대한 많은 변화와 수정이 이루어질 수 있다.

Claims

가공물을 그 축 주위로 소정의 속도로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써, 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 수치 제어 공작 기계에 있어서, 상기 수치 제어 공작 기계가, 연삭기를 회전시키기 위한 제1구동수단과, 상기 제1구동수단에 공급된 구동전류를 검출하기 위한 검출수단과, 가공물의 반경방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제2구동수단과, 그리고 상기 검출수단에 의해 검출된 구동전류치와, 프리셋트전류치를 비교하고, 이 비교결과에 기초하여 상기 제2구동수단을 제어하기 위한 제어수단, 을 포함함을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계.
가공물을 그 축 주위로 소정의 속도로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써, 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 수치 제어 공작 기계에 있어서, 상기 수치 제어 공작 기계가, 가공물의 반경방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제1구동수단과, 가공물의 축방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제2구동수단과, 공식으로서 가공물의 연삭형상을 설정하기 위한 설정수단과, 그리고 상기 설정수단에 의해 설정된 공식을 기초하여, 상기 제1 및 제2구동수단을 제어하기 위해서 점군데이타를 준비하기 위한 제어수단, 을 포함함을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계.
가공물을 그 축 주위로 소정의 속도로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써, 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 수치 제어 공작 기계의 연삭동작을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법이, 연삭할 가공물과 연삭형상을 선택하는 단계와, 상기 선택된 연삭형상을 위한 파라미터를 선택하는 단계와, 상기 파라미터와 상기 연삭형상에 기초하여 소정의 공식에 따라서 상기 가공물을 연삭하기 위한 점군데이타를 산출하는 단계와, 상기 가공물에 대응하여 기억영역의 기억장치에 점군데이타를 기억시키는 단계와, 그리고 상기 기억장치로부터 기억된 점군데이타를 판독해내는 단계와, 선택된 연삭형상으로 가공물을 연삭하기 위하여 점군데이타에 기초하여 연삭기를 제어하는 단계, 를 포함함을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작 제어방법.
가공물을 그 축 주위로 소정의 속도로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써, 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 수치 제어 공작 기계의 연삭동작을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법이, 연삭기를 회전하기 위해서 구동모터에 공급된 구동전류를 검출하는 단계와, 이 검출된 구동전류가 프리셋트전류치에 도달할때까지, 연삭기로 하여금 가공물을 그 반경방향으로 절삭하도록 하는 단계와, 그 후, 가공물을 연삭하기 위하여, 가공물의 축방향으로 연삭휠을 이동시키는 단계와, 검출된 구동전류치가 상기 프리셋트 전류치 이하로 떨어질때, 검출된 구동전류가 프리셋트 전류치에 도달할때까지, 연삭기로 하여금 가공물을 그 반경방향으로 연삭하도록 하는 단계와, 그리고 가공물을 연속적으로 연삭하기 위하여 가공물의 축방향으로 연삭기의 이동을 반전시키는 단계, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작 제어방법.
가공물을 그 축 주위로 소정의 속도로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써, 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 수치 제어 공작 기계의 연삭동작을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법이, 연삭기를 회전하기 위하여 구동모터에 공급된 구동전류를 검출하는 단계와, 그리고 검출된 구동전류치가 프리셋트 비교상태와 일치한 후, 실행될 가공프로그램으로부터 다른 가공프로그램으로 스위칭하는 단계, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작 제어방법.
제5항에 있어서, 검출된 구동전류치가 상기 프리셋트 비교상태인 프리셋트 전류치에 도달할때, 실행될 가공프로그램으로부터 다른 가공프로그램의 스위칭이 이루어지는 것을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작 제어방법.
제5항에 있어서, 검출된 구동전류치와 상기 프리셋트 비교상태인 프리셋트 전류치 사이의 차이가 결정되고, 연삭기는 가공물을 연삭하기 위하여 상기 차이에 따라서 소정의 속도로 가공물쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작 제어방법.
가공물을 그 축 주위로 소정의 속도로 회전시키고, 가공물의 반경 및 축방향으로 연삭기를 이동시킴으로써, 가공물을 로울형상으로 연삭하기 위한 수치 제어 공작 기계의 연삭동작을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법이, 상이한 가공기능을 수행하기 위하여, 연삭기를 회전시키기 위한 제1구동수단과, 가공물의 반경방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제2구동수단과, 가공물의 축방향으로 연삭기를 이동시키기 위한 제3구동수단을 위하여, 소정의 이동을 지령하기 위한 복수개의 지령과, 상기 복수개의 지령중의 적어도 하나의 지령을 이네이블 하기 위한 특정지령을 제공하는 단계와, 그리고 가공물을 연삭하기 위하여, 상기 특정 지령을 가지고 주어진 파라미터를 기초하여 상기 복수개의 지령중의 적어도 하나의 지령을 선택하고 이네이블 하는 단계, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 공작 기계의 연삭동작 제어방법.