JPS60161069A - 多段工作物加工用数値制御研削盤 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、多段工作物の研削加工を行う数値制御研削盤
に関するものである。

〈従来技術〉 近年、砥石台の暴走により、砥石車が早送り速度もしく
はそれ以上の速度で工作物に衝突することを防止するた
めに、第４図に示すようなシリンダ装置を用いた保安装
置が採用されている。

かかる保安装置を備えたものにおいては、シリンダ２１
に嵌装されたピストン２２のピストンロッド２３に固着
された係合部材２９がヘット上の固定部材２８に当接す
るまでは砥石台１７を早送り速度で移動できるものの、
保合部材２９が固定部材２８に当接した後は絞り２５の
開度によって決まる安全速度以下の準急連送りでしか砥
石台１７を移動できず、係合部材２９が固定部材２８に
当接する前に早送りを終了する必要がある。このため、
従来においては、第１図に示されるように、保合部材２
９が固定部材２８に当接する前でかつ最大径の箇所ＷＯ
より後方の位置をクリア位置Ｐｉしとし、加工原位置Ｐ
ｏからこのクリア位置１）ｉまでは砥石車Ｇを早送り速
度で移動させ、各加工箇所の加工時においては、このク
リア位置Ｐｉから各加工［箇所に対応した研削送り開始
位置Ｐ　ｓｌ、Ｐｓ２．Ｐｓ３まで準急連送りで砥石車
Ｇを前進させるようにしていた。したがって、加工径の
小さな加工箇所においては、早送り速度よりもかなり遅
い準急連送りの量が増大し、サイクルタイムが長くなる
問題があった。

すなわち、かかる保安機構を備えたものにおいては、準
急連送りの開始後において係合部材２９が固定部材２８
に当接すると、シリンダ装置２１のピストン２２が相対
的に後退し、この状態は砥石車Ｇがクリア位置Ｐｉまで
後退されても維持されるため、保合部材２９が固定部材
２８に当接す−る位置は前の加工箇所の仕上げ径に応じ
て変化する。したがって、第１図に示すように、大径側
から順番に加工を行う場合には、少なくとも、前の加工
箇所の研削送り開始位置までは早送りできることになる
が、従来においては、この部分においても準急連送りを
行っていたため、加工のサイクルタイムが長くなってい
た。

〈発明の目的〉 そこで本発明は、加工済加工箇所の内、最も径の小さな
加工箇所の研削送り開始位置まで砥石車を早送り前進さ
せることにより、サイクルタイムの短縮を計ることを目
的とするものである。

また、本発明の別の目的は、加工済の加工箇所に対応す
る移動データから次の加工箇所の早送り前進端の位置を
自動決定するようにして、データ入力の容易化をａする
ことを目的とするものである。

〈発明の構成〉 第２図は本発明を明示するための全体構成図である。記
憶手段へには、各加工箇所Ｗ１〜Ｗ３のれぞれに対応し
て、工作物の割出しを行うクリア位置Ｐｉから研削送り
開始位置ｐｓ１〜Ｐｓ３までの送り量８１〜Ｓ３が準急
連送り量として記憶されており、続出手段Ｂば、記憶手
段Ａから加工が完了した加工箇所の内、最も径の小さな
加工箇所の準急連送り１ｉｓｉと新たに加工する加工箇
所の準急連送り量Ｓｎとを読出ず。また、演算手段Ｃは
、両送り量の偏差５ｉ−３ｎを演算して準急連送り量Ｓ
ｒを演算する。そして、送り制御手段゛　Ｄば、加工済
加工箇所の準急連送り量Ｓｉだけ砥石車Ｇを早送り速度
で前進させ、ごの後演算された準急連送り量Ｓｒだけ砥
石車Ｇを準急連送りさせて砥石車Ｇを研削送り開始位置
Ｐ　ｓ　ｎに移動し、この後、研削送りを行う。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図はアンギュラ形の数値制御研削盤を示すもので、
主軸台ＩＯと心押台１１とによって工作物Ｗを回転可能
に支持するインデックステーブル１２が、工作物軸線に
沿ってベッド１３上に形成された案内面１４に移動可能
に支持され、ベッド１−３に固着されたサーボモータ１
５によりねじ送り機構を介して送り制御される。砥石車
Ｇを軸承した砥石台１７は」工作物軸線と鋭角θをなし
て交差する方向に沿ってヘッドＩ３上に形成された案内
面１８に進退可能に支持され、ヘッド１３に固着された
サーボモータ１９によりねし送り機構を介して送り制御
される。かかるねじ送り機構はサーボモータ１９が指令
パルスに換算してＮパルス分回転すると、砥石台１７が
案内面１８に沿ってＮ×Δｄ／ｓｉｎθ（但しΔｄは１
パルス当りの工作物直径方向への設定移動量）だけ移動
するように構成されており、従って砥石台１７の移動指
令は工作物直径方向の移動量１こて指令される。なお、
２０はヘット１３上に配設された端面位置測定装置であ
る。

前記工作物Ｗば複数の段部を有する多段工作物で、−例
とし°ζ左端部に最大径部ＷＯを有し、右端部からその
最大径部ＷＯに向かって直径が順次増大する複数の研削
加工箇所Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３を有するもので示しである。

また砥石車Ｇは前記各研削加工箇所Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３の
円筒面と端面にそれぞれ平行な２つの加工面Ｇｌ、Ｇ２
を有し、前記砥石台１７にその進退方向に対し直角な軸
線のまわりに回転可能に軸承されている。

また、前記砥石台１７の後端部側面には軸線を砥石台１
７の移動方向に一致させたシリンダ２１が配設されてお
り、このシリンダ２１内に摺動可能に嵌装したピストン
２２にはピストンロッド２３が連結されているとともに
、ピストン２２で区画されるシリンダ室２１ａ、２１ｂ
間をピストン２２とシリンダ２１の相対的移動速度を砥
石台１７の早送り速度より充分小さな安全速度以下に制
限する絞り２５を介して接続し、かつこの絞り２５には
シリンダ２１の後退動作時に開かれるチェック弁２６を
並列に接続せしめ、さらにシリンダ室２１ａ側には砥石
台１７上に設置した補助用の油タンク２７がチェック弁
２４を介して接続されている。また、上記ピストンロッ
ド２３は上記ベッド１３の後部」二に立設した固定部材
２８に貫通され、このピストンロッド２３の貫通先端に
は固定部材２８に待ｉ合することによりピストン２２の
前進移動を規制する係合部材２９が固着され、そして砥
石台１７が加工原位置Ｐｏにあるときの係合部材２９と
固定部材２８間の距Ｎ１１は加工原位置Ｐｏとクリア位
置Ｐｉとの間の距離よりも所定量だけ長い値に設定され
ている。また、上記ピストンロッド２３には固定部材２
８の内側面に衝合することでピストン２２の後退移動を
規制する係合部材３０が固着されている。

次に制御回路について説明すると、第３図においてＩ）
ＵＸ、ＤＬＪＺは前記サーボモータ１９．１５をそれぞ
れ駆動する駆動回路、３１は数値制御装置であり、この
数値制御装置３１は、演算処理装置ｃｐｕ、メモリＭＥ
Ｍ、データ書込装置ＭＤＩにて構成されている。

前記メモリＭ　Ｅ　Ｍには、第５図に示されるように各
加工箇所Ｗ１〜Ｗ３のそれぞれに対応する記憶エリアＤ
ＡＩ〜ＤＡ３が形成され、これらの記憶エリアには研削
に必要な送り量及び送り速度のデータが記憶されいる外
、各加工箇所Ｗ１〜Ｗ３の加工順序のデータ１〜３、各
加工箇所Ｗ１〜−３に対応したインデックステーブルＩ
２の割出位置２１〜Ｚ３および、準急連送り量３１〜Ｓ
３が記憶されている。なおこの準急連送り量８１〜Ｓ３
は第７図に示されており、クリア位置１〕ｉから各加工
箇所Ｗｌ−Ｗ３における加工開始位置Ｐｓｌ〜Ｐｓ３ま
での直径方向の距離である。

また、各加工箇所Ｗｌ〜Ｗ３のデータを記憶するコニリ
アとは別のエリアＤΔ０１．ＤΔ０２には全加工段数を
表すテーク３と、加工原位置ＰＯからクリア位置Ｐｉま
での早送り前進量ＸＯのデータが予め記憶されており、
さらに準急連送りの最大値Ｓｉを記１．ａするエリアＤ
ＡＯ３もメモリＭＥＭ上に形成されている。

次に第６図のフローチャー１−に基づいて研削加工中に
おりる演算処理装置ＣＰＵの動作について説明する。

今、数値制御装置３１に起動信号が与えられると、演算
処理装置ＣＰＵはまず最初に記憶エリアＤＡＯ３に記憶
された準急連送りの最大値シイを零にセントするととも
に、研削順序カウンタＧＯＣを１にセットしく５０）、
この後、砥石車Ｇを加−工原位置Ｐｏからクリア位置Ｐ
ｉまで早送りするべく、Ｘ軸に１１１送り速度で正のパ
ルスを分配する（５１ｍ、これにより、砥石台１７は固
定部材２８が係合部祠２９に当接する直前の位置まで早
送り速度で移動される。

この後、演算処理装置ＣＰ［Ｊは研削順序カウンタＧＯ
Ｃの計数値に対応する研削順序１が書込まれている加工
箇所を選択する（５２）。本実施例においては、第７図
において左側から順番に加工が行われるように加工順序
が設定されているので、上記の動作により、最大径を有
する加工箇所Ｗ１が選択される。そして、演算処理装置
ｃｐｕはこれに続いて選択された加工箇所Ｗ１に対応す
る記１．１エリアＤＡＩから割出位置のデータＺ１を続
出し、これに従ってＺ軸にパルス分配を行って加工箇所
Ｗ１を加工位置に割出す（５３）。

このように、割出し動作が完了すると、演算処　゛理装
置ＣＰＵは加工箇所Ｗ１の準急連送り貝Ｓ１が零にセッ
トされた準急連送りの最大値３ｉよりも大きいことを判
別しく５４）　、５ｒ＝Ｓｎ−３ｉ、！７）演算を行っ
て準急連送り量Ｓｒを演算する（５５）。なお、準急連
送り量Ｓｎは各加工箇所に対応して記憶されているプロ
グラム上での準急連送り量で、この場合はＳｌである。

そして、前記の準急連送りの最大値Ｓｉに応じた正のパ
ルスをＸ軸に分配して砥石台１７を早送り前進させた後
（５６）、演算された準急連送り量Ｓｒに応した数の正
パルスを早送り速度に比べて充分小さな準急連送りでＸ
軸に分配し、砥石台１７を準急連送りする（５７）。

この場合には準急連送りの最大値Ｓｉが零であるので、
上記の処理により、砥石車Ｇはクリア位置Ｐｉから研削
送り開始位置ｐｓｌまでの間準急連送りで移動されるこ
とになる。このようにして準急連送りが行われると、そ
の途中の位置において係合部材２９が固定部材２８に当
接し、シリンダ２１内のピストン２２は相対的に後方に
移動することになる。

この後、演算処理装置ｃｐｕは準急連送り量Ｓ１の値を
準急連送りの最大値Ｓｔとして記憶エリアＤＡＯ３に記
憶した後、所定の研削パターンに従って砥石車Ｇを前進
させるべくＸ軸に正パルスを分配しく６０）、これによ
り、加工箇所Ｗ１が研削加工される。

この研削加工中においても、ピストン２２が相対移動を
続け、ピストン２２は加工箇所Ｗ１の仕上げ径に応じた
位置まで相対移動される。これにより、加工箇所Ｗ１に
引続いて加工箇所Ｗｌよりも小径の加工箇所Ｗ２を加工
する場合には、砥石車Ｇを加工箇所Ｗ１に対応した研削
送り開始位置Ｐｓｌまで移動させても、保合部材２９が
固定部材２８に当接しない状態となり、この研削送り開
始位置ｐｓｌまでは砥石車Ｇを早送り速度で移動させる
ことが可能となる。

上記のようにして加工箇所Ｗ１の研削加工を完了すると
、演算処理装置ｃｐｕは研削順序カウンタＧＯＣの計数
値ｌと加工段数３を比較することによって最終加工箇所
でないことを判別しく６１）、砥石車Ｇを早送り速度で
クリア位置Ｐｉに戻すべくＸ軸に負パルスを分配した後
（６２）、研削順序カウンタＧＯＣを歩進させ（６３）
、（５２）へ戻る。

これにより、加工順序が２となっている中央の加工箇所
Ｗ２が選ばれ（５２）、この加工箇所Ｗ２が加工位置に
割出された後（５３）、上記の場合と同様の処理が行わ
れる。

この場合には、準急連送りの最大値３ｉの値が、加工箇
所Ｗ１の準急連送り量Ｓ１に更新されているが、加工箇
所Ｗ２の準急連送り量Ｓ２は第７図にも示されるように
準急連送り量Ｓ１よりも人きいため、演算処理装置ｃｐ
ｕは、これを（５４）で判別し、上記の場合と同様に（
５５）以降の処理を行う。

これにより、Ｓ２　Ｓｉ、ずなわち、Ｓ２　Ｓｌの値を
準急連送り量Ｓｒとし“ζ演算するとともに（５５）、
この後、記憶位置ＤＡＯ１に最大値Ｓｉとして記憶され
ている加工箇所Ｗ１の準急連送り量Ｓ、たり砥石車Ｇを
早送りするためのノ〈ルス分配を行い（５６）、さらに
、演算された準急連送り１ｌｓｒだけ砥石車Ｇを準急連
送りするためのパルス分配を行う（５７）。これにより
、加工箇所Ｗ１の研削送り開始位置ｐｓｌまでは砥石車
Ｇが早送りで移動され、準急連送りの距離が大幅に短縮
される。また、この後、加工箇所Ｗ２の準急連送り量Ｓ
２を準急連送りの最大値Ｓｉとして記憶エリアＤＡＯ３
に記憶する（６０）。

前記したように加工箇所Ｗ１の加工中においてシリンダ
２１内のピストン２２が相対移動しているため、加工箇
所Ｗｌの研削送り開始位置ｐｓｌまで砥石車Ｇを早送り
速度で移動させても、その工程で係合部材２９が固定部
材２８に当接することはなく、サーボモータに許容以上
の負荷が加わってサーボ異常となることが防止される。

そして、準急連送りが開始されると、その途中で係合部
材２９が固定部＋Ａ２８に再び当接し、研削送りが完了
するまでの間、ピストン２２が相対移動する。これによ
り、加工箇所Ｗ２の研削送り開始位置ＰＳ２まで砥石車
Ｇを早送りすること力く可能となる。

加工箇所Ｗ２の加工が完了すると、砥石車Ｇをクリア位
置Ｐ　ｉに戻した後、研削順序カウンタＧＯＣを歩進し
て３としく６３）、（５２）へ戻る。

これにより、右端の加工箇所Ｗ３の加工のための送りが
開始されるが、この場合においては、Ｓ２−３３が準急
連送り１ｉｓｔとして演算され（５５）、クリア位置Ｐ
ｉから準急連送り量Ｓ２まで砥石車Ｇが早送りで前進さ
れた後、この演算された準急連送り量Ｓｒだけ砥石車Ｇ
が４！＝急速送りされる。したがって、この加工箇所Ｗ
３の加工時においても準急連送り量を減少できる。

そして、これに続いて研削送りを行って加工箇所Ｗ３の
加工を完了し、この後、加工箇所Ｗ３が最終加工箇所で
あることを判別すると（６１）、砥石車Ｇを加工原位置
Ｐｏへ復帰させて加工サイクルを完了する。

なお、加工箇所Ｗ１〜Ｗ３をＷｌ、Ｗ３．Ｗ２の順で加
工を行う場合においては、加工箇所Ｗ２の加工時に砥石
車Ｇがクリア位置Ｐｉから研削にり開始位置Ｐｓ２まで
全て早送りで移動される。

すなわち、加工箇所Ｗ３を加工する場合に準急連送り量
Ｓ３がｆｆ１（Ｉ！急速連送の最大値Ｓｔとして記憶さ
れるため、加工箇所Ｗ２を加工する場合には、準急連送
り量Ｓ２が準急連送りの最大値Ｓｉよりも小さくなり、
これにより演算処理装置ＣＰＵは（５８）へ移行し、砥
石車Ｇをプログラムされた急速送り量Ｓ２に対応した量
だけ早送り速度で移動させるためのパルス分配を行う。

この結果、クリア位置Ｐｉから研削送り開始位置ｐｓ２
まで砥石車Ｇが早送り速度で移動される。

このように、新たに加工する加工箇所の急速送り量Ｓｎ
が、記１．ａエリアＤＡＯ３に記憶された最大値Ｓｉよ
りも小さい場合には、準急連送りの前進端位置まで砥石
車Ｇを移動させても、保合部材２９が固定部材２８に当
接することがないため、プログラム上の準急連送り工程
の全てを早送り工程とすることができる。

上記のように、加工が完了した加工箇所の準急連送り量
の大きなものを準急連送りの最大値Ｓｔとして記憶し、
プログラムで指定された準急連送り量が準急連送りの最
大値Ｓｔよりも大きな場合には準急連送りの最大値Ｓｉ
に応した距ａ１ｔを早送り速度で移動させることができ
、また、プログラムで措定された準急連送り氾が準急連
送りの最大値Ｓｉよりも小さな場合には、研削送り開始
位置まで砥石車Ｇを早送り速度で移動させることができ
るため、研削に関与しない無駄時間を大幅に短縮して加
工のサイクルタイムを短縮できる。

なお、上記実施例は、シリンダ装置を用いた保安機構を
備えた数値制御研削盤に本発明を通用したものであるが
、本発明はかかる保安機構を在しない数値制御研削盤に
も適用できるもの−Ｃある。

すなわち、本発明においては、加工済加工箇所の準急連
送り量に基づいて次の加二り箇所における早送り前進端
の位置を自動決定ｊ゛るようにしているので、各加工箇
所において早送りの後、準急連送りを行うようにした場
合には、かかる早送りから準急連送りへの切換点の位置
を自動決定でき、かかる切換点のデータは最初の加工箇
所を除いて特別に入力する必要がなくなる効果がある。

また、上記実施例においては、加工済加工箇所前送り前
進端の位置を更新記憶し、この記憶された研削送り前進
端まで砥石車を早送り速度で前進させるようにしてもよ
い。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、各加工箇所におい
て、加工済の加工箇所に対応する研削送り開始位置もし
くは研削送り前進端までは砥石車を早送り速度で移動さ
せるようにしたので、研削加工に関与しない無駄時間を
削減でき、加工のサイクルタイムを大幅に短縮できる利
点がある。

また、加工済加工箇所の移動データに基づいて早送り量
を算出するようにしているので、かかる早送り量を特別
にプログラムする必要がなくなり、データ人力が容易に
なる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の送りサイクルを示す図、第２図は本発明
を明示するための全体構成図、　第３図〜第７図は本発
明の実施例を示すもので第３図は研削盤の概略平面図に
制御回路を示すブロック図を併記した図、第４図は保安
装置の構成を示す拡大断面図、第５図は第３図における
メモリＭＥＭの記憶内容を示す図、第６図は第３図にお
り演算処理装置ＣＰ、Ｕの動作を示すフローチャート、
第７図は本発明にかかる送りザイクルを示す図である。 １２・・・インデックステーブル、１７・・・砥石台、
１９・・・サーボモータ、２１・・・シリンダ、２２・
・・ピストン、２３・・・ピストンロンド、２８・・・
固定部材、２９・・・係合部材、３１・・・数値制御装
置、ｃｐｕ・・・演算処理装置、Ｇ・・・砥石車、ＭＥ
Ｍ・・・メモリ、８１〜Ｓ３・・・・準急連送り量、ｗ
ｉ−ｗ３・・・加工箇所。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）径の異なる複数の加工箇所を加工位置へ順次割出
   して研削加工を行うようにした多段工作物加工用数値制
   御研削盤において、砥石車を研削送り開始位置まで移動
   させた後研削送りを行う移動データを前記複数の加工箇
   所のそれぞれに対応して記憶する記憶手段と、加工位置
   に割出した加工箇所に対応する前記移動データと加工済
   加工箇所の内、最も小径の加工箇所に対応した前記移動
   データを前記記憶手段から読出ず読出手段と、この読出
   手段によって読出された両移動データに基づいて加工済
   加工箇所の径に応じた準急連送り完了点を表すデータを
   演算する演算手段と、前記続出手段によって読出された
   加工済加工箇所の移動データに基づいて前記砥石車を早
   送り速度で前進させた後、前記演算手段によって演算さ
   れた準急°連送り完了点まで、前記早送り速度よりも遅
   い準急連送りで砥石車を前進させ、この後砥石車の研削
   送りを行う送り制御手段とを設けたことを特徴とする多
   段工作物加工用数値制御研削盤。