JPH06348317A - 数値制御非真円形加工物加工方法及び数値制御非真円形加工物加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制
御する非真円形工作物制御における制御指令と制御対象
の動作間の入出力特性を精度良く求めて制御指令を決定
することができる方法を提供する。 【構成】 図１に示すように、初めに既知の入力と応答
から求めた伝達関数Ｈ₁をを用いて、希望する応答Ｏか
ら入力１を計算し、目標入力位置データとして位置決め
装置に教示する。このとき、得られた応答１が希望する
許容値内に誤差が収束していなければ、式（Ｈ_i+1（ｊ
ω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω））によって周波数領域
の応答Ｏ_iを用いて伝達関数Ｈ₂を計算する。この伝達関
数Ｈ₂を用いて希望する応答より新たな入力２を算出し
て目標入力位置データとする。この操作を誤差が収束す
るまで繰り返し、伝達関数を修正しながら所定の制御結
果が得られるまで繰り返すことにより、高精度な位置決
めが実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値データに基づいて所
望プロフィルの非真円形加工物を創成するカム研削盤等
の数値制御非真円形加工物加工装置に関するもので、特
に主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御すると
共に、その加工工具の位置決め時の誤差を許容される最
小範囲に数値制御することができる数値制御非真円形加
工物加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非真円形工作物の加工を行う際には主軸
回転角位置制御とそれに応じた工具位置制御をする必要
がある。その場合加工精度を上げる為には、両装置共に
それぞれ高級な制御能力を備える必要があり、また全体
の加工時間はその両装置のいずれかの低い方の能力に律
速された加工時間となる。

【０００３】このような問題に対する対策として特公昭
５８−２４２２５号には、主軸が単位角度回転して回転
位相検出装置から単位パルスが送出される毎にパルス発
生回路から数個の駆動パルスを送出させ、この駆動パル
スを数値データに基づいて加工工具移動用のサーボモー
タに分配することを要旨とする数値制御加工装置が提案
されている。この数値制御カム加工装置によれば、主軸
回転角位置制御とそれに応じた工具位置制御をするにあ
たり、両装置共にそれぞれ別個に高級な制御能力を備え
た数値制御装置を設ける必要はない。

【０００４】ところで以上の特公昭５８−２４２２５号
に示される数値制御カム加工装置を初めとして一般に非
真円形加工物加工装置の動作速度は、生産性向上の為高
速になる傾向にあり、例えば加工工具の動作速度を上げ
ると、位置決め時にオーバシュートや残留振動が発生
し、この問題を解決するために、例えば機械剛性をあげ
るという対策を採る場合、結果的に重量増加となり、よ
り大きなサーボモータを採用しなければならないという
悪循環を生じる。

【０００５】そこで特開平２−２１７９０４号には、工
作物を加工するためのプロファイルデータに基づいた位
置指令データにより制御運転し得られる実際の移動量に
よる実移動量データと理想的な移動量を与える理想位置
指令データとから周波数応答の比を算出し、その周波数
応答の比で位置指令データの周波数特性を補正すること
により位置決めサーボシステムの追従精度を向上させる
数値制御非真円形加工物加工方法、いわゆる繰り返し伝
達関数補正制御方法を適用した制御装置が提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上の従来の数
値制御非真円形加工物加工方法すなわち繰り返し伝達関
数補正による制御方法には次のような問題があった。す
なわち特開平２−２１７９０４号に示される従来の数値
制御非真円形加工物加工装置は実際の移動量による実移
動量データと理想的な移動量を与える理想位置指令デー
タとから周波数応答の比すなわち伝達関数を算出するも
のであり、かかる伝達関数では最初の位置補正以後は実
際の位置指令データと実移動量との差が伝達関数として
示されなくなり、得られる伝達関数は実際の機械系に起
因する誤差を反映しなくなる。

【０００８】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、主軸回転に同期して加工工
具の送り位置を制御する数値制御非真円形加工装置にお
ける入力プロファイルデータと、その入力プロファイル
データに対する加工工具の動作との間に生じる入出力特
性を精度良く求めて、プロファイルデータを決定するこ
とにより、加工工具を装架する加工工具ができるだけ高
速でオーバーシュートすることなく希望する動作を実現
することができるようにする数値制御非真円形加工物加
工方法及びその装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を達成するた
めに本発明者らは種々検討し、以上の課題を解決するた
めの手法として、主軸回転に同期して工具送り軸を制御
するようにした非真円形工作物制御装置、すなわち工具
送り軸は、主軸の角度に従い該当するデータの位置へ移
動するよう制御される非真円形工作物制御装置につき繰
り返し伝達関数補正による制御を適用するにあたり、繰
り返し伝達関数補正による制御方法に伝達関数の補正精
度を向上させる改良を加えることが有効であることを見
出し本発明に想到した。

【００１０】すなわち本発明の数値制御非真円形加工物
加工方法は、加工工具が非真円形加工物を装架する主軸
の角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制御
されて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御す
るようにした非真円形工作物制御方法において、加工工
具を位置決め制御運転するための目標入力位置データを
フーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データを求
め、加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の移
動量を実移動量データとして検出し、検出される実移動
量データをフーリエ変換して実移動量フーリエ変換デー
タを求め、前記目標入力位置フーリエ変換データと前記
実移動量フーリエ変換データとの比である伝達関数を算
出し、前記伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変
換データを補正した補正目標入力位置フーリエ変換デー
タを算出し、この補正目標入力位置フーリエ変換データ
を逆フーリエ変換して目標入力位置データとなすにあた
り、

【００１１】前記伝達関数が（１）式により定義される
ことを特徴とする。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領域）

【００１２】また本発明の数値制御非真円形加工物加工
方法は、加工工具が非真円形加工物を装架する主軸の角
度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制御され
て主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御するよ
うにした非真円形工作物制御方法において、プロファイ
ルデータに基づいて主軸を駆動すると共にかかるプロフ
ァイルデータに基づく目標入力位置データにより前記主
軸に連動して加工工具を位置決め制御運転し、前記プロ
ファイルデータをフーリエ変換してプロファイルフーリ
エ変換データを求め、加工工具を位置決め制御運転する
ための前記目標入力位置データをフーリエ変換して目標
入力位置フーリエ変換データを求め、前記プロファイル
フーリエ変換データと目標入力位置フーリエ変換データ
とから第一伝達関数を求め、一方、加工工具を位置決め
制御運転して得られる実際の移動量を実移動量データと
して検出し、検出される実移動量データをフーリエ変換
して実移動量フーリエ変換データを求め、前記目標入力
位置フーリエ変換データと前記実移動量フーリエ変換デ
ータとから第二伝達関数を算出し、前記第二伝達関数に
より前記目標入力位置フーリエ変換データを補正した補
正目標入力位置フーリエ変換データを算出し、この補正
目標入力位置フーリエ変換データと前記第一伝達関数と
より新入力プロファイルフーリエ変換データを算出し、
この新入力プロファイルフーリエ変換データを逆フーリ
エ変換して新入力プロファイルデータとなし、この新入
力プロファイルデータに基づいて前記主軸を駆動するに
あたり、前記第二の伝達関数として（１）式により定義
される伝達関数を用いることを特徴とする。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領域）

【００１３】したがってかかる本発明の数値制御非真円
形加工物加工方法によれば、加工工具が非真円形加工物
を装架する主軸の角度に従い該当するデータの位置へ移
動するよう制御されて主軸回転に同期して加工工具の送
り位置を制御するようにした非真円形工作物制御方法に
おいて、プロファイルデータに基づいて主軸を駆動する
と共にかかるプロファイルデータに基づく目標入力位置
データにより前記主軸に連動して加工工具を位置決め制
御運転し、前記プロファイルデータをフーリエ変換して
プロファイルフーリエ変換データを求め、加工工具を位
置決め制御運転するための前記目標入力位置データをフ
ーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データを求
め、前記プロファイルフーリエ変換データと目標入力位
置フーリエ変換データとから第一伝達関数を求め、一
方、加工工具を位置決め制御運転するための目標入力位
置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換
データを求め、加工工具を位置決め制御運転して得られ
る実際の移動量を実移動量データとして検出し、検出さ
れる実移動量データをフーリエ変換して実移動量フーリ
エ変換データを求め、前記目標入力位置フーリエ変換デ
ータと前記実移動量フーリエ変換データとから第二伝達
関数を算出し、前記第二伝達関数により前記目標入力位
置フーリエ変換データを補正した補正目標入力位置フー
リエ変換データを算出し、この補正目標入力位置フーリ
エ変換データと前記第一伝達関数とより新入力プロファ
イルフーリエ変換データを算出し、この新入力プロファ
イルフーリエ変換データを逆フーリエ変換して新入力プ
ロファイルデータとなし、この新入力プロファイルデー
タに基づいて前記主軸を駆動すると共にかかる新入力プ
ロファイルデータに基づく新目標入力位置データにより
前記主軸に連動して加工工具を位置決め制御運転し、加
工工具を位置決め制御運転するための前記新目標入力位
置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換
データを求め、一方、加工工具を位置決め制御運転して
得られる実際の移動量を補正後実移動量データとして検
出し、検出される補正後実移動量データをフーリエ変換
して補正後実移動量フーリエ変換データを求め、前記新
目標入力位置フーリエ変換データと前記補正後実移動量
フーリエ変換データとから補正後第二伝達関数を算出
し、前記補正後第二伝達関数により前記新目標入力位置
フーリエ変換データを補正した第２次補正目標入力位置
フーリエ変換データを算出し、前記第２次補正目標入力
位置フーリエ変換データと前記第一伝達関数とより新入
力プロファイルフーリエ変換データを算出し、この新入
力プロファイルフーリエ変換データを逆フーリエ変換し
て新入力プロファイルデータとなし、この新入力プロフ
ァイルデータに基づいて前記主軸を駆動するという過程
が反復して行われる。

【００１４】また本発明の数値制御非真円形加工物加工
装置は、加工工具が非真円形加工物を装架する主軸の角
度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制御され
て主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御するよ
うにした非真円形工作物制御装置において、加工工具を
位置決め制御運転するための前記目標入力位置データを
フーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データを求
める第１フーリエ変換処理手段と、加工工具を位置決め
制御運転して得られる実際の移動量を実移動量データと
して検出する移動量検出器と、前記移動量検出器により
検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
フーリエ変換データを求める第２フーリエ変換処理手段
と、前記目標入力位置フーリエ変換データと前記第２フ
ーリエ変換処理手段で求められた実移動量フーリエ変換
データとの比である伝達関数を算出する伝達関数演算手
段とを有してなり、前記伝達関数演算手段が、（１）式
により伝達関数を演算することを特徴とする。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領
域）。

【００１５】さらに本発明の数値制御非真円形加工物加
工装置は、加工工具が非真円形加工物を装架する主軸の
角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制御さ
れて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御する
ようにした非真円形工作物制御装置において、プロファ
イルデータに基づいて主軸を駆動すると共にかかるプロ
ファイルデータに基づく目標入力位置データにより前記
主軸に連動して加工工具を位置決め制御運転する手段
と、前記プロファイルデータをフーリエ変換してプロフ
ァイルフーリエ変換データを求める第１フーリエ変換手
段と、加工工具を位置決め制御運転するための前記目標
入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリ
エ変換データを求める第２フーリエ変換処理手段と、前
記プロファイルフーリエ変換データと目標入力位置フー
リエ変換データとから第一伝達関数を求める第一伝達関
数演算手段と、加工工具を位置決め制御運転して得られ
る実際の移動量を実移動量データとして検出する移動量
検出器と、前記移動量検出器により検出される実移動量
データをフーリエ変換して実移動量フーリエ変換データ
を求める第３フーリエ変換処理手段と、前記目標入力位
置フーリエ変換データと前記第３フーリエ変換処理手段
で求められた実移動量フーリエ変換データとの比である
第二伝達関数を算出する第二伝達関数演算手段とを有し
てなり、前記第二伝達関数演算手段が、（１）式により
第二伝達関数を演算し、その第二伝達関数演算手段によ
り演算された前記第二伝達関数により前記目標入力位置
フーリエ変換データを補正した補正目標入力位置フーリ
エ変換データを算出し、この補正目標入力位置フーリエ
変換データと前記第一伝達関数とより新入力プロファイ
ルフーリエ変換データを算出し、この新入力プロファイ
ルフーリエ変換データを逆フーリエ変換して新入力プロ
ファイルデータとなし、この新入力プロファイルデータ
に基づいて前記主軸を駆動することを特徴とする。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領
域）。

【００１６】前記加工工具を位置決め制御運転して得ら
れる実際の移動量を検出して得られた前記実移動量デー
タと、加工工具を位置決め制御運転するための目標入力
位置データとを比較し、その相互間の誤差の程度を判別
する判別手段を設け、その判別手段により判別された誤
差が一定以上である場合に前記伝達関数演算手段により
伝達関数の算出が行われるようにすることができ、その
場合、判別手段により判別された誤差が一定以上である
場合が予め定められた所定回数を越える場合に前記伝達
関数演算手段により伝達関数の算出が行われるようにす
ることができる。その様にすることにより、判別手段に
より判別された誤差が一定以上である場合が予め定めら
れた所定回数を越えない場合には現在用いられている入
力データを継続して用いることができ、その様に現在用
いられている入力データを継続して用いても加工精度上
の問題は生じない。一方、その様に現在用いられている
入力データを継続して用いることにより新たに伝達関数
の算出及び新入力データの算出を行うのに要する時間を
節約して、生産効率を向上することができる。またここ
にいう数値制御非真円形加工物加工装置には例えば数値
制御カム研削盤がある。

【００１７】

【作用】以上の本発明の数値制御非真円形加工物加工方
法およびその装置の理論的メカニズムにつき以下説明す
る。繰り返し伝達関数補正による制御方法によれば、目
標入力位置データ算出に実測伝達関数を用いるので、制
御の良否は伝達関数の測定に依存し、数値制御非真円形
加工物加工装置において目標入力位置データに対する加
工工具の動作応答により求められる伝達関数は、（１）
式で表される。 Ｈ（ｊω）＝Ｏ（ｊω）／Ｉ（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の動作速度（周波数領域）

【００１８】この式によれば、伝達関数が既知で、位置
決めを行う時間領域データを作成できれば、（２）式に
よって目標入力位置データを算出することができる。 ｉ（ｔ）＝∫₀ ^t｛Ｆ^-1〔Ｘ（ｊω）／Ｈ（ｊω）〕｝ｄｔ・・・・（２） ここで、Ｆ^-1〔〕は〔〕内のフーリエ逆変換を表す。 ｉ（ｔ） ；逆伝達関数補償法で求める目標入力位置デ
ータ入力 Ｘ（ｊω）；希望する数値制御非真円形加工物加工装置
の応答

【００１９】この目標入力位置データ算出方法は、逆伝
達関数補償法として公知の手法である。この手法は、伝
達関数が一定と見なせる場合、精度良く一定の目標入力
位置データ入力が得られる。

【００２０】そこで、本発明の数値制御非真円形加工物
加工方法を実施して、（３）式に示すように伝達関数を
繰り返し修正しながら位置決め制御を行うようにするこ
とにより効率的かつ高精度に目標入力位置データの設定
を行うことができるようになる。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（３）

【００２１】式（１）から図１に示すように、初めに既
知の入力と応答から求めた伝達関数Ｈ₁を計算する。こ
の伝達関数Ｈ₁を用いて、希望する応答Ｏから式（２）
にしたがって入力１を計算し、目標入力位置データとし
て数値制御非真円形加工物加工装置に教示する。このと
き、得られた応答１が希望する許容値内に誤差が収束し
ていなければ、式（３）によって周波数領域の応答Ｏ_i
を用いて伝達関数Ｈ₂を計算する。この伝達関数Ｈ₂を用
いて希望する応答より式（２）によって新たな入力２を
算出して目標入力位置データとする。この操作を誤差が
収束するまで繰り返し、伝達関数を修正しながら所定の
制御結果が得られるまで繰り返すことにより、高精度な
数値制御非真円形加工物加工が実現される。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例の数値制御非真円形加
工物加工方法及び数値制御非真円形加工物加工装置につ
いて説明する。図２は本発明の数値制御非真円形加工物
加工方法を適用したカム研削盤の概略構成を示す。図２
において主軸用サーボモータ１１はテーブル１２上の主
軸台１３に固設され、かかる主軸用サーボモータ１１に
よって被加工物１４を装着する主軸１５が回転駆動され
る。前記主軸用サーボモータ１１はドライブユニット１
６により駆動制御され、このドライブユニット１６は数
値制御装置１７に接続される。

【００２３】砥石車１８はモータ１９によって回転駆動
され、かかる砥石車１８を取り付けた砥石台２０は砥石
車送り用サーボモータ２１によって前記主軸１５の回転
軸線に直交するＸ方向に進退動せしめられる。前記モー
タ１９はドライブユニット２２により駆動制御され、こ
のドライブユニット２２は前記数値制御装置１７に接続
される。

【００２４】図３に前記数値制御装置１７における制御
ブロック図を示す。図に示されるように、先ずプロファ
イルデータが入力され、かかるプロファイルデータから
入力プロファイルデータが算出されると共にその入力プ
ロファイルデータがフーリエ変換される。

【００２５】次いでその入力プロファイルデータにより
ドライブユニット１６を介して主軸１５が回転駆動さ
れ、同時にドライブユニット２２を介して砥石台２０が
進退動せしめられる。それと共にその砥石台２０を進退
動させるための入力位置データが採取されかかる入力位
置データはフーリエ変換される。そのフーリエ変換され
た入力位置データと前記入力プロファイルデータのフー
リエ変換データとから図に示されるように第１伝達関数
が算出される。

【００２６】一方、砥石台２０についてはその実移動量
がサンプリングされ、その実移動量について精度が判定
される。その精度判定の結果が問題なければ最初に入力
したプロファイルデータに基づく被加工物１４の加工が
継続して行われ、伝達関数補正は終了する。

【００２７】しかしその精度判定の結果に問題がある場
合には、サンプリングされた前記実移動量がフーリエ変
換され、その実移動量と対応する最新入力位置データの
フーリエ変換データと、その実移動量のフーリエ変換デ
ータとから第２伝達関数が算出される。本発明ではかか
る第２伝達関数の算出は常に最新の入力位置データに基
づいて行われる。

【００２８】次ぎに第２伝達関数と最新入力位置データ
のフーリエ変換データとから新入力位置データを算出す
る。その新入力位置データと前記第１伝達関数とから新
入力プロファイルデータを算出し、その新入力プロファ
イルデータを逆フーリエ変換した後、新入力プロファイ
ルデータにより再度ドライブユニット１６及びドライブ
ユニット２２を介して主軸１５及び砥石台２０を駆動
し、以上のプロセスを反復して行う。

【００２９】図４に本発明の数値制御非真円形加工物加
工方法の他の実施例として前記数値制御装置１７におけ
る繰り返し伝達関数補正による他の制御ブロック図を示
す。図に示されるように、先ずプロファイルデータが入
力され、かかるプロファイルデータから入力プロファイ
ルデータが算出されると共にその入力プロファイルデー
タがフーリエ変換される。

【００３０】次いでその入力プロファイルデータにより
ドライブユニット１６を介して主軸１５が回転駆動さ
れ、同時にドライブユニット２２を介して砥石台２０が
進退動せしめられる。それと共にその砥石台２０を進退
動させるための入力位置データが採取されかかる入力位
置データはフーリエ変換される。そのフーリエ変換され
た入力位置データと前記入力プロファイルデータのフー
リエ変換データとから図に示されるように第１伝達関数
が算出される。

【００３１】一方、砥石台２０についてはその実移動量
がサンプリングされ、その実移動量について精度が判定
され、その判定結果によって以下の各プロセスが進行す
る。

【００３２】判定結果が「−ＯＫ」→カウンタがワン
アップ 判定結果が許容範囲内において限界値を越えるものであ
る場合には、カウンタがワンアップされ、さらにカウン
タ数が「予め定められた所定回数」すなわちカウンタセ
ット値に達しているか否か判別される。達していない場
合には前記プロファイルデータをそのまま用いて図に示
すカム研削盤による加工を継続する。

【００３３】判定結果がＯＫ→現プロファイルデータ
により継続運転 すなわちその判定結果が問題なければ、前記プロファイ
ルデータをそのまま用いて図に示すカム研削盤による加
工を継続する。また同時に前記におけるカウンタがリ
セットされる。

【００３４】判定結果がＮＧ→非常停止 すなわち判定結果が許容範囲を越えた誤差を示す場合に
は被加工物１４を装着する主軸１５の回転駆動及び砥石
台２０の進退動を停止し、前記被加工物２０の加工を非
常停止する。また同時に前記におけるカウンタがリセ
ットされる。

【００３５】以上において、判定結果が「−ＯＫ」の
場合におけるカウンタ数が「予め定められた所定回数」
すなわちカウンタセット値に達している場合には、前記
実移動量データをフーリエ変換して前記入力位置データ
のフーリエ変換データと前記実移動量データのフーリエ
変換データとから第２伝達関数を算出する。本発明では
かかる第２伝達関数の算出は常に最新の入力位置データ
に基づいて行われる。

【００３６】次ぎに第２伝達関数と最新入力位置データ
のフーリエ変換データとから新入力位置データを算出す
る。その新入力位置データと前記第１伝達関数とから新
入力プロファイルデータを算出し、その新入力プロファ
イルデータを逆フーリエ変換した後、新入力プロファイ
ルデータにより再度ドライブユニット１６及びドライブ
ユニット２２を介して主軸１５及び砥石台２０を駆動
し、以上のプロセスを反復して行う。

【００３７】以上のプロセスを反復し、実移動量とその
実移動量と対応する入力位置データとの誤差が所定の許
容範囲に収束するまで第１伝達関数及び第２伝達関数に
よる伝達関数補正が反復される。その場合以上の実施例
では砥石台２０の実移動量をサンプリングして判別手段
により砥石台２０の実移動量と最新入力位置データとの
誤差を判別しその精度を判定する際に、判別手段により
判別された誤差が一定以上である場合が予め定められた
所定回数を連続して越える場合に前記伝達関数演算手段
により伝達関数の算出が行われるようにすることによ
り、伝達関数の算出及び新入力データの算出に要する時
間を節約して、生産効率が向上される。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の数値制御非真円形
加工物加工方法及びその装置によれば、主軸回転に同期
して工具送り軸を制御するようにした非真円形工作物制
御装置、すなわち工具送り軸は、主軸の角度に従い該当
するデータの位置へ早急に移動するよう制御される非真
円形工作物制御装置につき繰り返し伝達関数補正による
制御を適用するにあたり、Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）
／Ｉ_i（ｊω）として定義される伝達関数により伝達関
数を演算する伝達関数演算手段を用いて数値制御非真円
形加工物加工装置を構成し、かかる数値制御非真円形加
工物加工装置を用いて非真円形加工物の研削加工を行う
ようにしたことにより、伝達関数が数値制御非真円形加
工物加工装置の加工工具の動作特性を最も良く反映する
ように常に算出され、制御上最良の追従精度を得ること
ができ、非真円形加工物の加工精度を極めて向上するこ
とができる。

【００３９】したがって、本発明の数値制御非真円形加
工物加工方法及びその装置によれば、オーバーシュー
ト、残留振動を著しく抑制し現状の制御装置を改造する
ことなくその位置決め精度を向上させることができる。
しかも主軸回転に同期して工具送り軸を制御するように
した非真円形工作物制御装置に繰り返し伝達関数補正制
御を適用したことにより、伝達関数及び新目標入力位置
データの周波数関数演算が、主軸の特性も含めて主軸の
運動の上にのせて行われるので、機械全体での該当動作
のデータを扱うことができ精度が極めて高く、伝達関数
を算出する為のフーリエ変換手段が単数で良いという利
点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の数値制御非真円形加工物加工方法で
行われる伝達関数を繰り返し修正しながら制御を行う方
法を説明した模式図である。

【図２】 本発明にかかる数値制御非真円形加工物加工
装置の一実施例のカム研削盤を示す。

【図３】 図１に示すカム研削盤に改良された繰り返し
伝達関数補正による制御方法を適用した本発明の数値制
御非真円形加工物加工方法の実施例の制御ブロック図を
示す。

【図４】 図１に示すカム研削盤に改良された繰り返し
伝達関数補正による制御方法を適用した本発明の数値制
御非真円形加工物加工方法の他の実施例の制御ブロック
図を示す。

【符号の説明】

１１・・・主軸用サーボモータ、１４・・・被加工物、
１５・・・主軸、１６・・・ドライブユニット、１７・
・・数値制御装置、１８・・・砥石車、２０・・・砥石
台、２１・・・砥石車送り用サーボモータ、２２・・・
ドライブユニット。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工工具が非真円形加工物を装架する主
   軸の角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制
   御されて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御
   するようにした非真円形工作物制御方法において、 加工工具を位置決め制御運転するための目標入力位置デ
   ータをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換デー
   タを求め、 加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
   を実移動量データとして検出し、 検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
   フーリエ変換データを求め、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
   ーリエ変換データとの比である伝達関数を算出し、 前記伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変換デー
   タを補正した補正目標入力位置フーリエ変換データを算
   出し、この補正目標入力位置フーリエ変換データを逆フ
   ーリエ変換して目標入力位置データとなすにあたり、 前記伝達関数が（１）式により定義されることを特徴と
   する数値制御非真円形加工物加工方法。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領域）
2. 【請求項２】 加工工具が非真円形加工物を装架する主
   軸の角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制
   御されて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御
   するようにした非真円形工作物制御方法において、 プロファイルデータに基づいて主軸を駆動すると共にか
   かるプロファイルデータに基づく目標入力位置データに
   より前記主軸に連動して加工工具を位置決め制御運転
   し、 前記プロファイルデータをフーリエ変換してプロファイ
   ルフーリエ変換データを求め、 加工工具を位置決め制御運転するための前記目標入力位
   置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換
   データを求め、 前記プロファイルフーリエ変換データと目標入力位置フ
   ーリエ変換データとから第一伝達関数を求め、 一方、加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の
   移動量を実移動量データとして検出し、 検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
   フーリエ変換データを求め、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
   ーリエ変換データとから第二伝達関数を算出し、 前記第二伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変換
   データを補正した補正目標入力位置フーリエ変換データ
   を算出し、 この補正目標入力位置フーリエ変換データと前記第一伝
   達関数とより新入力プロファイルフーリエ変換データを
   算出し、この新入力プロファイルフーリエ変換データを
   逆フーリエ変換して新入力プロファイルデータとなし、
   この新入力プロファイルデータに基づいて前記主軸を駆
   動するにあたり、 前記第二の伝達関数として（１）式により定義される伝
   達関数を用いることを特徴とする数値制御非真円形加工
   物加工方法。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領域）
3. 【請求項３】 加工工具が非真円形加工物を装架する主
   軸の角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制
   御されて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御
   するようにした非真円形工作物制御方法において、 プロファイルデータに基づいて主軸を駆動すると共にか
   かるプロファイルデータに基づく目標入力位置データに
   より前記主軸に連動して加工工具を位置決め制御運転
   し、 前記プロファイルデータをフーリエ変換してプロファイ
   ルフーリエ変換データを求め、 加工工具を位置決め制御運転するための前記目標入力位
   置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換
   データを求め、 前記プロファイルフーリエ変換データと目標入力位置フ
   ーリエ変換データとから第一伝達関数を求め、 一方、加工工具を位置決め制御運転するための目標入力
   位置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変
   換データを求め、 加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
   を実移動量データとして検出し、 検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
   フーリエ変換データを求め、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
   ーリエ変換データとから第二伝達関数を算出し、 前記第二伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変換
   データを補正した補正目標入力位置フーリエ変換データ
   を算出し、 この補正目標入力位置フーリエ変換データと前記第一伝
   達関数とより新入力プロファイルフーリエ変換データを
   算出し、 この新入力プロファイルフーリエ変換データを逆フーリ
   エ変換して新入力プロファイルデータとなし、 この新入力プロファイルデータに基づいて前記主軸を駆
   動すると共にかかる新入力プロファイルデータに基づく
   新目標入力位置データにより前記主軸に連動して加工工
   具を位置決め制御運転し、 加工工具を位置決め制御運転するための前記新目標入力
   位置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変
   換データを求め、 一方、加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の
   移動量を補正後実移動量データとして検出し、 検出される補正後実移動量データをフーリエ変換して補
   正後実移動量フーリエ変換データを求め、 前記新目標入力位置フーリエ変換データと前記補正後実
   移動量フーリエ変換データとから補正後第二伝達関数を
   算出し、 前記補正後第二伝達関数により前記新目標入力位置フー
   リエ変換データを補正した第２次補正目標入力位置フー
   リエ変換データを算出し、 前記第２次補正目標入力位置フーリエ変換データと前記
   第一伝達関数とより新入力プロファイルフーリエ変換デ
   ータを算出し、 この新入力プロファイルフーリエ変換データを逆フーリ
   エ変換して新入力プロファイルデータとなし、 この新入力プロファイルデータに基づいて前記主軸を駆
   動するという過程を反復して行うことを特徴とする数値
   制御非真円形加工物加工方法。
4. 【請求項４】 前記加工工具を位置決め制御運転して得
   られる実際の移動量を検出して得られた前記実移動量デ
   ータと、加工工具を位置決め制御運転するための目標入
   力位置データとを比較し、その相互間の誤差の程度を判
   別し、判別された誤差が一定以上である場合に前記伝達
   関数の算出を行う請求項１又は請求項２又は請求項３記
   載の数値制御非真円形加工物加工方法。
5. 【請求項５】 加工工具が非真円形加工物を装架する主
   軸の角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制
   御されて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御
   するようにした非真円形工作物制御装置において、 加工工具を位置決め制御運転するための前記目標入力位
   置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換
   データを求める第１フーリエ変換処理手段と、 加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
   を実移動量データとして検出する移動量検出器と、 前記移動量検出器により検出される実移動量データをフ
   ーリエ変換して実移動量フーリエ変換データを求める第
   ２フーリエ変換処理手段と、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記第２フーリ
   エ変換処理手段で求められた実移動量フーリエ変換デー
   タとの比である伝達関数を算出する伝達関数演算手段と
   を有してなり、 前記伝達関数演算手段が、（１）式により伝達関数を演
   算することを特徴とする数値制御非真円形加工物加工装
   置。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領
   域）。
6. 【請求項６】 加工工具が非真円形加工物を装架する主
   軸の角度に従い該当するデータの位置へ移動するよう制
   御されて主軸回転に同期して加工工具の送り位置を制御
   するようにした非真円形工作物制御装置において、 プロファイルデータに基づいて主軸を駆動すると共にか
   かるプロファイルデータに基づく目標入力位置データに
   より前記主軸に連動して加工工具を位置決め制御運転す
   る手段と、 前記プロファイルデータをフーリエ変換してプロファイ
   ルフーリエ変換データを求める第１フーリエ変換手段
   と、 加工工具を位置決め制御運転するための前記目標入力位
   置データをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換
   データを求める第２フーリエ変換処理手段と、 前記プロファイルフーリエ変換データと目標入力位置フ
   ーリエ変換データとから第一伝達関数を求める第一伝達
   関数演算手段と、 加工工具を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
   を実移動量データとして検出する移動量検出器と、 前記移動量検出器により検出される実移動量データをフ
   ーリエ変換して実移動量フーリエ変換データを求める第
   ３フーリエ変換処理手段と、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記第３フーリ
   エ変換処理手段で求められた実移動量フーリエ変換デー
   タとの比である第二伝達関数を算出する第二伝達関数演
   算手段とを有してなり、 前記第二伝達関数演算手段が、（１）式により第二伝達
   関数を演算し、 その第二伝達関数演算手段により演算された前記第二伝
   達関数により前記目標入力位置フーリエ変換データを補
   正した補正目標入力位置フーリエ変換データを算出し、 この補正目標入力位置フーリエ変換データと前記第一伝
   達関数とより新入力プロファイルフーリエ変換データを
   算出し、この新入力プロファイルフーリエ変換データを
   逆フーリエ変換して新入力プロファイルデータとなし、
   この新入力プロファイルデータに基づいて前記主軸を駆
   動することを特徴とする数値制御非真円形加工物加工装
   置。 Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域） Ｏ（ｊω）：加工工具の実移動量データ（周波数領
   域）。
7. 【請求項７】 前記加工工具を位置決め制御運転して得
   られる実際の移動量を検出して得られた前記実移動量デ
   ータと、加工工具を位置決め制御運転するための目標入
   力位置データとを比較し、その相互間の誤差の程度を判
   別する判別手段を有し、その判別手段により判別された
   誤差が一定以上である場合に前記伝達関数演算手段によ
   り伝達関数の算出を行う請求項５記載の数値制御非真円
   形加工物加工装置。