JPH01193149A - カム頂点位置割出方法及びその制御装置 - 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］ この発明は、曲面の輪郭線を有するカムなどの工作物の
頂点位置を決めるカム頂点位置割出方法及びその制御装
置である。更に詳しくは、カムの従動節のリフト量が最
大であるカム頂点位置を割出すカム頂点位置割出方法及
びその制御装置に関する。

［従来技術］ カムの種類は種々知られているが、例えば円弧と直線の
接線を接続して作られた接線カムがある。接線カムの加
工法は、切削、研削加工など各種の加工法が知られてい
るが、フライス盤、ターニングセンタ（旋盤でミーリン
グ加工ができるもの）などでミーリングカッタでその外
周、内周を切削する加工方法がある０例えば、調造され
た黒皮の素材からターニングセンタで接線カムのキー溝
を削る場合、基礎内部分と従動節の変位量が最大の位置
である頂点部分とを区別して、位置決めし切削加工しな
ければ、加工代が充分にとれない。

従来、この頂点位置を割出しのため、工具主軸にタッチ
センサを付けて接線カム側へ除々に近づけながら、接線
カムを加工の送り速度程度でゆっくり何回も回しくＣ軸
線を中心に）、タッチセンサが接触した角度位置を頂点
（Ｃ軸線の角度位置で）と定めている。

特開昭６３−２６５１号公報には、変位計センサによっ
て工作物の偏心量を計測し、その始点角度位置を終点角
度位置のそれぞれの偏心距離が等しくなる角度を検出し
て、その角度中心を頂点と判断する偏心軸の偏心位置自
動検出方法が記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、接線カムを切削送り速度で何度もＣ軸線を中心
に回すので、頂点を計測するには時間がかかる。前記特
開昭６３−２６５１号公報には変位計センサを工作物に
接触させて偏心量を検出するので、変位形センサの計測
範囲を越えて計測することができない、したがって、偏
心量が大きい工作物の頂点位置は検出できない。また、
黒皮など形状のばらつきの多い工作物には適用できない
。

本発明の目的は、カムなどの曲面を有する工作物の頂点
を短時間で割出すためのカム頂点位置割出方法及びその
制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、偏心量の大きい突起を有する工作
物の突起位置を割出すためのカム頂点位置割出方法及び
その制御装置を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 第１の発明は、曲面を有するカムなどの被加工物の頂点
位置をタッチセンサで検出する方法において、前記タッ
チセンサを前記被加工物の外周に位置させする工程と、
前記被加工物を正転させる正転工程と、該正転工程によ
り前記被加工物の輪郭線の第１点を検出する第１の検出
工程と、該第１の検出工程で前記第１点を検出した後前
記被加工物を逆転させて輪郭線の第２点を検出する第２
の検出工程と、前記第１点と前記第２点の位置を演算し
て第１点と第２点の前記被加工物の回転軸の中間の角度
位置が前記輪郭線の頂点と計算して推定するカム頂点位
置割出方法である。

更に、第１の発明は、計算し推定した頂点位置が実際に
その角度位置にあるが否が前記頂点位置にタッチセンサ
を接触させて、頂点位置を確認してその計測値で補正す
る方法がより効果的である。

第２の発明は、第１項記載のカム頂点位置割出方法を実
施する制御装置において、前記被加工物を回転駆動させ
るサーボモータと、前記タッチセンサを駆動するサーボ
モータと、前記被加工物を回転させて前記タッチセンタ
が前記被加工物に接触した位置を検知する検知手段と、
前記第１点と、前記第２点の中間の角度位置を演算する
頂点演算部とを有することを特徴とするカム頂点位置割
出制御装置である。

［作　用］ タッチセンサを被加工物の外周に位置させて、被加工物
を正転させる。被加工物の輪郭線上の第１点をタッチセ
ンサで検出した後、被加工物を逆転させて輪郭線上の第
２点を検出し、第１点と第２点の中間の角度位置を前記
被加工物の輪郭線の頂点として、カム状の被加工物の頂
点割出方法である。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面とともに説明する。

第１図に示すものは本発明の原理を示す図である。接線
カム１を例にとれば、接線カムｌの輪郭線２は、半径Ｒ
の基礎円３部分と、基礎円３に対する接線４と、基礎円
３と同心の半径Ｒ。

の同心円５とからできている。計測するにはまず、タッ
チセンサ２１の半径ｒの接触子２１ａをＸ軸線上でかつ
基礎円３より大きい半径位置、ａ点に位置させ止めてお
（、ａ点は、基礎円３の半径Ｒにαを加算したＸ軸線上
の位置である。（ただし、α＞ｒ）Ｃ軸を中心に接線カ
ムｌを正回転させる０輪郭線２上のあるＡ点でタッチセ
ンサ２１の接触子２１ａの外周が接触する。

この接触したＡ点のＣ軸の角度位置を検出し、記憶する
。次に、Ｃ軸を逆転すると、接線カム１の外周の１点で
あるＢ点がタッチセンサ２１の接触子２１ａの外周に接
触しこの位置を検知する。

このＡ点と、Ｂ点の２等分線上に中間が接線カム１の頂
点Ｃがあると推定する。往復１回転以内で頂点Ｃの角度
位置が検出できることになる。ただし、この２等分線上
に接線カム１の頂点Ｃがこの位置に存在するとは限らな
い、あくまでも推定された位置である。

カム　　１出　　　置− 第２図に示すものは、前記した本発明の原理をターニン
グセンタで実施する場合のカム頂点割出制御装置の機能
ブロック図である。ＣＰＵＩＩは、割出制御装置の中央
処理装置である。ＣＰＵ１１には、Ｉ１０装置、メモリ
などに接続されているバス１２が接続しである。端末１
３は、キーボードを備えたもので、データ、プログラム
などの、入出力と表示を行うものである。端末１３は、
インターフェイス１４を介してバス１２に接続しである
。

カム軸サーボモータ１５は、接線カム１の基礎円３を中
心（Ｃ軸）として回す駆動モータである。カム軸サーボ
モータ１５は、本実施例では、ターニングセンタである
ので工作物を把持、駆動する主軸モータである。Ｘ軸サ
ーボモータ１８は、タッチセンサ２１を駆動するもので
ある。Ｘ軸サーボモータ１８は、補間器１１、アンプ１
９を介して制御される。

タッチセンサ２１は、インターフェイス２２を介してバ
ス１２に接続されている。したがって、タッチセンサ２
１の接触子２１ａが接線カム１を検知すると、検知した
瞬間のＣ軸の位置を検出できる。この検出法は、周知で
あり詳記しない、加ニブログラムメモリ２３は、ターニ
ングセンタによる接線カム１の形状加工のためのプログ
ラムである。計測プログラム２４は、後記する本実施例
の計測動作の詳細をプログラムしたプログラム用のメモ
リである。

計測情報メモリ２６は、前記したように接線カム１を計
測したデータを記憶しておくメモリである。具体的には
、前記した接線カムｌの輪郭線２上の接触点であるＡ点
、Ｂ点、０点、及び実測された頂点位置であるＤ点のＣ
軸上の角度位置を計測、演算されるたびに一時的に記憶
するメモリである。センサ位置メモリ２７は、タッチセ
ンサ２１の計測のための計測位置、及びデータなどを記
憶するメモリである。前記した位置であるＸ軸線上のａ
点（Ｒ＋α）、後述するｂ点（Ｒ１＋ｒ）、ｅ点（ＲＩ
＋ｒ＋β）である。

計測設定データメモリ２８は、オペレータが自由に設定
できる設定値である。接線カム１の基礎円３からａ点を
算出するために適宜選択される値α（α〉ｒ）、タッチ
センサの接触子２１ａの半径ｒ、ｅ点を算出するための
β（加工代に近い値）などである。ａ点演算部２９は、
基礎円３の半径Ｒと設定された定数αを頂点の測定指令
が発せられると加算する加算装置である。

ａ点演算部２９で加算された値ａは、ａ黒書込手段３０
でセンサ位置メモリ２７の所定記憶位置に書き込まれる
。ｂ点演算部３２は、基礎円３の半径Ｒとタッチセンサ
２１の接触子２１ａの半径ｒを加算するものである。ｂ
点演算部３２は、ＡＮＤ回路２１からｂ点の計算指令が
出されると演算を開始する。ｂ点演算部３２からの計算
結果は、ｂ点書き込み手段３３に入力される。ｂ点書き
込み手段３３は、センサ位置メモリ２７のｂ点のメモリ
位置にその値を書き込む。

ｅ点演算部３５は、同心円Ｒ，と、タッチセンサ２１の
接触子２１ａの半径ｒと、設定値βを加算する演算部で
ある。ｅ点演算部３５は、ｅ点の計算指令がＡＮＤ回路
３４から発せられると演算を開始する。演算結果は、ｅ
点書き込み手段２６に送られる。ｅ点書き込み手段３６
は、この計算結果をセンサ位置メモリ２７のｅ点のメモ
リ位置にその値を書き込む。

頂点割出油算部３７は、計算指令が発せられるとＡ点の
角度位置とＢ点の角度位置の中間値である（Ａ＋Ｂ）／
２を計算する。この演算結果である０点（角度位置）は
、接線カム１の輪郭線４上の頂点である。Ｃ点書込手段
３８は、計測情報メモリ２６にその０点を書き込む、比
較器３９は、第１回の計測値と２回目の計測値と比較す
るものである。計算した頂点位置Ｃ点と相違していれば
、第２回の計測値を新しい頂点として認定する。この検
出値は、新しい頂点Ｃとして計測センサ情報メモリ２６
の頂点Ｃのメモリを書き換える。

左込」Ｌ剋茫　　’ｙｏ」１１ 第３図に示すフローチャートは、前記したカム割出制御
装置のフローチャートである。計測指令が発せられると
、カム頂点割出制御装置のａ点演算部２９、ｂ点演算部
３２、Ｃ点演算部３５は、必要なデータをカム形状デー
タメモリ２５などが引き出して演算を開始し、演算結果
をセンサ位置メモリ２７に記憶させる（ステップＰ１）
、タッチセンサ２１の接触子２１ａが基礎円３より大き
い位置ａ点に移動する（ステップＰ２２〜Ｐ３３）。

ステップＰ３で接線カム１をカム軸サーボモータ６でＣ
軸線を中心に回転駆動させる（ステ・ツブＰ４）、タッ
チセンサ２１のボール２１ａと接線カムｌの輪郭線２と
が接触をすると、タッチセンサ２１がこの接触点Ａの位
置すなわち、Ｃ軸線を中心とした角度位置を検知し測定
する（ステップＰ５〜Ｐ６）。

接触点Ａを検知すると、直ちにカム軸サーボモータ６を
逆転させる（ステップＰ７）、この逆転速度は最初は早
送りし、次の接触点Ｂ近くで遅い送り回転にする。なぜ
ならば、接触点Ａを検知した後、次の接触点Ｂはある程
度位置が予測できるためである０次々、接触点Ｂを前記
接触点Ａと同様に検出する（ステップＰ８〜Ｐ９）、接
触点Ａと接触点Ｂの中間の角度位置を接線カム１の頂点
、言い換えると同心円５の位置を接線カムの頂点角度位
置Ｃ点とみなして、接線カム１のＣ軸の基準角度位置を
確定する（ステップＰＩＯ〜ｐＨ）。

タッチセンサ２１をＸ軸線方向の外側へ退避位置に移動
させる（ステップＰ１□）。接線カム１を回転させて、
接線カム１を割出しする。（ステップＰ１３）、予め分
かっている同心円５の半径Ｒと、タッチセンの接触子２
１ａの半径ｒの径を積算した位置すにタッチセンサを移
動させる（ステップＰ１４）。接触カム１を回転駆動さ
せて、頂点角度位置Ｃを検出する（ステップＰｕ５）。

検出した頂点Ｃの座標は、予定より大きいが否か判断す
る（ステップＰ１６）Ｎｏであれば異常なワークなので
ワークは外す（ステップＰ２４）、予定より大きければ
、すなわち所定の最低加工代を有しているか否かの判断
である。この最低の加工代以上を有していれば、ステッ
プＰＩ７に進み、タッチセンサ２１の前記位置すより更
に外側に位置に移動させ（本例では、β−０，５ｍｍ程
度）、すなわち位置ｅに移動させる（ステップＰ１７）
、接線カム１を１回転させ、タッチセンサ接触子２１ａ
が頂点角度位置Ｃに接触したか否か判断する。接触した
のであれば、その接触位置を接触点りとする（ステップ
Ｐ２０）。

ステップＰ２２でＡ＜Ｄ＜ＢまたはＡ＞Ｄ＞Ｂであるか
否か判断する。この判断がＹｅｓであれば、ステップＰ
２３でＤ点を新たに頂点角度位置Ｃとみなす。Ａ位置と
Ｂ位置の間にあって、前記した演算結果の頂点角度位置
Ｃでない位置をこの工作物の頂点角度位置Ｃとみなす、
この新しい頂点角度位置Ｃを基準に接線カム１を割出し
て（ステップＰ２３）、接線カム１の加工を行う。また
、黒皮材工作物のようにばらつきのある形状でも、カム
頂点の位置を割出すことができる。

［発明の効果］ 以上、詳記したように、本発明はカム頂点の割出し作業
時間が短縮できる。偏心量の大きい工作物も短時間で頂
点が割出しできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す図、第２図はカム頂点位置
割出制御装置、第３図（ａ）、（ｂ）はカム頂点割出制
御装置のフロチャートである。 １・・・接線カム、３・・・基礎円、２１・・・タッチ
センサ、２９・・・ａ点演算部、３２・・・ｂ点演算部
、３５・・・ｅ点演算部、３７・・・頂点割出演算部、
３９・・・比較器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、曲面を有するカムなどの被加工物の頂点位置をタッ
   チセンサで検出する方法において、前記タッチセンサを
   前記被加工物の外周に位置させる工程と、前記被加工物
   を正転させる正転工程と、該正転工程により前記被加工
   物の輪郭線の第１点を検出する第１の検出工程と、該第
   １の検出工程で前記第１点を検出した後前記被加工物を
   逆転させて輪郭線の第２点を検出する第２の検出工程と
   、前記第１点と前記第２点の位置を演算して第１点と第
   ２点の前記被加工物の回転軸の中間の角度位置が前記輪
   郭線の頂点と計算して推定するカム頂点位置割出方法。 ２、前記推定した頂点位置の近傍に前記被加工物の実際
   の頂点位置にあるか否か判断するため、前記推定した前
   記頂点位置に前記タッチセンサを位置させ頂点を計測し
   て、前記推定した頂点位置を新たな頂点位置として補正
   することを特徴とする第１項記載のカム頂点位置割出方
   法。 ３、第１項記載の頂点位置割出方法を実施する制御装置
   において、前記被加工物を回転駆動させるサーボモータ
   と、前記タッチセンサを駆動するサーボモータと、前記
   被加工物を回転させて前記タッチセンタが前記被加工物
   に接触した位置を検知する検知手段と、前記第１点と、
   前記第２点の中間の角度位置を演算する頂点演算部とを
   有することを特徴とするカム頂点位置割出制御装置。