JP2001179621A - Displacement measurement device and grinding attachment - Google Patents
Displacement measurement device and grinding attachmentInfo
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ワークを回転し
て研削するのに好適な研削装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grinding device suitable for rotating and grinding a work.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の研削装置においては、通常の位置
決め制御装置を備えている。そして、この位置決め制御
装置によりサーボモータの回転が制御され、サーボモー
タの回転駆動力が送りねじ等により構成される送り機構
を介して砥石支持台に伝達されて砥石車の位置決めが行
われる。2. Description of the Related Art A conventional grinding device is provided with a usual positioning control device. The rotation of the servomotor is controlled by the positioning control device, and the rotational driving force of the servomotor is transmitted to the grinding wheel support via a feed mechanism constituted by a feed screw or the like, thereby positioning the grinding wheel.
【0003】例えば、高速・高精度に位置決めを行う制
御装置としては、特開平10−333752号公報に示
される位置決め制御装置が知られている。この位置決め
制御装置は、砥石支持台の位置位置を高精度に測定する
測定手段としてリニアスケールを用いている。そして、
このリニアスケールより得られる砥石支持台の位置実測
結果に基づいてサーボモータの駆動制御に用いる伝達関
数を補正することにより高速移動する砥石支持台の位置
決め制御を高精度に実現する。For example, as a control device for performing high-speed and high-accuracy positioning, a positioning control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-337352 is known. This positioning control device uses a linear scale as measuring means for measuring the position of the grinding wheel support with high accuracy. And
By correcting the transfer function used for the drive control of the servomotor based on the actual measurement result of the position of the grinding wheel support obtained from the linear scale, positioning control of the grinding wheel support moving at high speed is realized with high accuracy.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、加工環境に
おける工作機械は、運転開始から時間の経過に伴う気温
変化や、加工熱あるいは加工熱を吸収する冷却水温もし
くは油温の変化に晒され、装置の温度が安定するまでに
数時間を要することもある。そして、その間、場合によ
っては機械温度が数十度も変化することがある。すなわ
ち、工作機械は、運転開始から装置全体が徐々に温度上
昇し、それに伴い各部の構成部材がそれぞれに膨張す
る。By the way, a machine tool in a machining environment is exposed to a change in air temperature over time from the start of operation, a change in processing heat or a cooling water temperature or an oil temperature that absorbs the processing heat, and a machine tool. It may take several hours for the temperature to stabilize. During that time, the machine temperature may change by several tens of degrees in some cases. That is, in the machine tool, the temperature of the entire apparatus gradually increases from the start of operation, and accordingly, the constituent members of each part expand accordingly.
【0005】例えば、長さ1mの鉄は、温度が1度変化
すると、約1μmの線膨張変化を伴う。同様に上述した
位置決め制御装置のリニアスケールも鉄に比べて約1桁
少ない線膨張係数であるが、少なからず膨張する。この
ため、リニアスケールを用いる砥石支持台の位置制御が
不正確になって加工精度も不正確となり、特に運転開始
から30分程度の間に加工されるワークの加工精度が安
定せず、良品率が低下する問題点を有している。[0005] For example, a 1-meter-long iron is accompanied by a linear expansion change of about 1 μm when the temperature changes by 1 degree. Similarly, the linear scale of the above-described positioning control device has a linear expansion coefficient that is about one digit smaller than that of iron, but expands to a considerable extent. For this reason, the position control of the grindstone support table using the linear scale becomes inaccurate and the machining accuracy becomes inaccurate. In particular, the machining accuracy of the work machined within about 30 minutes from the start of operation is not stable, and Is reduced.
【0006】一方、砥石支持台の送りモータの回転軸に
装着されている回転角度を検出する回転検出器は、モー
タの回転角度を検出しているため、温度上昇に伴う回転
角度の膨張変化による影響を受けない。このため、回転
検出器は、回転当たりの検出が、検出誤差を生じること
なく、常に正確である。On the other hand, a rotation detector mounted on a rotation shaft of a feed motor of a grinding wheel support, which detects a rotation angle of the motor, detects the rotation angle of the motor. Not affected. For this reason, the rotation detector always performs accurate detection per rotation without causing a detection error.
【0007】しかし、回転検出器は、精密リニアスケー
ルに比べて、分解能に劣り、精密な検出精度を期待でき
ない。この発明は、このような従来の技術に存在する問
題点を解決するためになされたものである。その目的と
するところは、温度変化による影響を確実に除去して、
砥石支持台の位置を常に正確に把握でき、高精度な研削
加工を行うことができるようにすることにある。However, the rotation detector is inferior in resolution to a precision linear scale and cannot be expected to have precise detection accuracy. The present invention has been made to solve such a problem existing in the related art. The aim is to remove the effects of temperature changes,
An object of the present invention is to make it possible to always accurately grasp the position of a grindstone support table and perform highly accurate grinding.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、送りねじの回転によ
り直線的に移動される砥石支持台の移動方向に沿うリニ
アスケール部を有し、砥石支持台の移動量をリニアスケ
ール部において測定するリニアスケール測定器と、前記
送りねじの回転による回転角度を検出する回転検出器
と、前記回転検出器における所定の回転角度に対応する
砥石支持台の移動量とリニアスケール測定器の測定値か
ら砥石支持台の移動量との誤差を算出する移動誤差算出
手段とを備えたものである。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a linear scale portion along a moving direction of a grindstone support table which is linearly moved by rotation of a feed screw is provided. A linear scale measuring device that measures the amount of movement of the grinding wheel support in the linear scale portion, a rotation detector that detects a rotation angle due to the rotation of the feed screw, and a rotation angle corresponding to a predetermined rotation angle in the rotation detector. A movement error calculating means for calculating an error between the movement amount of the grinding wheel support and the movement amount of the grinding wheel support from the measured value of the linear scale measuring device.
【0009】請求項2に記載の発明では、送りねじの回
転により直線的に移動される砥石支持台の移動方向に沿
うリニアスケール部を有し、砥石支持台の移動量をリニ
アスケール部において測定するリニアスケール測定器
と、前記送りねじの回転角度から砥石支持台の移動量を
測定する回転検出器と、前記リニアスケール測定器及び
回転検出器による各測定量を比較する比較手段と、前記
比較手段による比較結果からそれらの誤差比を算出し、
その誤差比に基づき送りねじの回転による前記回転検出
器の測定値に対応した砥石支持台の実際の移動量を算出
する算出手段とを備えたものである。According to the second aspect of the present invention, there is provided a linear scale portion along the moving direction of the grinding wheel support that is linearly moved by the rotation of the feed screw, and the movement amount of the grinding wheel support is measured at the linear scale portion. A linear scale measuring device, a rotation detector that measures the amount of movement of the grindstone support base from the rotation angle of the feed screw, a comparing unit that compares each measured amount with the linear scale measuring device and the rotation detector, Calculate their error ratio from the comparison result by means,
Calculating means for calculating an actual movement amount of the grinding wheel support corresponding to a measured value of the rotation detector due to rotation of the feed screw based on the error ratio.
【0010】請求項3に記載の発明では、ワークを回転
可能に支持するワーク支持機構と、前記ワーク支持機構
に支持されたワークの回転軸に対して直交する方向に直
線的に接近離間可能な砥石車を回転可能に支持した砥石
支持台とを備え、砥石支持台の移動により砥石車が回転
されてワークに対して研削加工を施すようにした研削装
置において、前記砥石支持台に付設され、砥石支持台の
直線移動量をリニアスケール部において測定するリニア
スケール測定器と、送りねじの回転により砥石支持台の
移動を駆動するモータに連結され、モータの回転にとも
ない回転角度を検出する回転検出器と、前記回転検出器
の所定の回転角度に対応した砥石支持台の移動量を測定
するリニアスケール測定器の測定値から、送りねじの回
転角度に対する砥石支持台の移動誤差を算出する算出手
段と、その移動誤差に基づき送りねじの回転角度に対応
した砥石支持台の移動量が修正されるように前記モータ
の動作を制御する制御手段と備えたものである。According to the third aspect of the present invention, the work support mechanism rotatably supports the work, and the work support mechanism can linearly approach and separate in a direction perpendicular to the rotation axis of the work supported by the work support mechanism. A grinding wheel support that rotatably supports the grinding wheel, in a grinding device such that the grinding wheel is rotated by the movement of the grinding wheel support to perform a grinding process on the work, is attached to the grinding wheel support, A linear scale measuring device that measures the linear movement amount of the grinding wheel support in the linear scale section, and a rotation detection that is connected to a motor that drives the movement of the grinding wheel support by rotating the feed screw and detects the rotation angle with the rotation of the motor And a linear scale measuring device that measures the amount of movement of the grinding wheel support corresponding to a predetermined rotation angle of the rotation detector. Calculation means for calculating a movement error of the support base, and control means for controlling the operation of the motor so that the movement amount of the grindstone support base corresponding to the rotation angle of the feed screw is corrected based on the movement error. It is.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、この発明がカム研削盤に適
用された一実施形態について図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a cam grinder will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1及び図2に示すように、ワーク支持台
1は基台2の一側上面に図中矢印Zにて示す水平方向へ
移動可能に支持されている。主軸台3は、ワーク支持台
1の上面に配設され、カムシャフトWの一端を着脱可能
に支持するためのための主軸4及び主軸4を回転させる
ためのサーボモータよりなる主軸用モータ5を備えてい
る。心押台6は、主軸4との間隔を調整自在にワーク支
持台1の上面に配設されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the work support table 1 is supported on the upper surface of one side of the base 2 so as to be movable in the horizontal direction indicated by the arrow Z in the figure. The headstock 3 is provided on the upper surface of the work support 1, and includes a spindle 4 for detachably supporting one end of the camshaft W and a spindle motor 5 composed of a servomotor for rotating the spindle 4. Have. The tailstock 6 is disposed on the upper surface of the work support 1 so that the distance between the tailstock 6 and the main shaft 4 can be adjusted.
【0013】そして、ワーク回転軸としてのカムシャフ
トWが主軸4とこの心押台6との間においてZ方向へ延
びるように支持される。カムシャフトWには、被加工物
としての複数のカムWaが軸線方向へ所定の間隔で形成
され、これらカムWaの外周面が被研削面Wbとなって
いる。ワーク支持台1,主軸台3及び心押台6等により
ワーク支持機構が構成されている。A camshaft W as a work rotating shaft is supported between the main shaft 4 and the tailstock 6 so as to extend in the Z direction. A plurality of cams Wa as workpieces are formed on the camshaft W at predetermined intervals in the axial direction, and the outer peripheral surfaces of these cams Wa are ground surfaces Wb. A work support mechanism is constituted by the work support 1, the headstock 3, the tailstock 6, and the like.
【0014】回転検出器としての位置検出器7は、主軸
用モータ5に取り付けられ、この位置検出器7において
発生した回転検出パルス、すなわち回転角度信号が図3
に示す制御装置18に供給される。この位置検出器7
は、主軸用モータ5の回転角度を検出する。そして、位
置検出器7により検出された主軸用モータ5の回転は、
制御装置18を介した閉ループによって位置決め制御さ
れる。A position detector 7 serving as a rotation detector is attached to the spindle motor 5, and a rotation detection pulse generated by the position detector 7, that is, a rotation angle signal is output from the position detector 7 in FIG.
Is supplied to the control device 18 shown in FIG. This position detector 7
Detects the rotation angle of the spindle motor 5. The rotation of the spindle motor 5 detected by the position detector 7 is
Positioning is controlled by a closed loop via the control device 18.
【0015】砥石支持台8は、基台2上にカムシャフト
Wの軸線方向と直交する水平方向(図中矢印Xにて示
す)へ移動可能に支持されている。サーボモータよりな
る移動用モータ9は、基台2に取り付けられ、この移動
用モータ9により送りねじ10が回転されて、砥石支持
台8がカムシャフトWと近接または離間する前記矢印X
方向へ、すなわちカムシャフトWの延長方向を直交する
方向へ移動される。The grindstone support 8 is supported on the base 2 so as to be movable in a horizontal direction (indicated by an arrow X in the figure) orthogonal to the axial direction of the camshaft W. The moving motor 9 composed of a servomotor is attached to the base 2, and the feed screw 10 is rotated by the moving motor 9, and the arrow X at which the grinding wheel support 8 approaches or separates from the camshaft W.
In the direction perpendicular to the direction in which the camshaft W extends.
【0016】砥石車12は、カムシャフトWと対向する
ように砥石支持台8の一端に支軸13により回転可能に
支持され、この砥石車12によりカムWaの被研削面W
bが研削される。砥石回転用モータ14は、砥石支持台
8上に配設され、この砥石回転用モータ14によりプー
リ15,16およびベルト17を介して砥石車12が一
方向に回転される。なお、砥石支持台8には、図示しな
い加工液の供給機構が配設されており、カムシャフトW
の被研削面Wb及び砥石車12の研削面に対して研削液
が供給される。The grinding wheel 12 is rotatably supported by a support shaft 13 at one end of the grinding wheel support 8 so as to face the camshaft W. The grinding wheel 12 is used to rotate the grinding surface W of the cam Wa.
b is ground. The grindstone rotation motor 14 is disposed on the grindstone support base 8, and the grindstone wheel 12 is rotated in one direction via the pulleys 15, 16 and the belt 17 by the grindstone rotation motor 14. The grindstone support 8 is provided with a working fluid supply mechanism (not shown).
The grinding fluid is supplied to the ground surface Wb and the grinding surface of the grinding wheel 12.
【0017】一方、砥石支持台8の移動位置を検出する
ための回転検出器としての位置検出器11は、移動用モ
ータ9に取り付けられ、この位置検出器11において発
生した移動用モータ9及び送りねじ10の回転角度を示
す回転検出パルス信号が前記制御装置18に供給され
る。また、砥石支持台8には、リニアスケール19aに
より砥石支持台8の移動位置を測定するリニアスケール
測定器19が取り付けられている。リニアスケール測定
器19は、砥石支持台8の移動方向、すなわちX矢印方
向に延びるリニアスケール部19aを有する。そのリニ
アスケール19aで測定された砥石支持台8のX矢印方
向に沿う直線的な実移動量、すなわちカムシャフトWに
対する実際の接近離間移動量を直接測定し、その値を示
す位置検出情報を生成する。このリニアスケール測定器
19において生成された位置検出情報も制御装置18に
供給される。On the other hand, a position detector 11 as a rotation detector for detecting the movement position of the grinding wheel support 8 is attached to the movement motor 9, and the movement motor 9 generated at the position detector 11 A rotation detection pulse signal indicating the rotation angle of the screw 10 is supplied to the control device 18. Further, a linear scale measuring device 19 for measuring a moving position of the grinding wheel support 8 by a linear scale 19a is attached to the grinding wheel support 8. The linear scale measuring device 19 has a linear scale portion 19a extending in the moving direction of the grinding wheel support 8, that is, in the X arrow direction. The linear actual movement amount of the grindstone support 8 measured in the direction of the arrow X measured by the linear scale 19a, that is, the actual movement amount of approaching / separating from the camshaft W, is directly measured, and position detection information indicating the value is generated. I do. The position detection information generated by the linear scale measuring device 19 is also supplied to the control device 18.
【0018】そして、移動用モータ9の回転は、制御装
置18、移動用モータ9の回転角度を検出する位置検出
器11及び砥石支持台の位置を検出するリニアスケール
測定器19で形成されるループによって位置決め制御さ
れる。The rotation of the moving motor 9 is controlled by a loop formed by a control device 18, a position detector 11 for detecting the rotation angle of the moving motor 9, and a linear scale measuring device 19 for detecting the position of the grinding wheel support. Is controlled by the positioning.
【0019】図3(a)は、この一実施形態の電気的な
構成を示す。なお、図1及び図2と同一の部材には、同
一の参照符号が付されている。制御手段、算出手段及び
比較手段としての制御装置18は、マイクロコンピュー
タ及び図3(b)に示すメモリ23aを中心に構成され
た制御部23と、主軸用モータ5、移動用モータ9、砥
石回転用モータ14のそれぞれに対応して設けられた3
個の駆動回路24,25,26を有している。FIG. 3A shows an electrical configuration of the embodiment. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. The control device 18 serving as a control unit, a calculation unit and a comparison unit includes a control unit 23 mainly composed of a microcomputer and a memory 23a shown in FIG. 3B, a spindle motor 5, a movement motor 9, and a grindstone rotation. 3 provided corresponding to each of the
Drive circuits 24, 25, and 26.
【0020】制御部23のメモリ23aには、カムシャ
フトWのカムWaの形状に応じた主軸4の回転角度と回
転速度との関係を規定する速度制御データ及び主軸4の
回転角度と砥石支持台8の送り量との関係を規定する位
置制御データ等が格納されている。制御部23は、リニ
アスケール測定器19からの位置検出情報と、2個の位
置検出器7,11からの回転検出情報と、メモリ23a
に格納されている制御データとに基づいて3個の駆動回
路24,25,26に対してそれぞれに制御信号を出力
する。この制御信号に基づき、各駆動回路24,25,
26は各モータ5,9,14を動作させる。The memory 23a of the control unit 23 stores speed control data defining the relationship between the rotation angle and the rotation speed of the main shaft 4 according to the shape of the cam Wa of the camshaft W, and the rotation angle of the main shaft 4 and the grinding wheel support. Position control data defining the relationship with the feed amount of No. 8 is stored. The control unit 23 stores position detection information from the linear scale measuring device 19, rotation detection information from the two position detectors 7 and 11, and a memory 23a.
, And outputs control signals to the three drive circuits 24, 25, and 26 based on the control data stored in. Based on this control signal, each of the drive circuits 24, 25,
26 operates the motors 5, 9, and 14.
【0021】従って、制御部23によりカム研削盤全体
の動作が集中管理される。その結果、主軸4が回転さ
れ、それにともないカムシャフトWが一方向に回転され
る。これとともに、砥石支持台8が主軸4の回転角度に
応じて進退移動されて、主軸4に装着されたカムシャフ
トWのカムWaが所定形状に研削される。Accordingly, the operation of the entire cam grinding machine is centrally managed by the control unit 23. As a result, the main shaft 4 is rotated, and accordingly, the camshaft W is rotated in one direction. At the same time, the grindstone support 8 is moved forward and backward in accordance with the rotation angle of the main shaft 4, and the cam Wa of the camshaft W mounted on the main shaft 4 is ground into a predetermined shape.
【0022】図4は、上述した位置検出器11,リニア
スケール測定器19,制御部23,駆動回路25,移動
用モータ9等によって形成される制御系を等化的に示し
ている。この図4において、第1減算器33のプラス側
入力端子には、制御部23で生成された砥石支持台8の
位置情報が供給される。この位置情報は、砥石支持台8
の移動位置を示す。第1減算器33のマイナス側入力端
子には、リニアスケール測定器19からの測定出力が供
給される。第1減算器33の出力が変換器34を介して
別の第2減算器35のプラス側入力端子に供給される。
この変換器34は、位置信号に時間的要素を加えて速度
信号に変換する。FIG. 4 is a diagram equivalently showing a control system formed by the above-described position detector 11, linear scale measuring device 19, control unit 23, drive circuit 25, moving motor 9, and the like. In FIG. 4, the position information of the grinding wheel support 8 generated by the control unit 23 is supplied to the positive input terminal of the first subtractor 33. This position information is stored in the whetstone support 8
Indicates the movement position of. The measurement output from the linear scale measuring device 19 is supplied to the negative input terminal of the first subtractor 33. The output of the first subtractor 33 is supplied to the positive input terminal of another second subtractor 35 via the converter 34.
The converter 34 converts the position signal into a velocity signal by adding a time element.
【0023】第2減算器35のマイナス側入力端子に
は、移動用モータ9及び送りねじ10の回転角度に応じ
た位置検出器11の出力信号が供給される。第2減算器
35の出力が変換器36を介して位置信号として増幅器
38を介して移動用モータ9に供給され、移動用モータ
9の回転量が制御され、すなわち砥石支持台8の移動量
が制御される。The output signal of the position detector 11 corresponding to the rotation angle of the moving motor 9 and the feed screw 10 is supplied to the minus input terminal of the second subtractor 35. The output of the second subtractor 35 is supplied as a position signal via the converter 36 to the movement motor 9 via the amplifier 38, and the rotation amount of the movement motor 9 is controlled. Controlled.
【0024】なお、増幅器38は、移動用モータ9の回
転速度を調整するものである。さて、制御部23におい
て、カムWaのプロファイルデータが所定の記憶領域か
ら選択され、そのプロファイルデータに基づいて、カム
Waの回転角度に対応した砥石支持台8の移動のための
目標位置データが算出される。その目標位置データによ
り移動用モータ9を駆動回路25を介して制御する。The amplifier 38 adjusts the rotation speed of the moving motor 9. In the control unit 23, profile data of the cam Wa is selected from a predetermined storage area, and based on the profile data, target position data for moving the grinding wheel support 8 corresponding to the rotation angle of the cam Wa is calculated. Is done. The movement motor 9 is controlled via the drive circuit 25 based on the target position data.
【0025】次に、カムシャフトWの加工過程における
砥石支持台8の実移動量をリニアスケール測定器19の
位置検出情報のデータをサンプリングする。そして、検
出された位置情報を制御部23内のメモリ23aに記憶
する。Next, the data of the position detection information of the linear scale measuring device 19 is sampled for the actual movement amount of the grinding wheel support 8 in the process of working the camshaft W. Then, the detected position information is stored in the memory 23a in the control unit 23.
【0026】このように、制御部23が動作することに
より、位置決め制御の対象である砥石支持台8の移動位
置が位置検出器11により移動用モータ9の回転角度と
して検出される。そして、砥石支持台8の移動位置及び
移動速度の位置決め制御がなされるとともに、移動用モ
ータ9及び送りねじ10の回転角度に対応した移動位置
データがリニアスケール測定器19により検出される。As described above, when the control unit 23 operates, the moving position of the grinding wheel support 8 to be subjected to the positioning control is detected by the position detector 11 as the rotation angle of the moving motor 9. Then, the position control of the moving position and the moving speed of the grinding wheel support 8 is performed, and the moving position data corresponding to the rotation angle of the moving motor 9 and the feed screw 10 is detected by the linear scale measuring device 19.
【0027】そして、制御部23において、メモリに記
憶された位置情報に基づいて所定手順でリニアスケール
測定器19の測定結果に対する誤差補正がなされる。具
体的には、加工開始に先立って、砥石支持台8を原点位
置から所定位置に移動させ、その時の移動量を位置検出
器11の回転角度信号として得る。これと同時に、その
位置検出器11からの回転角度信号と対応して、リニア
スケール測定器19から位置検出情報から得る。そし
て、位置検出器11から得られたカウント値をLrと
し、リニアスケール測定器19から得られた移動量をL
lとすると、それらが制御部23の比較部23bにおい
て比較されて、砥石支持台8の移動誤差を示す補正係数
がLl/Lrとして算出される。Then, the control section 23 corrects an error with respect to the measurement result of the linear scale measuring device 19 in a predetermined procedure based on the position information stored in the memory. Specifically, prior to the start of processing, the grindstone support 8 is moved from the origin position to a predetermined position, and the movement amount at that time is obtained as a rotation angle signal of the position detector 11. At the same time, it is obtained from the position detection information from the linear scale measuring device 19 corresponding to the rotation angle signal from the position detector 11. The count value obtained from the position detector 11 is represented by Lr, and the movement amount obtained from the linear scale measuring device 19 is represented by Lr.
Assuming that l, these are compared in the comparison unit 23b of the control unit 23, and the correction coefficient indicating the movement error of the grinding wheel support 8 is calculated as Ll / Lr.
【0028】この補正係数が制御部23からの位置指令
に乗算されて第1減算器33に供給される。つまり、リ
ニアスケール測定器19のリニアスケール部19aが温
度変化により伸縮されている場合、リニアスケール測定
器19の測定結果は実際に移動した距離に対して誤差が
生じる。このような場合、加工点における位置検出器1
1から得られる誤差を含んだ移動量をLoとし、実際の
移動量をLnとすると、実際の移動量Lnは下記(1)
式により得られ、この補正後の位置指令が次回の研削位
置制御としての砥石台移動用モータ9の制御位置データ
に用いられる。The correction coefficient is multiplied by a position command from the control unit 23 and supplied to the first subtractor 33. That is, when the linear scale portion 19a of the linear scale measuring device 19 is expanded and contracted due to a temperature change, an error occurs in the measurement result of the linear scale measuring device 19 with respect to the distance actually moved. In such a case, the position detector 1 at the processing point
Assuming that the moving amount including the error obtained from 1 is Lo and the actual moving amount is Ln, the actual moving amount Ln is expressed by the following (1).
The corrected position command obtained by the equation is used as control position data of the wheel head moving motor 9 as the next grinding position control.
【0029】 Ln=Lo・(Ll/Lr)・・・・・・(1) この場合、装置温度の高低に関わらず、位置検出器11
から得られる回転角度のカウント値Lrが一定である。
従って、リニアスケール測定器19が熱により膨張した
り、逆に収縮したりした場合には、補正係数がそれに応
じて変化することになる。このため、この補正係数を用
いれば、リニアスケール測定器19が変形しても砥石支
持台8の位置決めを正確に行うことができる。Ln = Lo · (L1 / Lr) (1) In this case, regardless of the temperature of the apparatus, the position detector 11
Is constant.
Therefore, when the linear scale measuring device 19 expands or contracts due to heat, the correction coefficient changes accordingly. Therefore, if this correction coefficient is used, the positioning of the grinding wheel support 8 can be accurately performed even if the linear scale measuring instrument 19 is deformed.
【0030】なお、上述した補正係数算出のための砥石
支持台8のX方向への位置決め移動は、実際の運用にお
いては、研削加工のサイクルタイムを短くするために、
実加工にともなう砥石支持台8の位置決めに並行して補
正係数の算出がなされる。具体的には、加工中における
サイクル開始原位置からカムWaに対する中間位置まで
の位置決めの中で、位置検出器11から得られた移動量
Lrと、リニアスケール測定器19から得られた移動量
Llとにより、補正係数(Ll/Lr)が算出される。
そして、得られた補正係数を用いて砥石支持台8の全て
の位置制御にともなう位置情報を補正し、加工開始位置
からの研削位置座標に反映させる。また、この補正係数
の算出は、カムシャフトWの研削対象となる一つのカム
Waの加工毎に逐次なされ、補正係数が更新される。こ
のことにより、新たな補正係数を使用して誤差補正処理
が行われ、温度変化によって発生したリニアスケールの
膨張収縮による誤差が除去される。In the actual operation, the positioning movement of the grinding wheel support 8 in the X direction for calculating the correction coefficient is performed in order to shorten the cycle time of the grinding process.
The correction coefficient is calculated in parallel with the positioning of the grindstone support 8 during the actual machining. Specifically, in the positioning from the cycle start original position during processing to the intermediate position with respect to the cam Wa, the movement amount Lr obtained from the position detector 11 and the movement amount Ll obtained from the linear scale measuring device 19 Thus, the correction coefficient (L1 / Lr) is calculated.
Then, using the obtained correction coefficient, the position information associated with all the position controls of the grindstone support 8 is corrected and reflected on the grinding position coordinates from the machining start position. The calculation of the correction coefficient is sequentially performed for each processing of one cam Wa to be ground of the camshaft W, and the correction coefficient is updated. As a result, an error correction process is performed using the new correction coefficient, and an error caused by expansion and contraction of the linear scale caused by a temperature change is removed.
【0031】以上述べたように、この実施形態は以下に
示す効果がある。 ・ 砥石支持台8を移動させる送りねじ10の回転によ
る回転角度信号を位置検出器11により確保し、制御部
23がその位置検出器11における所定の回転角度に対
応するリニアスケール測定器19の測定値から砥石支持
台8の移動誤差を算出するするようにした。すなわち、
リニアスケール測定器19の膨張収縮に関わらず、位置
検出器11の測定値が一定であるため、その値と、膨張
伸縮により変化したリニアスケール測定器19の測定値
とから補正係数を算出した。そして、その補正係数をリ
ニアスケール測定器19のカウント値に乗算して砥石支
持台8の移動量を求めた。このため、リニアスケール測
定器19のカウント値をその膨張伸縮度合いに応じて補
正することができ、分解能に優れたリニアスケール測定
器19の測定値を用いて砥石支持台8の移動を正確に制
御することができる。従って、高精度の切削加工を実現
できる。As described above, this embodiment has the following effects. A rotation angle signal due to the rotation of the feed screw 10 for moving the grinding wheel support 8 is secured by the position detector 11, and the control unit 23 measures the linear scale measuring device 19 corresponding to a predetermined rotation angle of the position detector 11. The movement error of the grinding wheel support 8 is calculated from the value. That is,
Since the measured value of the position detector 11 is constant irrespective of the expansion and contraction of the linear scale measuring device 19, a correction coefficient was calculated from the value and the measured value of the linear scale measuring device 19 changed by the expansion and contraction. Then, the correction value was multiplied by the count value of the linear scale measuring device 19 to obtain the moving amount of the grinding wheel support 8. For this reason, the count value of the linear scale measuring device 19 can be corrected according to the degree of expansion and contraction, and the movement of the grinding wheel support 8 can be accurately controlled using the measured value of the linear scale measuring device 19 having excellent resolution. can do. Therefore, high-precision cutting can be realized.
【0032】・ 以上に述べたように、リニアスケール
測定器19の温度変化量に応じて誤差修正が行われるた
め、温度センサ等の別途の検出手段が不要である。ま
た、リニアスケールの温度変化による影響の対策をした
構成が簡単である。As described above, since error correction is performed in accordance with the amount of temperature change of the linear scale measuring device 19, separate detection means such as a temperature sensor is not required. In addition, the configuration that takes measures against the influence of the temperature change of the linear scale is simple.
【0033】なお、この発明は以下のような態様で具体
化することも可能である。 ・ 上述した実施形態においては、カム研削盤にこの発
明を適用した場合について説明したが、他のクランクピ
ン研削盤や、位置決め制御装置を有する加工機械に対し
て適用すること。この場合も、前記実施形態と同様な効
果を得ることができる。The present invention can be embodied in the following modes. -In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the cam grinder has been described. However, the present invention is applied to other crankpin grinders and processing machines having a positioning control device. In this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
【0034】・ 1回の研削が終了するごとに、その研
削の制御に用いられた位置情報、すなわち制御部23の
メモリ内に蓄積された位置検出器11及びリニアスケー
ル測定器19の位置情報を研削の結果得られた位置情報
に新たに書き換えること。そして、次回の研削に際し
て、この書き換えられた位置情報に対して補正係数(L
l/Lr)よる補正を加え、この補正されたデータに基
づいて砥石支持台8の新たな位置情報を生成し、それに
基づいて砥石支持台8の位置制御を行うこと。Every time one grinding is completed, the position information used for controlling the grinding, that is, the position information of the position detector 11 and the linear scale measuring device 19 stored in the memory of the control unit 23 is read. Newly rewrite the position information obtained as a result of grinding. Then, at the next grinding, a correction coefficient (L
1 / Lr), generating new position information of the grinding wheel support 8 based on the corrected data, and performing position control of the grinding wheel support 8 based on the new information.
【0035】[0035]
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項1〜3に記載
の発明によれば、送りねじの所定回転角度に応じた回転
検出器から回転角度信号に対して、リニアスケール測定
器から得られる測定値に基づき補正するため、リニアス
ケール測定器に膨張収縮が生じても、そのリニアスケー
ル測定器からの測定値に基づいて砥石支持台の移動を制
御できる。このため、砥石支持台の位置決めを高精度に
行うことができ、高精度加工を実現できるとともに、良
品率を向上させることができる。The present invention is configured as described above, and has the following effects. According to the first to third aspects of the present invention, the rotation angle signal from the rotation detector corresponding to the predetermined rotation angle of the feed screw is corrected based on the measurement value obtained from the linear scale measuring device. Even if the measuring device expands and contracts, the movement of the grindstone support can be controlled based on the measurement value from the linear scale measuring device. For this reason, the positioning of the grindstone support base can be performed with high precision, high-precision processing can be realized, and the yield rate can be improved.
【図1】一実施形態の構成を示す一部破断側面図。FIG. 1 is a partially broken side view showing a configuration of an embodiment.
【図2】一実施形態の構成を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the configuration of one embodiment.
【図3】(a)は一実施形態の電気的な構成を示すブロ
ック図、(b)は制御部内のメモリを示すブロック図。FIG. 3A is a block diagram illustrating an electrical configuration of an embodiment, and FIG. 3B is a block diagram illustrating a memory in a control unit.
【図4】一実施形態の制御系を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a control system according to one embodiment.
5…主軸用モータ、8…砥石支持台、9…移動用モー
タ、11…回転検出器としての位置検出器、12…砥石
車、14…砥石回転用モータ、19…リニアスケール測
定器、23…算出手段,比較手段及び制御手段としての
制御部。5: Spindle motor, 8: Grinding wheel support, 9: Moving motor, 11: Position detector as rotation detector, 12: Grinding wheel, 14: Grinding wheel rotation motor, 19: Linear scale measuring device, 23 ... A control unit as a calculation unit, a comparison unit, and a control unit.
Claims (3)
る砥石支持台の移動方向に沿うリニアスケール部を有
し、砥石支持台の移動量をリニアスケール部において測
定するリニアスケール測定器と、 前記送りねじの回転による回転角度を検出する回転検出
器と、 前記回転検出器における所定の回転角度に対応する砥石
支持台の移動量とリニアスケール測定器の測定値から砥
石支持台の移動量誤差を算出する移動誤差算出手段とを
備えたことを特徴とする移動量測定装置。1. A linear scale measuring device having a linear scale portion along a moving direction of a grinding wheel support that is linearly moved by rotation of a feed screw, and measuring a movement amount of the grinding wheel support in the linear scale portion; A rotation detector that detects a rotation angle due to the rotation of the feed screw, and a movement error of the grinding wheel support from a movement amount of the grinding wheel support corresponding to a predetermined rotation angle in the rotation detector and a measurement value of the linear scale measuring device. And a movement error calculation means for calculating the movement amount.
る砥石支持台の移動方向に沿うリニアスケール部を有
し、砥石支持台の移動量をリニアスケール部において測
定するリニアスケール測定器と、 前記送りねじの回転角度から砥石支持台の移動量を測定
する回転検出器と、 前記リニアスケール測定器及び回転検出器による各測定
量を比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果からそれらの誤差比を算出
し、その誤差比に基づき送りねじの回転による前記回転
検出器の測定値に対応した砥石支持台の実際の移動量を
算出する算出手段とを備えたことを特徴とする砥石支持
台の移動量測定装置。2. A linear scale measuring device having a linear scale portion along a moving direction of a grindstone support base that is linearly moved by rotation of a feed screw, and measuring a moving amount of the grindstone support base in the linear scale section; A rotation detector that measures the amount of movement of the grindstone support base from the rotation angle of the feed screw, and a comparison unit that compares each measurement amount with the linear scale measurement unit and the rotation detector, Calculation means for calculating an error ratio, and calculating an actual movement amount of the grinding wheel support corresponding to a measured value of the rotation detector due to rotation of the feed screw based on the error ratio. Table movement amount measuring device.
機構と、 前記ワーク支持機構に支持されたワークの回転軸に対し
て直交する方向に直線的に接近離間可能な砥石車を回転
可能に支持した砥石支持台とを備え、 砥石支持台の移動により砥石車が回転されてワークに対
して研削加工を施すようにした研削装置において、 前記砥石支持台に付設され、砥石支持台の直線移動量を
ベッド部に設けられたスケールを測定するリニアスケー
ル測定器と、 送りねじの回転により砥石支持台の移動を駆動するモー
タに連結され、モータの回転にともない回転角度信号を
検出する回転検出器と、 前記回転検出器の所定の回転角度に対応した砥石支持台
の移動量を測定するリニアスケール測定器の測定値か
ら、送りねじの回転角度に対する砥石支持台の移動誤差
を算出する算出手段と、 その移動誤差に基づき送りねじの回転角度に対応した砥
石支持台の移動量が修正されるように前記モータの動作
を制御する制御手段と備えたことを特徴とする研削装
置。3. A work supporting mechanism for rotatably supporting a work, and a grinding wheel rotatably supporting a grinding wheel capable of linearly approaching and separating in a direction orthogonal to a rotation axis of the work supported by the work supporting mechanism. A grinding wheel support, wherein the grinding wheel is rotated by the movement of the grinding wheel support to perform a grinding process on a workpiece. The grinding device is provided with the grinding wheel support, and the linear movement amount of the grinding wheel support is provided. A linear scale measuring device that measures the scale provided in the bed portion, and a rotation detector that is connected to a motor that drives the movement of the grindstone support base by rotating the feed screw and detects a rotation angle signal with the rotation of the motor. From the measured value of the linear scale measuring device that measures the amount of movement of the grinding wheel support corresponding to the predetermined rotation angle of the rotation detector, the movement of the grinding wheel support with respect to the rotation angle of the feed screw Calculating means for calculating an error, and control means for controlling the operation of the motor so that the amount of movement of the grindstone support base corresponding to the rotation angle of the feed screw is corrected based on the movement error. Grinding equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37391299A JP2001179621A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Displacement measurement device and grinding attachment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP37391299A JP2001179621A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Displacement measurement device and grinding attachment |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001179621A true JP2001179621A (en) | 2001-07-03 |
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ID=18502963
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JP (1) | JP2001179621A (en) |
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1999
- 1999-12-28 JP JP37391299A patent/JP2001179621A/en active Pending
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