JPH02250760A - 光学式倣い研削盤における加工プログラム作成方法 - Google Patents

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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） この発明は、光学式倣い研削盤における加工プログラム
作成方法に関する。

（従来の技術） 従来、光学式倣い研削盤においては、回転自在な砥石を
備えた砥石ヘッドはＸ軸、Ｙ軸方向へ移動されると共に
、旋回軸を中心にして旋回されている。そして、砥石ヘ
ッドを旋回せしめる旋回機構として最近サーボモータが
使用され、作業時の段取り時間を短縮し研削加工の自動
化に大きく寄与している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した光学式倣い研削盤で回転自在な砥石
でワークを加工した場合、砥石の摩耗や交換などで加工
点と旋回軸の中心が一定の位置になく、砥石ヘッドの旋
回移動時に砥石がワークと干渉したりすることがあって
、加工プログラム作成が非常に複雑になるという問題が
あった。

この発明の目的は、加工点と旋回軸の中心との位置関係
を簡単な操作で算出し、この位置関係から生ずる旋回移
動時の砥石とワークの干渉を回避せしめた加工プログラ
ムの作成を可能にした光学式倣い研削盤における加工プ
ログラム作成方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、光学式倣い研
削盤で回転自在な砥石を備えた砥石ヘッドをＸ軸９Ｙ軸
方向へ移動せしめると共に旋回軸を中心として旋回せし
めて、前記砥石でワークに研削加工を行なう加工プログ
ラム作成方法にして、前記砥石ヘッドのＸ軸、Ｙ軸によ
る同時２軸のプログラムを読込み、次いで予め求められ
た前記旋回軸の中心と砥石先端アールの中心との間おけ
るＸ軸、Ｙ軸の距離と、砥石先端アールの曲率半径を読
込んでプログラムを解析し、前記砥石ヘッドの旋回時に
砥石がワークに干渉すると判断された場合に砥石ヘッド
をＸ軸、Ｙ軸および旋回軸の３軸を同時に制御して干渉
を回避させるように加工プログラムを作成する光学式倣
い研削盤における加工プログラム作成方法である。

（作用） この発明の光学式倣い研削盤における加工プログラム作
成方法を採用することにより、砥石ヘッドのＸ軸、Ｙ軸
による同時２軸のプログラムを読込み、次いで、予め求
められた旋回軸の中心と砥石先端アールの中心との間に
おけるＸ軸、Ｙ軸の距離と、砥石先端アールの曲率半径
を読込んでプログラムを解析する。この解析結果に基づ
き、前記砥石ヘッドの旋回時に砥石がワークに干渉する
と判断された場合に砥石ヘッドをＸ軸、Ｙ軸および旋回
軸の３軸を同時に制御して干渉を回避させるように加工
プログラムを作成した。

而して、この加工プログラムに基づき、実際の研削加工
を行なうと、砥石はワークと干渉することなくスムーズ
に加工される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１３図および第１４図を参照するに、研削盤としての
光学式倣い研削盤１で、特に加工情報を記憶装置に入力
し、これから出力するための操作盤３を備えている、こ
の操作盤３は記憶装置および記憶装置に基づく研削盤の
自動制御装置を収めた框体５を付属している。

光学式倣い研削ａｉには、機台７の第１３図において左
側上にはへ−ス９が設けられており、このベース９上に
はＹ軸方向く第１３図において左右方向）へ移動自在な
Ｙ軸スライド１１が設けられている。このＹ軸スライド
１１上にはＸ軸方向（第１４図において左右方向）へ移
動自在なＸ軸スライド１３が設けられていて、このＸ軸
スライド１３は連動連結したＸ輪駆動モータ１５により
Ｘ軸方向へ移動されるようになっている。

前記Ｘ軸スライド１３上には旋回自在な旋回台１７が設
けられており、この旋回台１７．上には砥石ヘッド１９
が設けられている。そして、この砥石ヘッド１９の第１
３図において右側には回転自在で、かつ昇降自在な砥石
２１が保持されている。

機台７の前面には、Ｘ軸ハンドル２３．Ｙ軸ハンドル２
５が設けられており、このＸ軸ハンドル２３およびＹ軸
ハンドル２５を作業者が手動で操作することにより、砥
石２１および砥石ヘッド１９を備えた旋回台１７がＸ軸
方向、Ｙ軸方向へ移動可能となっている。

機台７の上面右側の砥石２１と対向する位置には、ワー
クＷを挟持するテーブル２７が設けられており、テーブ
ル２７は下面に設けられたＸ軸移動台２９の案内面に沿
ってＸ＠力方向移動自在となっている。

Ｘ軸移動台２９の下面には、ＹＩＮ１方向に移動自在な
案内面を有するＹ軸径動台３１が設けられており、この
Ｙ軸径動台３１はＹ軸方向へ移動する。

また、Ｙ軸径動台３１はＹ軸方向へ移動する。また、Ｙ
軸径動台３１はＺ軸方向（第１３図において上下方向）
に移動自在であり、電動機のごときＺ輪駆動手段３３に
より昇降するものである。

上記構成により、ワークはテーブル２７にｉ！置され、
Ｘ軸、７輪およびＺ軸方向に位置決めされると共に、砥
石２１を所定の回転数で回転させて、砥石２１をＸ軸、
Ｙ軸方向および旋回方向に移動せしめることによって、
砥石２１でワークＷに研削加工が施こされることになる
。

砥石２１とワークＷの研削面の上方には、研削面を投影
する投影器が設けてあり、機台７の上方に設けられたス
クリーン３５に、砥石２１とワークＷが投影される。こ
の投影の倍率は数段階選択可能となっている。

前記Ｙ軸スライド１１．ｘ軸スライド１３および旋回台
１７のより具体的な構成が、第９図、第１０図および第
１１図に示されている。

第９図および第１０図に示されているように、ベース９
に回転自在なボールねじ３７が支承されており、このボ
ールねじ３７には７輪スライド１１の下面中央部に取付
けられたナツト部材３９が螺合されている。また、第９
図に示されているように、ベース９の左右の両側上には
Ｙ軸方向へ延伸したガイドレール４１が敷設されており
、このガイドレール４１に案内されるガイド部材４３が
Ｙ軸スライド１１の下面に設けられている。

上記構成により、図示省略のＹ軸駆動モータを駆動させ
ると、ボールねじ３７が回転されることにより、ナツト
部材３９を介してＹ軸スライド１１がＹ軸方向へ移動さ
れることになる。なお、Ｙ軸スライド１１がＹ軸方向へ
移動される際、ガイド部材４３はガイドレール４１に沿
って案内される。

前記Ｙ軸スライド１１には、第９図および第１０図に示
されているように、回転自在なボールりじ４５が支承さ
れており、このボールねじ４５にはＸ軸スライド１３の
下面中央部に取付けられたナツト部材４７が螺合されて
いる。また、第１０図に示されているように、Ｙ軸スラ
イド１１の左右両側上にはＸ軸方向へ延伸したガイドレ
ール４９が敷設されており、このガイドレール４９に案
内されるガイド部材５１がＸ軸スライド１３の下面に設
けられている。

上記構成により、前記Ｘ軸駆動モータ１５を駆動させる
と、ボールねじ４５が回転されることにより、ナツト部
材４７を介してＸ軸スライド１３がＸ軸方向へ移動され
ることになる。なお、Ｘ軸スライド１３がＸ軸方向へ移
動される際、ガイド部材５１はガイドレール４９に沿っ
て案内される。

前記Ｘ軸スライド１３上には、第９図および第１１図に
示されているように、回転自在なボールねじ５３が支承
されており、このボールねじ５３の一端側（第９図にお
いて右側）にはギヤ５５が嵌合されている。また、この
ギヤ５５には別のギヤ５７が噛合されており、このギヤ
５７はＸ軸スライド１３の一端壁に取付けられてサーボ
モータ５９の出力軸６１に装着されている。

前記ボールねじ５３にはナツト部材６３が螺合されてい
る。このナツト部材６３の上面に形成されたＵ字形状の
溝６５には旋回台１７の下面に取付けられた半球円状の
係合ビン６７が係合されている。

前記Ｘ軸スライド１３上には第１０図に示されているよ
うに、円周形状の係合突起部６９Ａ、６９Ｂが形成され
ており、この係合突起部６９Ａ。

６９Ｂに係合された係合凹部溝７１Ａ、７１Ｂが前記旋
回台１７の下面に形成されている。

上記構成により、サーボモータ５９を駆動させると、出
力軸６１．ギヤ５７およびギＡ７５５を介してボールね
じ５３が回転される。ボールねじ５３にはナツト部材６
３が螺合されていると共に、ナツト部材６３の溝６５に
は係合ビン６７が係合されているから、ボールねじ５３
の回転により、ナツト部材６３が第１１図においてＹ軸
方向に移動されることにより、旋回台１７が第１２図に
示されているように、砥石２１の先端を中心として角度
θの範囲内で旋回されることとなる。而して、旋回台１
７上には砥石ヘッド１９が設けられているから、砥石ヘ
ッド１９が旋回されることになる。

本実施例における加工プログラムを作成する構成ブロッ
ク図が第１図に示されている。第１図において、砥石２
１の先端をスクリーン３５の基準線Ｋに３ケ所合せるた
めの教示部７３があり、この教示部７３で登録された砥
石ヘッド１９の旋回軸の中心と砥石２１の先端アールの
中心Ｐとの間のＸ軸、Ｙ軸の距離α、βと、先端アール
の曲率半径Ｙが演算処理部７５で演算処理され、−時デ
ータ格納部７７に格納される。

一方、加工プログラムを作成するためにデータを入力部
７９から加工プログラム作成部８１へ読込み、このプロ
グラム作成部８１で砥石ヘッド１９のＸ軸、Ｙ軸による
同時２軸の加工プログラムを作成し、この加工プログラ
ムをプログラム解析部８３で解析する。このプログラム
解析部８３で解析した結果、砥石ヘッド１９の旋回移動
時に砥石２１とワークＷとが干渉する場合には加工プロ
グラム作成８１１８１で［集し直す。

この場合に、データ格納部７７に格納されているα、β
、Ｙをもとにして砥石ヘッド１９のＸ軸。

Ｙ軸および旋回軸の３軸を同時に制御して砥石２１がワ
ークＷに干渉しない加工プログラムを作成し、プログラ
ム出力部８５から出力するのである。

前記表示部７３で砥石２１の先端をスクリーン３５の基
準線Ｋに３ケ所合せる例としては、例えば、第２図に示
したように、スクリーン３５上の基準線Ｋに、砥石２１
の先端アールを持った加工点が接したＡポイント、Ｂポ
イント、Ｃポイントの３ケ所を合せて登録し教示する。

演算処理部７５では第３図に示したα、β、Ｙを演算処
理する、すなわち、未知数α、β、Ｙを算出するには、
例えば第４図に示したように、砥石ヘッド１９の旋回角
θ１傾けたときの旋回中心Ｑ（ｘ□、Ｙｏ）と砥石２１
における先端Ｙの中心Ｐ（Ｘ＋、Ｙ＋）は、 ｘ　１　＝ｘ　、）−ａｓｔｎθ１＋βＣＯ３θＨ・”
　（Ｉ）Ｖ＋＝Ｖｏ−αＣＯＳθ１−βｓｉｎθ＋　　
−（２）となる。

また、基準線ｙ＝にと砥石２１の先端アールであるＹと
の関係より、 Ｖｔ　＋Ｙ＝Ｋ　　　　　　　　　　　　・・・（３）
となる。

上記（３）式より、 Ｙ＝に−Ｖ　＋　＝Ｃｏ　　”・（３）　　となる。

上記（＋＞　、　（２）　、　（３）式よりａ＝　（ｘ
Ｏ−Ｘ　＋　）ｓｉｎθ＋十（Ｖｏ　　Ｖｔ）ＣＯＳ　
　θ１　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４
）β−（Ｖｏ　　　Ｖｔ）Ｓｉｎ　　θ＋＋（Ｘ＋−Ｘ
ｏ）ＣＯＳ　　θ１　　　　　　　　　　　　　　　　
　・・・（５）となる。

したがって、α、β、Ｙは式（３）　、　（４）　、　
（５）より、Ｘｏ、Ｘ＋、Ｖｏ、Ｖｔが既知であるから
、θ１を定めることにより求められて、データ格納部７
７に一時格納される。

次に、加工プログラム作成部８１では入力部７９からデ
ータが入力されて、例えば第５図に示したように、Ｐ１
→Ｐ２のとき旋回角１０°、　Ｐ２→Ｐ３のとき旋回角
５°で加工したい場合には、工程１で旋回角１０°でＰ
１→Ｐ２の加工を行ない、工程２で旋回移１１Ｊ１０”
→５°にし、さらに、工程３で旋回角５°でＰ２→Ｐ３
加工を行なう加工プログラムを作成すると、工程２で干
渉してしまう。この干渉はプログラム解析部８３で解析
される。

そこで、データ格納部７７に格納されているα。

β、Ｙの寸法を考慮して、第６図に示したような干渉回
避プログラムを加工プログラム作成部８１で作成する。

すなわち、第６図において、工程２においてＸ軸、Ｙ軸
および砥石ヘッド１９の旋回軸の３軸を同時に制御せし
めることによって干渉を回避し、プログラム出力部８５
から出力されるのである。

砥石２１を教示する動作を第７図に示したフローチャー
トで説明すると、ステップＳ１で教示完了したかどうか
の判断がなされて、教示完了してなければ、ステップＳ
２で教示を行なう。教示完了していれば、ステップ＄３
でα、β、Ｙの値を演算処理部７５で演算処理し、ステ
ップＳ４でα。

β、Ｙのデータをデータ格納部７７へ一時的に格納して
終了する。

干渉回避加工プログラムを作成する動作を第８図に示し
たフローチャートを基にして説明すると、ステップＳ５
で入力部７９から砥石ヘッド１９におけるＸ、Ｙ軸の同
時２軸のプログラムを加工プログラム作成部８１に読込
む。ステップＳ６でデ−タ格納部７７に一時格納されて
いるα、β、Ｙを加工プログラム作成部８１に読込む。

ステップＳ７ではプログラム解析部８３でプログラムの
解析を行ない、その結果、ステップＳ８で干渉している
かどうかの判断を行ない、干渉していなければ、ステッ
プＳ９でそのままプログラム出力部８５からプログラム
を出力する。

ステップＳ８で干渉していると判断されると、ステップ
８１０で砥石ヘッド２１のＸ軸、Ｙ軸。

旋回軸の３軸を同時に制御して干渉回避のプログラムを
作成してステップ８１１でプログラム出力部８５からプ
ログラムを出力して終了する。

このように、砥石２１がワークＷに干渉しない干渉回避
用ニブログラムが容易に作成することができるから、こ
の加工プログラムに基づき実際の研削加工を行なうと、
砥石２１はワークＷに干渉することなくスムーズに加工
することができる。

なお、この発明は、前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、砥石ヘッドのＸ軸、Ｙ軸による同時２軸
のプログラムを読込み、次いで、予め求められた旋回軸
の中心と砥石先端アールの中心との間におけるＸ軸、Ｙ
軸の距離と、砥石先端アールの曲率半径を読込んでプロ
グラムを解析する。この解析結果に基づき、前記砥石ヘ
ッドの旋回時に砥石がワークに干渉すると判断された場
合に砥石ヘッドをＸ軸、Ｙ軸、旋回軸の３軸を同時に制
御して干渉を回避させる加工プログラムを容易に作成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の主要部を示し、干渉回避用ニブログ
ラムを作成する構成ブロック図、第２図はスクリーン上
で砥石を教示する一例を示した説明図、第３図は砥石ヘ
ッドの旋回中心と砥石の関係を示した一例図、第４図は
α、β、Ｙの値を算出するための砥石ヘッドの旋回中心
と砥石の関係を示した一例図、第５図、第６図は砥石が
ワークに干渉しないために干渉回避用ニブログラムを作
成するための説明図、第７図は教示動作のフローチャー
ト、第８図は干渉回避加工プログラム作成のためのフロ
ーチャート、第９図は第１３図におけるＩＸ矢視部の拡
大断面図、第１０図は第９図におけるＸ−Ｘ線に沿った
断面図、第１１図は第９図における平面図、第１２図は
砥石ヘッドと砥石との関係を示した平面図、第１３図は
この発明を実施する一実施例の光学式倣い研削盤の正面
図、第１４図は第１３図における右側面図である。 １・・・光学式倣い研削盤　１７・・・旋回台１９・・
・砥石ヘッド　２１・・・砥石３５・・・スクリーン　
５９・・・サーボモータ７３・・・教示部　７５・・・
演算処理部７７・・・データ格納部　７９・・・入力部
８１・・・加工プログラム作成部 ８３・・・プログラム解析部 ８５・・・プログラム出力部 代理人　弁、埋土　　　三　好　秀　和第３図 第４図 第５図 工程２ 第６図 第７図 第８図 Ｙ 第１０図 Ｗ−合 箪］２図 第１３区 手続補正書 （自発） １゜ 事件の表示 ２、発明の名称 ３゜ 補正をする者 事件との関係 住所（居所） 氏名（名称） ４゜ 代 理 人 住 所 特願昭１−６９１９４ 光学式倣い研削盤における加工プログラム作成方法

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学式倣い研削盤で回転自在な砥石を備えた砥石ヘッド
   をＸ軸、Ｙ軸方向へ移動せしめると共に旋回軸を中心と
   して旋回せしめて、前記砥石でワークに研削加工を行な
   う加工プログラム作成方法にして、前記砥石ヘッドのＸ
   軸、Ｙ軸による同時２軸のプログラムを読込み、次いで
   予め求められた前記旋回軸の中心と砥石先端アールの中
   心との間おけるＸ軸、Ｙ軸の距離と、砥石先端アールの
   曲率半径を読込んでプログラムを解析し、前記砥石ヘッ
   ドの旋回時に砥石がワークに干渉すると判断された場合
   に砥石ヘッドをＸ軸、Ｙ軸および旋回軸の３軸を同時に
   制御して干渉を回避させるように加工プログラムを作成
   することを特徴とする光学式倣い研削盤における加工プ
   ログラム作成方法。