JPH0698554B2 - 数値制御加工装置 - Google Patents
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- JPH0698554B2 JPH0698554B2 JP61224269A JP22426986A JPH0698554B2 JP H0698554 B2 JPH0698554 B2 JP H0698554B2 JP 61224269 A JP61224269 A JP 61224269A JP 22426986 A JP22426986 A JP 22426986A JP H0698554 B2 JPH0698554 B2 JP H0698554B2
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- B23Q—DETAILS, 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
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- B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
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- B24B19/125—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts electrically controlled, e.g. numerically controlled
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- B23Q15/013—Control or regulation of feed movement
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- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
本発明は、カム等の非真円形工作物（以下、単に「工作
物」ともいう。）を加工する数値制御加工装置に関す
る。
物」ともいう。）を加工する数値制御加工装置に関す
る。
従来、数値制御装置により主軸軸線に垂直な方向の砥石
車の送りを主軸回転に同期して制御し、カム等の工作物
を研削加工する方法が知られている。砥石車の送りを同
期制御するには数値制御装置にプロフィルデータを付与
することが必要である。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、すなわちプロ
フィル創成運動させるように、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る。 一方、工作物を研削加工するためには、プロフィルデー
タの他に砥石車の送り、切り込み、後退等の加工サイク
ルを制御するための加工サイクルデータが必要である。 工作物は、この加工サイクルデータとプロフィルデータ
に基づき主軸の回転と砥石車の送りとが数値制御されて
加工されるのであるが、とくにプロフィル創成運動にお
ける主軸と工具送り軸の指令値に対する追随性の良否が
加工精度上、重要な問題である。
車の送りを主軸回転に同期して制御し、カム等の工作物
を研削加工する方法が知られている。砥石車の送りを同
期制御するには数値制御装置にプロフィルデータを付与
することが必要である。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、すなわちプロ
フィル創成運動させるように、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る。 一方、工作物を研削加工するためには、プロフィルデー
タの他に砥石車の送り、切り込み、後退等の加工サイク
ルを制御するための加工サイクルデータが必要である。 工作物は、この加工サイクルデータとプロフィルデータ
に基づき主軸の回転と砥石車の送りとが数値制御されて
加工されるのであるが、とくにプロフィル創成運動にお
ける主軸と工具送り軸の指令値に対する追随性の良否が
加工精度上、重要な問題である。
そこで、追随性を考慮して理想プロフィルデータに補正
を加えた実行プロフィルデータに基づき主軸と工具送り
軸を数値制御するようにしている。ところが、この追随
性は機械系の温度状態、経年変化等により絶えず変化す
るので、実行プロフィルデータを用いてもなお追随誤差
を生じ、工作物を均一の加工精度で加工することに問題
があった。このため、加工後の工作物のプロフィルを測
定し加工精度を満足するか否かを検査する必要がある
が、従来の装置では加工中に自動判定することはでき
ず、多量に不良品を製造してしまう危険性があった。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、加工処理中に所定の
加工精度が得られているかを自動判定できるようにする
ことである。
を加えた実行プロフィルデータに基づき主軸と工具送り
軸を数値制御するようにしている。ところが、この追随
性は機械系の温度状態、経年変化等により絶えず変化す
るので、実行プロフィルデータを用いてもなお追随誤差
を生じ、工作物を均一の加工精度で加工することに問題
があった。このため、加工後の工作物のプロフィルを測
定し加工精度を満足するか否かを検査する必要がある
が、従来の装置では加工中に自動判定することはでき
ず、多量に不良品を製造してしまう危険性があった。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、加工処理中に所定の
加工精度が得られているかを自動判定できるようにする
ことである。
上記問題点を解決するための発明の構成は、主軸と工具
送り軸を数値制御し非真円形工作物の仕上げ形状に沿っ
て工具をプロフィル創成運動させるため、非真円形工作
物の仕上げ形状から決定される理想プロフィルデータを
記憶し、この理想プロフィルデータを補正した実行プロ
フィルデータに基づき非真円形工作物を加工する数値制
御加工装置において、 実行プロフィルデータに基づいて主軸と工具送り軸を制
御してプロフィル創成運動を行う際のスパークアウト時
において、主軸の位置に対応する工具送り軸の現在値を
検出して記憶する測定手段と、 測定手段により記憶されたデータと理想プロフィルデー
タとの偏差を演算する偏差演算手段と、 偏差演算手段より演算された偏差とあらかじめ設定され
た設定値とを比較して測定手段により記憶されたデータ
の良否を判定し、加工の異常を検出する判定手段とを設
けたことを特徴とする。
送り軸を数値制御し非真円形工作物の仕上げ形状に沿っ
て工具をプロフィル創成運動させるため、非真円形工作
物の仕上げ形状から決定される理想プロフィルデータを
記憶し、この理想プロフィルデータを補正した実行プロ
フィルデータに基づき非真円形工作物を加工する数値制
御加工装置において、 実行プロフィルデータに基づいて主軸と工具送り軸を制
御してプロフィル創成運動を行う際のスパークアウト時
において、主軸の位置に対応する工具送り軸の現在値を
検出して記憶する測定手段と、 測定手段により記憶されたデータと理想プロフィルデー
タとの偏差を演算する偏差演算手段と、 偏差演算手段より演算された偏差とあらかじめ設定され
た設定値とを比較して測定手段により記憶されたデータ
の良否を判定し、加工の異常を検出する判定手段とを設
けたことを特徴とする。
実行プロフィルデータに基づいて主軸及び工具送り軸と
が制御されて、スパークアウト加工される。この際に、
測定手段により、主軸の現在値と工具の送り軸の現在値
とのデータが検出され、そのデータは記憶される。次
に、偏差演算手段により、測定手段により検出されたデ
ータと理想プロフィルデータとの偏差が演算される。そ
して、判定手段により、その偏差と予め設定された設定
値とが比較されて、測定手段により測定されたデータの
良否が判定され、この良否により加工の正常、異常が判
定される。
が制御されて、スパークアウト加工される。この際に、
測定手段により、主軸の現在値と工具の送り軸の現在値
とのデータが検出され、そのデータは記憶される。次
に、偏差演算手段により、測定手段により検出されたデ
ータと理想プロフィルデータとの偏差が演算される。そ
して、判定手段により、その偏差と予め設定された設定
値とが比較されて、測定手段により測定されたデータの
良否が判定され、この良否により加工の正常、異常が判
定される。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
１図は数値制御研削盤を示した構成図である。10は数値
制御研削盤のベッドで、このベッド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。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により回転される。
また、テーブル11上、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とによってカムか
ら成る工作物Ｗが挾持されている。工作物Ｗは主軸13に
突設された位置決めピン18に嵌合し、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の正逆転により前進後退される。 ドライブユニット40、41は数値制御装置30から指令パル
スを入力して、それぞれサーボモータ23、14を駆動する
回路である。それぞれのサーボモータ23、14にはパルス
ジェネレータ52、50と速度ジェネレータ53、51が結合さ
れており、それらの出力は各ドライブユニット40、41に
帰還され速度と位置のフィードバック制御が行われてい
る。 数値制御装置30は主としてサーボモータ23、14の回転を
数値制御して、工作物Ｗの研削加工を制御する装置であ
る。その数値制御装置30には、プロフィルデータ、加工
サイクルデータ等を入力するテープリーダ42と制御デー
タ等の入力を行うキーボード43と各種の情報を表示する
CRT表示装置44が接続されている。 数値制御装置30は第２図に示すように、研削盤を制御す
るためのメインCPU31と制御プログラムを記憶したROM33
と入力データ等を記憶するRAM32と入出力インタフェー
ス34とで主として構成されている。RAM32上にはNCデー
タを記憶するNCデータ領域321と工作物Ｗの仕上げ形状
から決定される理想プロフィルデータを記憶する理想プ
ロフィルデータ領域322と理想プロフィルデータをサー
ボ系の追随特性で補正し実際のパルス分配の基礎となる
実行プロフィルデータを記憶する実行プロフィルデータ
記憶領域323とが設けられている。その他、各種のモー
ドを設定する送りモード設定領域324、工作物モード設
定領域325、スパークアウトモード設定領域326が設けら
れている。 数値制御装置30はその他サーボモータ23、14の駆動系と
して、ドライブCPU36とRAM35とパルス分配回路37が設け
られている。RAM35はメインCPU31から砥石車Ｇの位置決
めデータを入力する記憶装置である。ドライブCPU36は
主軸13と工具送り軸を数値制御して、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
決めデータを定周期で出力する装置であり、パルス分配
回路37はパルス分配ののち、動指令パルスを各ドライブ
ユニット40、41に出力する回路である。 さらに、プロフィル測定手段の１要素としてサンプリン
グ装置38とサンプリングデータを記憶するRAM39が設け
られている。サンプリング装置38はパルスジェネレータ
52と50から出力された帰還パルスを計数するカウンタ38
1、382を有している。それらのカウンタ381と382はメイ
ンCPU31からリセット信号を入力してリセットされ、CPU
31から測定開始信号を入力して工具送り軸（Ｘ軸）と主
軸（Ｃ軸）の帰還パルスの計数を開始する。また、サン
プリング装置38はCPU31からのリセット信号によりリセ
ットされ、サンプリングごとに更新されるアドレスカウ
ンタ383を有しており、測定開始信号を入力すると、一
定時間ごとにカウンタ381と382の値をアドレスカウンタ
383の示すRAM39のアドレスに出力する。 次に作用を説明する。 RAM32には加工サイクルデータを含むNCデータが記憶さ
れており、そのデータ構成は第８図に示されている。こ
のNCデータはCPU31により第３図のフローチャートに示
す手順に従って解読される。ステップ100でNCデータは
１ブロック読出され、次のステップ102でデータエンド
かが判定される。データエンドの場合には本プログラム
は終了される。データエンドでない場合には、ステップ
104以下へ移行して、命令語のコード判定が行われる。
ステップ104で命令語がＧコードであると判定された場
合には、さらに詳細な命令コードを判定するため、CPU
の処理はステップ106へ移行する。ステップ106〜120
で、命令コードに応じてモード設定が行われる。ステッ
プ106でG01コードと判定されたときは、ステップ108で
送りモード設定領域324にフラグがセットされ送りモー
ドは研削送りモードに設定される。同様にステップ110
でG04コードと判定されたときは、ステップ112でスパー
クアウトモード設定領域326にフラグがセットされ送り
モードはスパークアウトモードに設定される。また、ス
テップ120でG51コードと判定されたときは、ステップ12
1で工作物モード設定領域325のフラグがリセットされ工
作物モードが通常モードに設定される。 上記のモード設定が完了すると、CPUの処理はステップ1
22へ移行し、ＧコードがG52であるか否かが判定され
る。ステップ122でG52コードと判定されると、ステップ
123でサンプリング装置38にリセット信号を出力し、サ
ンプリング条件等が設定される。ステップ124でG53コー
ドと判定されると、ステップ126でサンプリング装置38
に測定開始信号が出力される。また、ステップ128でG54
コードと判定されると、ステップ130でRAM39からサンプ
リングデータが読み込まれ、測定プロフィルデータの演
算と理想プロフィルデータとの比較と加工良否の判定が
行われる。 次にステップ132で読出しブロックにＸコード有りと判
定されると、ステップ134へ移行しモード設定がカムモ
ードかつ研削送りモード（以下、「カム・研削モード」
という。）か否かが判定される。カム・研削モードのと
きには、ステップ140でカム創成のためのパルス分配が
行われる。一方、カム・研削モードでないときには、ス
テップ136で通常の主軸の回転と同期しないパルス分配
が行われる。 第８図に示すNCデータでは、ブロックN010のG51コード
により、工作物モードがカムモードに設定されるととも
に、実際に加工に使用する実行プロフィルデータが番号
P1234で指定される。次のブロックのN015のG52コードに
より、サンプリングの初期設定が行われ、次のブロック
N020のG01コードにより研削送りモードに設定され、Ｘ
コードの存在によりＸ−0.1だけカム研削の処理が行わ
れる。Ｆコードは主軸１回転当たりの研削量を、Ｒコー
ドは主軸１回転当たりの研削速度である。Ｓコードは主
軸の回転速度を表している。第８図のNCデータでは、Ｆ
コードとＲコードの指定数値が等しいため、主軸の回転
に対し連続的に一定速度で切り込むことを指令してい
る。 カム創成は第４図のフローチャートに従って実行され
る。実行プロフィルデータはRAM32に記憶されており、
主軸の回転角0.5゜ごとの砥石車Ｇの移動量がパルス数
で与えられている。まず、ステップ200で、与えられた
Ｆコードから主軸の単位回転角0.5゜ごとの切込量がパ
ルス数として演算される。そして、ステップ202以下の
処理により主軸の単位回転角ごとの砥石車Ｇの位置決め
データ（移動量と速度）は、ドライブCPU36に渡すため
にRAM35に出力される。メインCPU31はドライブCPU36か
らパルス分配完了信号を入力したときは、次の位置決め
データを出力する。 位置決めデータは次のようにして生成され出力される。
ステップ202でパルス分配が完了したと判定されると、
ステップ204へ移行し実行プロフィルデータの終端か否
かが判定される。終端でない場合には、ステップ206で
次の実行プロフィルデータ、すなわち回転角当たりの移
動量が読出され、ステップ208で主軸１回転当たりの切
込みが完了したか否かが判定される。この判定はＦコー
ドにより指定された数値データで行われる。この場合に
は0.1mm分の切込みが行われたか否かで判定される。主
軸１回転当たりの切込みが完了していないときには、読
み出された実行プロフィルデータに単位角当たりの切込
量が加算されて移動量データが生成され、ステップ214
でその移動量データと速度データを組みとする位置決め
データが出力される。また、主軸１回転当たりの切込み
が完了しているときはステップ212で、読み出された実
行プロフィルデータがそのまま移動量データとされる。
ステップ204で実行プロフィルデータが終端と判定され
たときには、すなわち主軸が１回転したときには、ステ
ップ216へ移行し全切込みが完了したか否かが判定され
る。この判定はＸコードにより指定された数値データに
より判定される。全切込みが未完了のときはステップ21
8へ移行して、主軸の次の回転工程における位置決めデ
ータを生成するため、実行プロフィルデータ読み出し位
置がデータの先頭に初期設定される。そして、上記と同
様の処理により次の主軸回転サイクルにおける送り制御
が行われる。一方、全切込みが終了した場合にはブロッ
クN020で指令されたカム研削の処理が終了される。 次にブロックN030のG53コードにより、サンプリング装
置38に測定開始信号が出力される。また、G04コードの
ドウェルコードによりスパークアウト加工が第５図に図
示する手順で処理される。このフローチャートは第４図
のフローチャートと大略において一致しており、切り込
みが行われないことと、主軸が指定回数だけ回転した場
合にはドウェル処理が停止されることが異なる。すなわ
ち、前処理のパルス分配が完了すれば（300）、実行プ
ロフィルデータの終端か否かが判定され（302）、終端
でない場合には次の位置決め点の実行プロフィルデータ
を読み出し（304）、パルス数での位置決めデータに変
換してドライブCPU36に出力される（306）という処理が
繰り返し実行されて、砥石車Ｇはプロフィル創成運動の
み行う。そして、実行プロフィルデータの終端になる
と、すなわち主軸が１回転すると、主軸の回転数が判定
され（308）、指定回数（第８図のNCデータでは２回）
だけ回転したと判定されると（308）、本プログラムが
終了され、指定回数の回転が終了していないと判定され
ると（308）、実行プロフィルデータ読み出し位置がテ
ーブルの先頭に設定される（310）。 このようなスパークアウト加工中に、サンプリング装置
38は主軸の現在値と工具送り軸の現在値とを一定時間間
隔でサンプリングして、そのデータをRAM39に記憶して
いる。すなわち、サンプリング装置38は指定されたサン
プリング周期で第６図の処理を実行している。ステップ
400でカウンタ382の値とステップ402でカウンタ381の値
がアドレスカウンタ383の値Ｉで示されるRAM39のアドレ
スMC（Ｉ）とMX（Ｉ）に記憶され、ステップ404でアド
レスカウンタ383の値Ｉが１だけ更新される。このよう
な処理が主軸が１回転する間、サンプリング周期で繰り
返されサンプリングデータが得られる。 次にブロックN040のG54コードにより、加工の良否判定
が第７図のフローチャートに従って行われる。サンプリ
ング装置38により得られたサンプリングデータはＣ軸、
Ｘ軸ともに、第９図に示すように一定時間間隔ごとの現
在値である。したがって、ステップ500では、そのＣ軸
のサンプリングデータを補間してＣ軸の単位回転角ごと
に、それに対応する時刻を演算し、その時刻に対するＸ
軸の現在値をＸ軸のサンプリングデータを補間すること
で求め、Ｃ軸の単位回転角ごとに対応するＸ軸の現在値
が求められる。こうして得られた測定プロフィルデータ
はステップ502で、理想プロフィルデータ領域322に記憶
されている対応する理想プロフィルデータと対比され、
その偏差が算出される。その偏差は第10図に示すように
Ｃ軸の同一の値におけるＸ軸の値の差ΔΧとして求めら
れる。そして、ステップ504で、ステップ502で求められ
た全ての偏差ΔＸが許容範囲（NCデータで指定される）
に存在するか否かが判定される。全ての偏差ΔＸが許容
範囲内に存在すれば正常終了となり、１点でも許容範囲
に存在しなければ、加工不良と判定しステップ506でア
ラームを出力する等の異常処理がおこなわれる。 なお、上記の実施例では、理想プロフィルデータを予め
所定の記憶領域に記憶しているが、ドライブ回路40とド
ライブ回路41にパルス分配回路37から出力される移動指
令パルスを入力して計数して一定周期でサンプリングし
て、ステップ500と同様な処理により理想プロフィルデ
ータを演算するようにしても良い。 また、サンプリング装置38は一定時間間隔でＣ軸とＸ軸
の現在値をサンプリングしているが、Ｃ軸の現在値を測
定するカウンタ382を、Ｃ軸が単位回転する毎にタイミ
ング信号を出力する構成とし、このタイミング信号をサ
ンプリング信号としてＸ軸の現在値をサンプリングする
ようにしても良い。この場合には、Ｃ軸の単位回転角ご
とに、それに対応するＸ軸の現在値、すなわち測定プロ
フィルデータを直ちに得ることができる。
１図は数値制御研削盤を示した構成図である。10は数値
制御研削盤のベッドで、このベッド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。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により回転される。
また、テーブル11上、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とによってカムか
ら成る工作物Ｗが挾持されている。工作物Ｗは主軸13に
突設された位置決めピン18に嵌合し、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の正逆転により前進後退される。 ドライブユニット40、41は数値制御装置30から指令パル
スを入力して、それぞれサーボモータ23、14を駆動する
回路である。それぞれのサーボモータ23、14にはパルス
ジェネレータ52、50と速度ジェネレータ53、51が結合さ
れており、それらの出力は各ドライブユニット40、41に
帰還され速度と位置のフィードバック制御が行われてい
る。 数値制御装置30は主としてサーボモータ23、14の回転を
数値制御して、工作物Ｗの研削加工を制御する装置であ
る。その数値制御装置30には、プロフィルデータ、加工
サイクルデータ等を入力するテープリーダ42と制御デー
タ等の入力を行うキーボード43と各種の情報を表示する
CRT表示装置44が接続されている。 数値制御装置30は第２図に示すように、研削盤を制御す
るためのメインCPU31と制御プログラムを記憶したROM33
と入力データ等を記憶するRAM32と入出力インタフェー
ス34とで主として構成されている。RAM32上にはNCデー
タを記憶するNCデータ領域321と工作物Ｗの仕上げ形状
から決定される理想プロフィルデータを記憶する理想プ
ロフィルデータ領域322と理想プロフィルデータをサー
ボ系の追随特性で補正し実際のパルス分配の基礎となる
実行プロフィルデータを記憶する実行プロフィルデータ
記憶領域323とが設けられている。その他、各種のモー
ドを設定する送りモード設定領域324、工作物モード設
定領域325、スパークアウトモード設定領域326が設けら
れている。 数値制御装置30はその他サーボモータ23、14の駆動系と
して、ドライブCPU36とRAM35とパルス分配回路37が設け
られている。RAM35はメインCPU31から砥石車Ｇの位置決
めデータを入力する記憶装置である。ドライブCPU36は
主軸13と工具送り軸を数値制御して、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
決めデータを定周期で出力する装置であり、パルス分配
回路37はパルス分配ののち、動指令パルスを各ドライブ
ユニット40、41に出力する回路である。 さらに、プロフィル測定手段の１要素としてサンプリン
グ装置38とサンプリングデータを記憶するRAM39が設け
られている。サンプリング装置38はパルスジェネレータ
52と50から出力された帰還パルスを計数するカウンタ38
1、382を有している。それらのカウンタ381と382はメイ
ンCPU31からリセット信号を入力してリセットされ、CPU
31から測定開始信号を入力して工具送り軸（Ｘ軸）と主
軸（Ｃ軸）の帰還パルスの計数を開始する。また、サン
プリング装置38はCPU31からのリセット信号によりリセ
ットされ、サンプリングごとに更新されるアドレスカウ
ンタ383を有しており、測定開始信号を入力すると、一
定時間ごとにカウンタ381と382の値をアドレスカウンタ
383の示すRAM39のアドレスに出力する。 次に作用を説明する。 RAM32には加工サイクルデータを含むNCデータが記憶さ
れており、そのデータ構成は第８図に示されている。こ
のNCデータはCPU31により第３図のフローチャートに示
す手順に従って解読される。ステップ100でNCデータは
１ブロック読出され、次のステップ102でデータエンド
かが判定される。データエンドの場合には本プログラム
は終了される。データエンドでない場合には、ステップ
104以下へ移行して、命令語のコード判定が行われる。
ステップ104で命令語がＧコードであると判定された場
合には、さらに詳細な命令コードを判定するため、CPU
の処理はステップ106へ移行する。ステップ106〜120
で、命令コードに応じてモード設定が行われる。ステッ
プ106でG01コードと判定されたときは、ステップ108で
送りモード設定領域324にフラグがセットされ送りモー
ドは研削送りモードに設定される。同様にステップ110
でG04コードと判定されたときは、ステップ112でスパー
クアウトモード設定領域326にフラグがセットされ送り
モードはスパークアウトモードに設定される。また、ス
テップ120でG51コードと判定されたときは、ステップ12
1で工作物モード設定領域325のフラグがリセットされ工
作物モードが通常モードに設定される。 上記のモード設定が完了すると、CPUの処理はステップ1
22へ移行し、ＧコードがG52であるか否かが判定され
る。ステップ122でG52コードと判定されると、ステップ
123でサンプリング装置38にリセット信号を出力し、サ
ンプリング条件等が設定される。ステップ124でG53コー
ドと判定されると、ステップ126でサンプリング装置38
に測定開始信号が出力される。また、ステップ128でG54
コードと判定されると、ステップ130でRAM39からサンプ
リングデータが読み込まれ、測定プロフィルデータの演
算と理想プロフィルデータとの比較と加工良否の判定が
行われる。 次にステップ132で読出しブロックにＸコード有りと判
定されると、ステップ134へ移行しモード設定がカムモ
ードかつ研削送りモード（以下、「カム・研削モード」
という。）か否かが判定される。カム・研削モードのと
きには、ステップ140でカム創成のためのパルス分配が
行われる。一方、カム・研削モードでないときには、ス
テップ136で通常の主軸の回転と同期しないパルス分配
が行われる。 第８図に示すNCデータでは、ブロックN010のG51コード
により、工作物モードがカムモードに設定されるととも
に、実際に加工に使用する実行プロフィルデータが番号
P1234で指定される。次のブロックのN015のG52コードに
より、サンプリングの初期設定が行われ、次のブロック
N020のG01コードにより研削送りモードに設定され、Ｘ
コードの存在によりＸ−0.1だけカム研削の処理が行わ
れる。Ｆコードは主軸１回転当たりの研削量を、Ｒコー
ドは主軸１回転当たりの研削速度である。Ｓコードは主
軸の回転速度を表している。第８図のNCデータでは、Ｆ
コードとＲコードの指定数値が等しいため、主軸の回転
に対し連続的に一定速度で切り込むことを指令してい
る。 カム創成は第４図のフローチャートに従って実行され
る。実行プロフィルデータはRAM32に記憶されており、
主軸の回転角0.5゜ごとの砥石車Ｇの移動量がパルス数
で与えられている。まず、ステップ200で、与えられた
Ｆコードから主軸の単位回転角0.5゜ごとの切込量がパ
ルス数として演算される。そして、ステップ202以下の
処理により主軸の単位回転角ごとの砥石車Ｇの位置決め
データ（移動量と速度）は、ドライブCPU36に渡すため
にRAM35に出力される。メインCPU31はドライブCPU36か
らパルス分配完了信号を入力したときは、次の位置決め
データを出力する。 位置決めデータは次のようにして生成され出力される。
ステップ202でパルス分配が完了したと判定されると、
ステップ204へ移行し実行プロフィルデータの終端か否
かが判定される。終端でない場合には、ステップ206で
次の実行プロフィルデータ、すなわち回転角当たりの移
動量が読出され、ステップ208で主軸１回転当たりの切
込みが完了したか否かが判定される。この判定はＦコー
ドにより指定された数値データで行われる。この場合に
は0.1mm分の切込みが行われたか否かで判定される。主
軸１回転当たりの切込みが完了していないときには、読
み出された実行プロフィルデータに単位角当たりの切込
量が加算されて移動量データが生成され、ステップ214
でその移動量データと速度データを組みとする位置決め
データが出力される。また、主軸１回転当たりの切込み
が完了しているときはステップ212で、読み出された実
行プロフィルデータがそのまま移動量データとされる。
ステップ204で実行プロフィルデータが終端と判定され
たときには、すなわち主軸が１回転したときには、ステ
ップ216へ移行し全切込みが完了したか否かが判定され
る。この判定はＸコードにより指定された数値データに
より判定される。全切込みが未完了のときはステップ21
8へ移行して、主軸の次の回転工程における位置決めデ
ータを生成するため、実行プロフィルデータ読み出し位
置がデータの先頭に初期設定される。そして、上記と同
様の処理により次の主軸回転サイクルにおける送り制御
が行われる。一方、全切込みが終了した場合にはブロッ
クN020で指令されたカム研削の処理が終了される。 次にブロックN030のG53コードにより、サンプリング装
置38に測定開始信号が出力される。また、G04コードの
ドウェルコードによりスパークアウト加工が第５図に図
示する手順で処理される。このフローチャートは第４図
のフローチャートと大略において一致しており、切り込
みが行われないことと、主軸が指定回数だけ回転した場
合にはドウェル処理が停止されることが異なる。すなわ
ち、前処理のパルス分配が完了すれば（300）、実行プ
ロフィルデータの終端か否かが判定され（302）、終端
でない場合には次の位置決め点の実行プロフィルデータ
を読み出し（304）、パルス数での位置決めデータに変
換してドライブCPU36に出力される（306）という処理が
繰り返し実行されて、砥石車Ｇはプロフィル創成運動の
み行う。そして、実行プロフィルデータの終端になる
と、すなわち主軸が１回転すると、主軸の回転数が判定
され（308）、指定回数（第８図のNCデータでは２回）
だけ回転したと判定されると（308）、本プログラムが
終了され、指定回数の回転が終了していないと判定され
ると（308）、実行プロフィルデータ読み出し位置がテ
ーブルの先頭に設定される（310）。 このようなスパークアウト加工中に、サンプリング装置
38は主軸の現在値と工具送り軸の現在値とを一定時間間
隔でサンプリングして、そのデータをRAM39に記憶して
いる。すなわち、サンプリング装置38は指定されたサン
プリング周期で第６図の処理を実行している。ステップ
400でカウンタ382の値とステップ402でカウンタ381の値
がアドレスカウンタ383の値Ｉで示されるRAM39のアドレ
スMC（Ｉ）とMX（Ｉ）に記憶され、ステップ404でアド
レスカウンタ383の値Ｉが１だけ更新される。このよう
な処理が主軸が１回転する間、サンプリング周期で繰り
返されサンプリングデータが得られる。 次にブロックN040のG54コードにより、加工の良否判定
が第７図のフローチャートに従って行われる。サンプリ
ング装置38により得られたサンプリングデータはＣ軸、
Ｘ軸ともに、第９図に示すように一定時間間隔ごとの現
在値である。したがって、ステップ500では、そのＣ軸
のサンプリングデータを補間してＣ軸の単位回転角ごと
に、それに対応する時刻を演算し、その時刻に対するＸ
軸の現在値をＸ軸のサンプリングデータを補間すること
で求め、Ｃ軸の単位回転角ごとに対応するＸ軸の現在値
が求められる。こうして得られた測定プロフィルデータ
はステップ502で、理想プロフィルデータ領域322に記憶
されている対応する理想プロフィルデータと対比され、
その偏差が算出される。その偏差は第10図に示すように
Ｃ軸の同一の値におけるＸ軸の値の差ΔΧとして求めら
れる。そして、ステップ504で、ステップ502で求められ
た全ての偏差ΔＸが許容範囲（NCデータで指定される）
に存在するか否かが判定される。全ての偏差ΔＸが許容
範囲内に存在すれば正常終了となり、１点でも許容範囲
に存在しなければ、加工不良と判定しステップ506でア
ラームを出力する等の異常処理がおこなわれる。 なお、上記の実施例では、理想プロフィルデータを予め
所定の記憶領域に記憶しているが、ドライブ回路40とド
ライブ回路41にパルス分配回路37から出力される移動指
令パルスを入力して計数して一定周期でサンプリングし
て、ステップ500と同様な処理により理想プロフィルデ
ータを演算するようにしても良い。 また、サンプリング装置38は一定時間間隔でＣ軸とＸ軸
の現在値をサンプリングしているが、Ｃ軸の現在値を測
定するカウンタ382を、Ｃ軸が単位回転する毎にタイミ
ング信号を出力する構成とし、このタイミング信号をサ
ンプリング信号としてＸ軸の現在値をサンプリングする
ようにしても良い。この場合には、Ｃ軸の単位回転角ご
とに、それに対応するＸ軸の現在値、すなわち測定プロ
フィルデータを直ちに得ることができる。
本発明は、理想プィフィルデータをサーボ系の遅れ等に
よる補正量だけ補正した実行プロフィルデータに基づい
て、スパークアウト加工した時に、主軸の現在値と工具
送り軸の現在値を検出して、現実の主軸の位置に対する
工具送り軸の位置の関係を示めすデータを測定し、その
データと理想プロフィルデータとを比較して加工の良否
を判定するようにしているので、スパークアウトの加工
処理中に工作物の加工の良否が判定できる。したがっ
て、不良工作物を量産するという問題を解消することが
できる。また、スパークアウト加工中の測定データと理
想プロフィルデータとを比較していることから、その偏
差には、研削負荷がなく切り込みによる工作物の撓みに
よる誤差が含まれないことから、正確な製品の良否判定
が行える。
よる補正量だけ補正した実行プロフィルデータに基づい
て、スパークアウト加工した時に、主軸の現在値と工具
送り軸の現在値を検出して、現実の主軸の位置に対する
工具送り軸の位置の関係を示めすデータを測定し、その
データと理想プロフィルデータとを比較して加工の良否
を判定するようにしているので、スパークアウトの加工
処理中に工作物の加工の良否が判定できる。したがっ
て、不良工作物を量産するという問題を解消することが
できる。また、スパークアウト加工中の測定データと理
想プロフィルデータとを比較していることから、その偏
差には、研削負荷がなく切り込みによる工作物の撓みに
よる誤差が含まれないことから、正確な製品の良否判定
が行える。
第１図は本発明の実施例にかかる数値制御研削盤の構成
図。第２図は数値制御装置の電気的構成を示したブロッ
クダイヤグラム。第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図はそれぞれCPUの処理手順を示したフローチャー
ト。第８図はNCデータの構成図。第９図は測定されたサ
ンプリングデータの特性図。第10図は理想プロフィルデ
ータと測定プロフィルデータとの比較方法を示した説明
図である。 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、Ｇ……砥石車、Ｗ
……工作物
図。第２図は数値制御装置の電気的構成を示したブロッ
クダイヤグラム。第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図はそれぞれCPUの処理手順を示したフローチャー
ト。第８図はNCデータの構成図。第９図は測定されたサ
ンプリングデータの特性図。第10図は理想プロフィルデ
ータと測定プロフィルデータとの比較方法を示した説明
図である。 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、Ｇ……砥石車、Ｗ
……工作物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米津 寿宏 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (56)参考文献 特公 昭62−6933（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】主軸と工具送り軸を数値制御し非真円形工
作物の仕上げ形状に沿って工具をプロフィル創成運動さ
せるため、前記非真円形工作物の仕上げ形状から決定さ
れる理想プロフィルデータを記憶し、この理想プロフィ
ルデータを補正した実行プロフィルデータに基づき前記
非真円形工作物を加工する数値制御加工装置において、 前記実行プロフィルデータに基づいて前記主軸と前記工
具送り軸を制御してプロフィル創成運動を行う際のスパ
ークアウト時において、前記主軸の位置に対応する前記
工具送り軸の現在値を検出して記憶する測定手段と、 前記測定手段により記憶されたデータと前記理想プロフ
ィルデータとの偏差を演算する偏差演算手段と、 前記偏差演算手段より演算された偏差とあらかじめ設定
された設定値とを比較して前記測定手段により記憶され
たデータの良否を判定し、加工の異常を検出する判定手
段と を備えた数値制御加工装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61224269A JPH0698554B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 数値制御加工装置 |
| KR1019870009887A KR950008800B1 (ko) | 1986-09-22 | 1987-09-08 | 수치제어가공장치 |
| EP93114075A EP0576043B1 (en) | 1986-09-22 | 1987-09-10 | Numerically controlled machine tool |
| EP87113269A EP0261510A1 (en) | 1986-09-22 | 1987-09-10 | Numerically controlled machine tool |
| DE3752309T DE3752309T2 (de) | 1986-09-22 | 1987-09-10 | Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine |
| US07/098,186 US4884373A (en) | 1986-09-22 | 1987-09-18 | Numerically controlled machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61224269A JPH0698554B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 数値制御加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377643A JPS6377643A (ja) | 1988-04-07 |
| JPH0698554B2 true JPH0698554B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=16811121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61224269A Expired - Fee Related JPH0698554B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 数値制御加工装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4884373A (ja) |
| EP (2) | EP0576043B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0698554B2 (ja) |
| KR (1) | KR950008800B1 (ja) |
| DE (1) | DE3752309T2 (ja) |
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