JPH09160619A - Nonreal circular work machining device - Google Patents
Nonreal circular work machining deviceInfo
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- JPH09160619A JPH09160619A JP34732495A JP34732495A JPH09160619A JP H09160619 A JPH09160619 A JP H09160619A JP 34732495 A JP34732495 A JP 34732495A JP 34732495 A JP34732495 A JP 34732495A JP H09160619 A JPH09160619 A JP H09160619A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カム等のように非
真円形状を有する工作物の加工装置に関し、特に工作物
の位相合わせを自動的に行う加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machining device for a workpiece having a non-round shape such as a cam, and more particularly to a machining device for automatically aligning phases of a workpiece.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、マスタレスカム研削盤では、駆動
金具を用いてカムシャフトの位相と主軸台の位相とを合
わせて研削する構成のものが知られている。この装置の
正面図を図１０（ａ）に、その側面図を図１０（ｂ）に
それぞれ示す。カム研削盤２００において、カムシャフ
ト１１７の位相基準１１９と手締め式駆動金具１１５の
位相とが位置合わせされている。位相基準１１９はキ
ー、キー溝、ピン、ピン穴等から構成されている。主軸
台１０１側に設けられた位相基準ボス１０７は面板１０
５に設けられている。この面板１０５は、位相基準ボス
１０７が主軸台１０１の後部に取り付けられたロータリ
エンコーダ１０３の回転基準位置と位置合わせして取り
付けられている。そして駆動金具１１５を締結部１１１
及び１１３を用いて位相基準ボス１０７に締結すること
により、カムシャフト１１７の位相基準１１９と主軸台
１０１の回転基準位置とを合わせる構成となっている。
図１０に示される構成以外では、図示しないが主軸台の
面板に位相基準が設けられたコレットチャック等のクラ
ンプ装置を取り付け、このクランプ装置の位相基準と、
カムシャフトに設けられた位相基準とを位相合わせする
構成のものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a masterless cam grinder is known which grinds a cam shaft and a headstock in phase by using a drive fitting. A front view of this device is shown in FIG. 10 (a), and a side view thereof is shown in FIG. 10 (b). In the cam grinder 200, the phase reference 119 of the cam shaft 117 and the phase of the hand-tightening type drive fitting 115 are aligned. The phase reference 119 is composed of a key, a key groove, a pin, a pin hole, and the like. The phase reference boss 107 provided on the headstock 101 side is the face plate 10
5 is provided. The face plate 105 is attached by aligning the phase reference boss 107 with the rotation reference position of the rotary encoder 103 attached to the rear portion of the headstock 101. Then, the drive fitting 115 is attached to the fastening portion 111.
And 113 are fastened to the phase reference boss 107, the phase reference 119 of the camshaft 117 and the rotation reference position of the headstock 101 are aligned with each other.
Other than the configuration shown in FIG. 10, although not shown, a clamp device such as a collet chuck in which a phase reference is provided on the face plate of the headstock is attached, and the phase reference of this clamp device,
A configuration is known in which a phase reference provided on the camshaft is matched with the phase reference.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記示
される装置では、いずれの場合においても常に工作物
（カムシャフト）の位相と主軸台の位相とを位相合わせ
をして取り付けなければならないために、工作物を主軸
台へ自動取り付けする場合には、位相合わせ装置が必要
となり自動化が困難である。また工作物の種類が変更さ
れ、位相基準の位置や大きさが変化すると、それに対応
した駆動金具やクランプ装置に交換する必要があるた
め、それら駆動金具やクランプ装置を設計、製作してそ
れらに交換しなければならず、生産性が低いという問題
がある。従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、工
作物と主軸台との位相を位相基準の位置や大きさに係わ
らず自動的に一致させる装置を提供することである。However, in any of the above-mentioned devices, the phase of the workpiece (camshaft) and the phase of the headstock must be aligned and mounted in all cases. When the workpiece is automatically attached to the headstock, a phase matching device is required and automation is difficult. Also, when the type of work piece changes and the position or size of the phase reference changes, it is necessary to replace it with a corresponding drive fitting or clamp device. It has to be replaced, and there is a problem of low productivity. Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide an apparatus for automatically matching the phases of a workpiece and a headstock regardless of the position and size of the phase reference.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の手段を採用することができる。
この手段によると、位相基準検出手段によって非真円形
工作物の位相基準の主軸回りにおける角度位置を検出す
る。これにより加工前に工作物の位相を自動的に割り出
すことができるため、工作物を容易に装着することがで
きる。また従来のように工作物の位相基準を加工装置に
合わせるために金具等の特別な部材を必要とすることが
ないため、それらを設計、製作する必要がなく、より効
率のよい加工を実現できる。さらに工作物の位相基準の
大きさや形状の変化に対応することができるため、多品
種に適用することができる。Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, the means described in claim 1 can be adopted.
According to this means, the phase reference detection means detects the angular position of the non-round workpiece around the main axis of the phase reference. As a result, the phase of the workpiece can be automatically determined before machining, so that the workpiece can be mounted easily. Further, unlike the conventional case, there is no need for special members such as metal fittings for adjusting the phase reference of the workpiece to the processing apparatus, so that it is not necessary to design and manufacture them, and more efficient processing can be realized. . Furthermore, since it is possible to deal with changes in the size and shape of the phase reference of the workpiece, it can be applied to various types.
【０００５】また、請求項２に記載の手段を採用するこ
とで、従来の加工装置に新たに付加する手段としては、
工作物の位相基準の位置を検出する第二の検出手段だけ
であり、第一の検出手段と演算手段は従来の加工装置を
利用することができ、ハードウエアの構成が容易であ
る。Further, by adopting the means described in claim 2, as means newly added to the conventional processing apparatus,
Only the second detecting means for detecting the position of the phase reference of the work piece can be used for the first detecting means and the calculating means, and the conventional processing device can be used, and the hardware configuration is easy.
【０００６】請求項３に記載の手段によれば、第二の検
出手段として渦電流式のセンサを用い、工作物の１回転
目のセンサの最大値または最小値から、工作物の２回転
目のセンサの出力値を減算し、その値が最小または最大
となるときの第一の検出手段の検出値を位相基準の角度
位置とする。これにより容易に、かつ正確に位相基準の
角度位置を求めることができる。According to the third aspect of the present invention, an eddy current type sensor is used as the second detection means, and the maximum or minimum value of the sensor for the first rotation of the workpiece is used to determine the second rotation of the workpiece. The output value of the sensor is subtracted, and the detected value of the first detection means when the value becomes minimum or maximum is set as the phase reference angular position. This makes it possible to easily and accurately determine the angular position based on the phase.
【０００７】請求項４に記載の手段によれば、工作物を
１回転させ、そのときの渦電流式のセンサの出力値が、
所定の閾値に達したときの中間値を位相基準の角度位置
とする。これにより位相基準の角度位置をより容易に求
めることができる。According to the means described in claim 4, the workpiece is rotated once, and the output value of the eddy current type sensor at that time is
An intermediate value when the predetermined threshold value is reached is set as a phase reference angular position. This makes it possible to more easily obtain the angular position based on the phase.
【０００８】請求項５に記載の手段によれば、タッチ式
のセンサを用いて、工作物を一方の方向に回転させ、セ
ンサの出力があったときの第一の検出手段の検出値と、
工作物を他方の方向に回転させてセンサの出力があった
ときの第二の検出手段の検出値との中間値を位相基準の
角度位置とする。これにより、請求項３と同等の効果を
得ることができる。According to the means described in claim 5, the workpiece is rotated in one direction by using the touch type sensor, and the detection value of the first detecting means when there is an output of the sensor,
The intermediate value with the detection value of the second detection means when the workpiece is rotated in the other direction and the sensor output is obtained is the phase reference angular position. As a result, the same effect as that of claim 3 can be obtained.
【０００９】請求項６に記載の手段によれば、工作物に
位相基準として凹部状または凸部状の位相基準部位を設
けることにより、位相基準の角度位置をより確実に求め
ることができる。According to the sixth aspect of the present invention, by providing the workpiece with the concave or convex phase reference portion as the phase reference, the angular position of the phase reference can be more reliably obtained.
【００１０】請求項７に記載の手段によれば、補正手段
により位相基準の角度位置に基づいて加工データの位相
または第一の検出手段による検出値を補正する。これに
より工作物を精度よく加工することができる。According to the means described in claim 7, the correction means corrects the phase of the processed data or the detection value by the first detection means based on the angular position of the phase reference. This allows the workpiece to be machined with high precision.
【００１１】[0011]
（第一実施例）以下、本発明を具体的な実施例に基づい
て説明する。図１は、本発明に係わる第一実施例の構成
を示した模式図である。床面上に設置されたベッド３６
上にはモータ２４の駆動によりＺ軸方向に移動するテー
ブル４０が設けられている。このテーブル４０には主軸
３１を有する主軸台３０と、センタ３８を有する心押台
４２とが設けられており、心押台４２のセンタ３８と主
軸３１の先端に設けられたチャック３２とにより、カム
シャフト３４（工作物に相当）が主軸中心を回転軸（以
下、Ｃ軸と記す）として回転自在に取付けられている。
このカムシャフト３４は、心押台４２側の軸端の軸心と
は偏心した位置に、軸線方向に突出した位相基準ピン４
４（位相基準部位に相当）を有している。また主軸３１
は、モータ２８の駆動によりチャック３２を介してカム
シャフト３４を回転させる。このモータ２８の回転量
は、エンコーダ２６（第一の検出手段に相当）により検
出される。ベッド３６上には、モータ５４の駆動により
Ｘ軸方向に移動する砥石台４８が設けられている。モー
タ５４の回転量はエンコーダ５２により検出される。砥
石台４８の左側面（Ｚ軸（−）側の側面）には砥石４６
（工具に相当）が設けられ、モータ５０の駆動により回
転する。また砥石台４８上には、渦電流方式の位置セン
サ５８（第一のセンサに相当）が取付けられたシリンダ
５６が設けられており、シリンダ５６の作用により位置
センサ５８はＸ軸方向に移動する。(First Embodiment) Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the first embodiment according to the present invention. Bed 36 installed on the floor
A table 40 that moves in the Z-axis direction by driving the motor 24 is provided on the top. The table 40 is provided with a headstock 30 having a spindle 31 and a tailstock 42 having a center 38. With the center 38 of the tailstock 42 and a chuck 32 provided at the tip of the spindle 31, A cam shaft 34 (corresponding to a workpiece) is rotatably attached with a main shaft center as a rotation shaft (hereinafter, referred to as C axis).
The camshaft 34 has a phase reference pin 4 protruding in the axial direction at a position eccentric from the shaft center on the tailstock 42 side.
4 (corresponding to the phase reference part). Also, the spindle 31
Drives the motor 28 to rotate the camshaft 34 via the chuck 32. The rotation amount of the motor 28 is detected by the encoder 26 (corresponding to the first detecting means). A grindstone base 48 that moves in the X-axis direction by driving a motor 54 is provided on the bed 36. The rotation amount of the motor 54 is detected by the encoder 52. The grindstone 46 is provided on the left side surface (side surface on the Z-axis (-) side) of the grindstone base 48.
(Corresponding to a tool) is provided and is rotated by driving the motor 50. A cylinder 56 to which an eddy current type position sensor 58 (corresponding to a first sensor) is attached is provided on the grindstone base 48, and the position sensor 58 moves in the X-axis direction by the action of the cylinder 56. .
【００１２】数値制御装置１０は、メモリ１と、ＣＰＵ
２（演算手段に相当）と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）３
〜５とから構成されている。Ｉ／Ｆ３は、シリンダ５６
の制御を行うプログラマブルロジックコントローラ（Ｐ
ＬＣ）１４からのデータを入出力し、Ｉ／Ｆ４は、キー
ボードやディスプレイ等から成る入出力装置１２からの
データを入出力する。またＩ／Ｆ５は、Ｘ軸、Ｃ軸、Ｚ
軸のそれぞれの方向への駆動信号を増幅するためのドラ
イブユニット１８、２０、２２に対して駆動信号を出力
したり、位置センサ５８の出力を増幅するアンプ１６か
らの検出信号やエンコーダ２６、５２の検出信号などを
入力する。そしてメモリ１は各種データを記憶し、ＣＰ
Ｕ２はアンプ１６を介して入力された位置センサ５８の
検出信号やエンコーダ２６、５２の検出信号を入力し、
メモリ１に記憶されたデータを用いて種々の演算処理を
行い、モータ２４、２８、５４への駆動信号やシリンダ
５６への制御信号を出力する。このようにしてカム研削
装置１００（非真円形工作物加工装置に相当）が構成さ
れている。The numerical controller 10 includes a memory 1 and a CPU.
2 (corresponding to computing means) and interface (I / F) 3
It is composed of 5 and 5. I / F3 is cylinder 56
Programmable logic controller (P
The I / F 4 inputs / outputs data from the LC) 14, and the I / F 4 inputs / outputs data from the input / output device 12 including a keyboard and a display. I / F5 is X axis, C axis, Z
The drive signals are output to the drive units 18, 20, 22 for amplifying the drive signals in the respective directions of the shafts, the detection signals from the amplifier 16 for amplifying the output of the position sensor 58, and the encoders 26, 52. Input the detection signal. The memory 1 stores various data, and the CP
U2 inputs the detection signal of the position sensor 58 and the detection signals of the encoders 26 and 52 input via the amplifier 16,
Various arithmetic processes are performed using the data stored in the memory 1 to output drive signals to the motors 24, 28 and 54 and control signals to the cylinder 56. Thus, the cam grinding device 100 (corresponding to a non-round work piece machining device) is configured.
【００１３】次にカム研削装置１００の作用について図
２を用いて説明する。図２はカム研削装置１００の位置
センサ５８周辺の拡大図である。まずローダ等を用いて
カムシャフト３４を搬入する。このとき位相基準ピン４
４が心押台４２側に位置するように搬入する。そしてカ
ムシャフト３４の右端をセンタ３８で係止し、左端をチ
ャック３２で締結する。この後、工作物の種類が判別さ
れ、工作物の種類に応じた位相基準検出用のプログラム
及び加工プログラムがメモリ１から読み出される。Next, the operation of the cam grinding device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged view around the position sensor 58 of the cam grinding device 100. First, the camshaft 34 is carried in using a loader or the like. At this time, phase reference pin 4
Carry in so that 4 is located on the tailstock 42 side. Then, the right end of the cam shaft 34 is locked at the center 38 and the left end is fastened at the chuck 32. After that, the type of the workpiece is discriminated, and the phase reference detection program and the machining program corresponding to the type of the workpiece are read from the memory 1.
【００１４】続いて位相基準検出用のプログラムの作動
により、モータ２４（図１参照）を制御して、位置セン
サ５８をカムシャフト３４の位相基準ピン４４に位置合
わせし、シリンダ５６の制御により位置センサ５８を主
軸中心に近づくＸ軸（−）方向に移動させる。そして工
作物の種類によって位置センサ５８の基準位置が異なる
ため、位置センサ５８が最適な位置に来るようにモータ
５４（図１参照）を制御して砥石台４８をＸ軸（−）方
向に移動させ所定の位置に設定する。次にモータ２８を
駆動させて主軸３１を１回転させ、位置センサ５８の出
力値を検出する。そして、位置センサ５８の出力値が最
大となったときのエンコーダ２６の検出値を読み取るこ
とにより、位相基準ピン４４の角度位置を自動的に検出
することができる。Subsequently, the program for phase reference detection is operated to control the motor 24 (see FIG. 1) to align the position sensor 58 with the phase reference pin 44 of the camshaft 34, and to control the position by the control of the cylinder 56. The sensor 58 is moved in the X-axis (−) direction approaching the center of the main axis. Since the reference position of the position sensor 58 differs depending on the type of the workpiece, the motor 54 (see FIG. 1) is controlled so that the position sensor 58 comes to the optimum position to move the grindstone base 48 in the X-axis (-) direction. And set it in place. Next, the motor 28 is driven to rotate the main shaft 31 once, and the output value of the position sensor 58 is detected. Then, the angular position of the phase reference pin 44 can be automatically detected by reading the detection value of the encoder 26 when the output value of the position sensor 58 becomes maximum.
【００１５】主軸３１が１回転する間のセンシングで
は、位相基準ピン４４の角度位置を正確に検出できない
場合は、以下に示す方法をとることもできる。モータ２
８を駆動させて主軸３１を１回転させ、位置センサ５８
の出力値の最大値とそのときのエンコーダ２６の検出
値、即ち主軸３１の角度位置をアンプ１６を介して数値
制御装置１０のメモリ１（図１参照）に記憶する。この
ときの位置センサ５８の出力を模式的に図３（ａ）に示
す。ここで縦軸は位置センサ５８の出力を示し、横軸は
主軸３１の位相角を示している。If the angular position of the phase reference pin 44 cannot be accurately detected by sensing during one rotation of the main shaft 31, the following method can be adopted. Motor 2
8 to drive the spindle 31 to rotate once, and the position sensor 58
Of the maximum output value and the detected value of the encoder 26 at that time, that is, the angular position of the spindle 31 is stored in the memory 1 (see FIG. 1) of the numerical controller 10 via the amplifier 16. The output of the position sensor 58 at this time is schematically shown in FIG. Here, the vertical axis represents the output of the position sensor 58, and the horizontal axis represents the phase angle of the main shaft 31.
【００１６】図３（ａ）に示されるように位置センサ５
８の出力の最大値はＶmax であるためこの場合には最大
値Ｖmax をメモリ１に記憶する。さらに主軸３１を低速
で１回転させて位置センサ５８の出力を記憶し、この値
を先にメモリ１に記憶された位置センサ５８の出力最大
値Ｖmax から減算する。このときＶmax から２回目に取
得した位置センサ５８の出力値を減算した値を縦軸にと
り、横軸に主軸３１の位相角をとれば、図３（ｂ）に示
されるようなグラフが得られる。その減算結果が最小と
なる主軸３１の角度位置θ0 を位相基準とする。このよ
うな方法により位相基準ピン４４の角度位置θ0 、即ち
エンコーダ２６による検出座標系における位相基準ピン
４４の角度を正確に検出することができる。As shown in FIG. 3 (a), the position sensor 5
Since the maximum value of the output of 8 is V max , the maximum value V max is stored in the memory 1 in this case. Further, the spindle 31 is rotated once at a low speed to store the output of the position sensor 58, and this value is subtracted from the maximum output value V max of the position sensor 58 previously stored in the memory 1. At this time, if a value obtained by subtracting the output value of the position sensor 58 acquired for the second time from V max is plotted on the vertical axis and the phase angle of the main shaft 31 is plotted on the horizontal axis, a graph as shown in FIG. 3B is obtained. To be The angular position θ 0 of the main shaft 31 where the result of the subtraction becomes the minimum is used as the phase reference. With such a method, the angular position θ 0 of the phase reference pin 44, that is, the angle of the phase reference pin 44 in the detection coordinate system by the encoder 26 can be accurately detected.
【００１７】続いてこの角度位置θ0 を用いて主軸３１
の位相を設定する。例えば、図８（ａ）に示されるよう
にプロファイルデータと主軸３１の位相θ（ｄｅｇ）と
の関係が０．５（ｄｅｇ）間隔に設定されているとす
る。尚、図中のNO. は加工ポイントを示し、予めＺ軸方
向の座標が対応付けられている。そして位相基準ピン４
４の位置からαｄｅｇの位置が位相θの基準（０．０ｄ
ｅｇ）であるとする。このようなプロファイルデータを
設定した後に、上記に示される方法にて位相基準θ0 を
検出すれば、検出座標系での任意の位相は、図８（ｂ）
に示されるように（θ0 ＋α＋θ）（ｄｅｇ）となる。
このように図８（ａ）中の位相θをそれぞれ補正する。
位相θの補正の後に、シリンダ５６により位置センサ５
８を、モータ５４により砥石台４８をＸ軸（＋）方向に
移動させ、カムシャフト３４の加工に影響のない位置に
配置する。そしてカムシャフト３４の最初の研削箇所が
砥石４６のＺ座標と一致するようにモータ２８を制御し
てテーブル４０の位置を設定した後に、モータ５０を駆
動させて砥石４６を回転させ、補正されたプロファイル
データを用いてカムシャフト３４の加工を開始する。そ
してその位置の加工が終了したら、次の加工ポイントに
移動してその位置の加工を行い、全ての加工を終了する
まで行う。上記に示される工程の流れを、位置センサ５
８の位置設定から示せば図９のようになる。Subsequently, using this angular position θ 0 , the spindle 31
Set the phase of. For example, it is assumed that the relationship between the profile data and the phase θ (deg) of the spindle 31 is set to 0.5 (deg) intervals as shown in FIG. In addition, NO in the drawing indicates a processing point, and the coordinates in the Z-axis direction are associated with each other in advance. And phase reference pin 4
The position of α deg from the position of 4 is the reference (0.0d
Eg). If the phase reference θ 0 is detected by the method shown above after setting such profile data, an arbitrary phase in the detection coordinate system will be obtained as shown in FIG.
(Θ 0 + α + θ) (deg) as shown in FIG.
In this way, each phase θ in FIG. 8A is corrected.
After the correction of the phase θ, the position sensor 5 is moved by the cylinder 56.
The motor 8 moves the grindstone base 48 in the X-axis (+) direction, and arranges 8 at a position that does not affect the processing of the camshaft 34. Then, the motor 28 is controlled to set the position of the table 40 so that the first ground portion of the cam shaft 34 coincides with the Z coordinate of the grindstone 46, and then the motor 50 is driven to rotate the grindstone 46 for correction. The machining of the camshaft 34 is started using the profile data. When the machining at that position is completed, the process moves to the next machining point and the machining at that position is carried out until all the machining is completed. The position sensor 5 is used for the process flow shown above.
FIG. 9 shows the position setting of No. 8.
【００１８】このように本実施例によれば、カムシャフ
ト３４に位相基準ピン４４を設け、位置センサ５８を用
いて自動的にカムシャフト３４の位相基準を検出するこ
とができ、カムシャフト３４の装着作業を自動化するこ
とができる。また、カムシャフト３４の形状や大きさが
変化し、位相基準の位置が変化しても従来のように駆動
金具を取り替える必要がないため、段取時間が短縮し、
生産性が向上すると共に、工作物の種類に対応した駆動
金具を設計、製作する必要がないため、低コスト化を実
現できる。さらに位置センサ５８は非接触にて位相基準
を検出するため、位相基準となる位相基準ピン４４にキ
ズがついたり、接触によって磨耗することがなく、定期
交換部品を必要とせず、長期に渡って安定した精度を確
保することができる。尚、上記実施例では、位相基準θ
0 を用いてプロファイルデータを補正する構成とした
が、エンコーダ２６の検出値を補正する構成としてもよ
い。As described above, according to this embodiment, the cam shaft 34 is provided with the phase reference pin 44, and the position sensor 58 can be used to automatically detect the phase reference of the cam shaft 34. The mounting work can be automated. Further, even if the shape or size of the camshaft 34 is changed and the position of the phase reference is changed, it is not necessary to replace the drive fitting as in the conventional case, so that the setup time is shortened,
In addition to improving productivity, there is no need to design and manufacture drive fittings that correspond to the type of work piece, so that cost reduction can be realized. Further, since the position sensor 58 detects the phase reference without contact, the phase reference pin 44 serving as the phase reference is not scratched or worn due to contact, does not require a regular replacement part, and can be used for a long period of time. Stable accuracy can be secured. In the above embodiment, the phase reference θ
Although the profile data is corrected by using 0 , the detection value of the encoder 26 may be corrected.
【００１９】本実施例ではカムシャフト３４の位相基準
部位として位相基準ピン４４を設けたが、位相基準部位
の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図４
（ａ）に示されるようにカムシャフト３４に位相基準ピ
ン穴６０を設け、位置センサ５８をカムシャフト３４の
右側面（心押台４２側の側面）に配する構成としてもよ
い。また図４（ｂ）に示されるようにカムシャフト３４
に位相基準キー溝６１を設けた構成としてもよい。さら
には図示しないがカムシャフト３４に位相基準部位とし
てキーを設けた構成でもよい。図４に示されるようにカ
ムシャフト３４に位相基準ピン穴６０や位相基準キー溝
６１などの凹部が設けられた場合には、位置センサ５８
の出力はその部位にて最小値をとるために、位相基準を
求めるためにはこの最小値を用いればよい。このように
カムシャフト３４に位相基準部位として凹部または凸部
が形成されてその位置を位置センサ５８により検出する
構成であればよく、本発明は位相基準部位の形状を限定
するものではない。Although the phase reference pin 44 is provided as the phase reference portion of the camshaft 34 in this embodiment, the shape of the phase reference portion is not limited to this. For example, FIG.
As shown in (a), the cam shaft 34 may be provided with a phase reference pin hole 60, and the position sensor 58 may be arranged on the right side surface of the cam shaft 34 (side surface on the tailstock 42 side). Further, as shown in FIG.
The phase reference key groove 61 may be provided in the above. Further, although not shown, a key may be provided on the cam shaft 34 as a phase reference portion. As shown in FIG. 4, when the cam shaft 34 is provided with recesses such as the phase reference pin hole 60 and the phase reference key groove 61, the position sensor 58
Output has a minimum value at that portion, and this minimum value may be used to obtain the phase reference. As described above, the concave portion or the convex portion is formed as the phase reference portion on the cam shaft 34 and the position thereof is detected by the position sensor 58, and the present invention does not limit the shape of the phase reference portion.
【００２０】（第二実施例）次に本発明に係わる第二実
施例について以下に説明する。上記の第一実施例では、
カムシャフト３４に位相基準として位相基準ピン４４を
設けた構成としたが、本実施例の特徴はカムシャフト３
４に位相基準となる部位を特別に設けずに、その外形形
状から位相基準を求める点である。工作物が例えばカム
シャフトの場合のように、カムのトップ部の位置を位相
基準にすれば、その外形形状から渦電流式のセンサを用
いて位相基準を割り出すことが可能である。図５は外形
形状から位相基準を求める方法を模式的に示した図であ
り、縦軸にセンサの出力電圧をとり、横軸にカムの位相
角をとっている。カムは偏心しているために、センサを
固定してカムを回転させるとそのトップ部の出力値が最
も大きくなる。このセンサ出力の最大値が明白に認識で
きる場合には、そのときの位相角を位相基準とすればよ
い。センサ出力の最大値が明白に認識できない場合に
は、図５に示されるように基準出力値（閾値に相当）を
設定し、センサの出力値が増加し、基準出力値に達した
ときの位相角と、センサの出力値が減少し、再び基準出
力値に達したときの位相角を読み取り、その中間の値を
位相基準とする。このように特別に位相基準となる部位
を設けずに、工作物の外形形状から位相基準を検出する
ことも可能である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment according to the present invention will be described below. In the above first embodiment,
Although the camshaft 34 is provided with the phase reference pin 44 as a phase reference, the feature of this embodiment is that the camshaft 3 is provided.
4 is that the phase reference is obtained from the outer shape of the area without specially providing the phase reference portion. If the position of the top portion of the cam is used as the phase reference, as in the case where the workpiece is a camshaft, for example, it is possible to determine the phase reference using an eddy current sensor from the outer shape. FIG. 5 is a diagram schematically showing a method for obtaining the phase reference from the outer shape, in which the vertical axis represents the sensor output voltage and the horizontal axis represents the cam phase angle. Since the cam is eccentric, when the sensor is fixed and the cam is rotated, the output value of the top portion becomes maximum. When the maximum value of the sensor output can be clearly recognized, the phase angle at that time may be used as the phase reference. When the maximum value of the sensor output cannot be clearly recognized, the reference output value (corresponding to the threshold value) is set as shown in FIG. 5, and the phase when the sensor output value increases and reaches the reference output value. The angle and the phase angle when the sensor output value decreases and reaches the reference output value again are read, and the intermediate value is used as the phase reference. As described above, it is possible to detect the phase reference from the outer shape of the workpiece without providing a special phase reference portion.
【００２１】（第三実施例）続いて本発明に係わる第三
実施例について説明する。上記の第一及び第二実施例で
はカムシャフト３４の加工について説明したが、本実施
例の特徴はクランクシャフトの加工に適用した点であ
る。図６はクランクシャフト３７の加工に本発明を適用
した場合のクランクシャフト３７周辺の模式図を示した
ものであり、他の構成は図１と同様である。クランクシ
ャフト３７のクランクピン３７ｂを加工するためには、
クランクシャフト３７のジャーナル３７ａを中心とした
の回転角度と、砥石４６が設けられている砥石台４８の
Ｘ座標の２軸をＮＣ制御する必要がある。従ってクラン
クピン３７ｂの加工前にその位相を割り出すことが必須
条件となる。そこで、位置センサ５８をクランクシャフ
ト３７の右端に設けられた位相基準ピン４７に近接配置
させ、前述の第一実施例に示された方法で位相基準ピン
４７の位相を検知する。或いは、位置センサ５８をクラ
ンクピン３７ｂに近接配置させ、クランクピン３７ｂを
位相基準として上記第二実施例に示された方法にてクラ
ンクピン３７ｂの位相を検出する。このようにしてクラ
ンクピン３７ｂの位相を容易に割り出すことができ、そ
の加工を行うことができる。尚、本実施例ではクランク
シャフト３７のクランクピン３７ｂの加工について説明
したが、非真円形の形状を有する工作物であればよく、
本発明はその適用対象を限定するものではない。(Third Embodiment) Next, a third embodiment according to the present invention will be described. Although the machining of the camshaft 34 has been described in the first and second embodiments, the feature of this embodiment is that it is applied to machining of the crankshaft. FIG. 6 is a schematic view of the periphery of the crankshaft 37 when the present invention is applied to the machining of the crankshaft 37, and other configurations are the same as those in FIG. To process the crank pin 37b of the crank shaft 37,
It is necessary to perform NC control on the two axes of the rotation angle of the crankshaft 37 about the journal 37a and the X coordinate of the grindstone base 48 on which the grindstone 46 is provided. Therefore, it is an essential condition to determine the phase of the crank pin 37b before processing it. Therefore, the position sensor 58 is arranged close to the phase reference pin 47 provided at the right end of the crankshaft 37, and the phase of the phase reference pin 47 is detected by the method described in the first embodiment. Alternatively, the position sensor 58 is arranged close to the crank pin 37b, and the phase of the crank pin 37b is detected by the method shown in the second embodiment with the crank pin 37b as the phase reference. In this way, the phase of the crank pin 37b can be easily determined and the machining can be performed. In the present embodiment, the machining of the crank pin 37b of the crank shaft 37 has been described, but any workpiece having a non-round shape may be used.
The present invention does not limit the application target.
【００２２】（第四実施例）続いて本発明に係わる第四
実施例について説明する。上記の第一及び第二実施例で
は検出手段として渦電流式のセンサを用いる構成とした
が、本実施例の特徴は検出手段としてタッチセンサを用
いた点である。図７は、タッチセンサ５９（第二のセン
サに相当）を用いた位相基準の検出方法を示した説明図
である。非真円形の工作物３５には所定の位置に位相基
準ピン４５が設けられている。ここでタッチセンサ５９
は位相基準ピン４５と接触することのできる位置に配置
されている。そして工作物３５を軸中心３５ａを回転中
心にして図中時計回りに回転させ、位相基準ピン４５が
タッチセンサ５９と接触した時点で工作物３５の回転を
停止させ、そのときの工作物３５の位相角を読み取る。
この後、工作物３５を図中反時計回りに回転させ、同様
に位相基準ピン４５がタッチセンサ５９と接触した時点
で工作物３５の回転を停止させ、このときの工作物３５
の位相角を読み取る。そしてこれら２つの位相角の中間
を位相基準とする。このようにタッチセンサ５９を用い
ても非真円形の工作物３５の位相基準を求めることがで
き、第一実施例と同等の効果を得ることができる。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. Although the eddy current type sensor is used as the detection means in the first and second embodiments, the feature of this embodiment is that the touch sensor is used as the detection means. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a phase reference detection method using the touch sensor 59 (corresponding to a second sensor). The non-round work 35 is provided with a phase reference pin 45 at a predetermined position. Touch sensor 59 here
Are arranged at positions where they can come into contact with the phase reference pin 45. Then, the workpiece 35 is rotated clockwise in the drawing with the axis center 35a as the rotation center, and when the phase reference pin 45 comes into contact with the touch sensor 59, the rotation of the workpiece 35 is stopped. Read the phase angle.
After that, the workpiece 35 is rotated counterclockwise in the drawing, and similarly, when the phase reference pin 45 comes into contact with the touch sensor 59, the rotation of the workpiece 35 is stopped.
Read the phase angle of. Then, the middle of these two phase angles is used as the phase reference. As described above, even when the touch sensor 59 is used, the phase reference of the workpiece 35 having a non-round shape can be obtained, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【００２３】[0023]
【発明の効果】上記に示されるように本発明によれば、
自動的に工作物の位相基準を検出できるため、工作物の
装着を容易に行うことができる。また工作物の位相合わ
せのために駆動金具等の特別な治工具を必要とすること
ないため、治工具の設計、製作をする必要がなく、低コ
ストな加工装置とすることができる。さらに工作物の形
状や大きさの変化に対応することができ、適用範囲が広
い。As described above, according to the present invention,
Since the phase reference of the work piece can be automatically detected, the work piece can be easily attached. Further, since no special jig or tool such as a driving metal fitting is required for the phase alignment of the workpiece, it is not necessary to design or manufacture the jig or jig, and a low-cost machining apparatus can be obtained. Furthermore, it can respond to changes in the shape and size of the workpiece, and has a wide range of applications.
【図１】本発明に係わる第一実施例の構成を示した模式
図。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment according to the present invention.
【図２】本発明に係わる第一実施例のセンサ周辺を示し
た模式的拡大図。FIG. 2 is a schematic enlarged view showing the periphery of the sensor of the first embodiment according to the present invention.
【図３】本発明に係わる第一実施例の主軸の位相基準の
算出方法を示した模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a method of calculating a phase reference of a spindle according to the first embodiment of the present invention.
【図４】カムシャフトに位相基準としてのピン穴、キー
溝を設けた構成を示した模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration in which a pin hole and a key groove as a phase reference are provided on a cam shaft.
【図５】本発明に係わる第二実施例の位相基準算出方法
を示した説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a phase reference calculation method according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明に係わる第三実施例の構成を示した説明
図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of a third embodiment according to the present invention.
【図７】本発明に係わる第四実施例の構成を示した説明
図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of a fourth embodiment according to the present invention.
【図８】位相とプロファイルデータとの関係を示した説
明図（ａ）及び検出座標系における任意の位相を示した
説明図（ｂ）。FIG. 8A is an explanatory view showing a relationship between a phase and profile data, and FIG. 8B is an explanatory view showing an arbitrary phase in a detection coordinate system.
【図９】位相基準を割り出しカムシャフトの加工を行う
までの工程の流れを示したフローチャート。FIG. 9 is a flowchart showing a flow of steps until a phase reference is indexed and a camshaft is processed.
【図１０】従来の非真円形工作物加工装置の構造を示し
た模式図。FIG. 10 is a schematic view showing the structure of a conventional non-round work piece machining apparatus.
１０ 数値制御装置 ３０ 主軸台 ３１ 主軸 ３４ カムシャフト ４２ 心押台 ４４ 位相基準ピン ４６ 砥石 ５８ 位置センサ １００ カム研削装置 10 numerical control device 30 headstock 31 main shaft 34 camshaft 42 tailstock 44 phase reference pin 46 grindstone 58 position sensor 100 cam grinding device
Claims (7)
主軸の回転に同期して連動する工具を用い、前記工作物
を所定の非真円形形状に加工する加工装置において、 前記主軸回りにおける前記工作物の位相の基準となる位
相基準の角度位置を検出する位相基準検出手段を備えた
ことを特徴とする非真円形工作物加工装置。1. A machining apparatus for machining a workpiece into a predetermined non-round shape by rotating a workpiece around its spindle and using a tool that is synchronized with the rotation of the spindle. 2. A non-round work-piece machining apparatus comprising phase reference detection means for detecting an angular position of a phase reference serving as a reference of the phase of the workpiece in FIG.
一の検出手段と、 前記工作物の前記位相基準の位置を検出する第二の検出
手段と、 前記工作物の前記位相基準の前記角度位置を算出する演
算手段とから成ることを特徴とする請求項１に記載の非
真円形工作物加工装置。2. The phase reference detection means includes first detection means for detecting a rotation angle of the workpiece around the main axis, and second detection means for detecting a position of the phase reference of the workpiece. The non-round work piece machining apparatus according to claim 1, further comprising: an arithmetic unit that calculates the angular position of the workpiece with respect to the phase reference.
して設けられた、非接触で前記工作物との距離に応じた
電気信号を出力する第一のセンサから構成され、 前記演算手段は、前記工作物を所定の回転速度で１回転
させたときの前記第一のセンサからの検出信号の最大値
または最小値と、前記回転速度より小さい回転速度で前
記工作物を１回転させたときの前記第一のセンサからの
検出信号との差が最小または最大となるときの前記第一
の検出手段からの検出信号を前記角度位置とすることを
特徴とする請求項２に記載の非真円形工作物加工装置。3. The second detecting means comprises a first sensor which is provided in the vicinity of the workpiece and which outputs a non-contact electric signal according to the distance from the workpiece, The calculating means makes one revolution of the workpiece at a rotation speed lower than the maximum value or the minimum value of the detection signal from the first sensor when the workpiece is rotated once at a predetermined rotation speed. The detection signal from the first detection means when the difference between the detection signal from the first sensor and the detection signal from the first sensor is minimum or maximum is set as the angular position. Non-round work processing equipment.
して設けられた、非接触で前記工作物との距離に応じた
電気信号を出力する第一のセンサから構成され、 前記演算手段は、前記工作物を所定の回転速度で１回転
させたときの前記第一のセンサからの検出信号が増加し
て所定の閾値に達したときの前記第一の検出手段からの
検出信号と、前記第一のセンサからの検出信号が減少し
て前記所定の閾値に達したときの前記第一の検出手段か
らの検出信号の中間の値を前記角度位置とすることを特
徴とする請求項２に記載の非真円形工作物加工装置。4. The second detecting means comprises a first sensor which is provided in the vicinity of the workpiece and which outputs a non-contact electric signal according to the distance to the workpiece, The calculation means increases the detection signal from the first sensor when the workpiece is rotated once at a predetermined rotation speed and reaches a predetermined threshold value, and the detection signal from the first detection means. And an intermediate value of the detection signal from the first detection means when the detection signal from the first sensor decreases and reaches the predetermined threshold value, and the angular position is set. Item 3. The non-round work piece machining apparatus according to Item 2.
触時に電気信号を出力する第二のセンサから構成され、 前記演算手段は、前記工作物を前記主軸回りに一方の方
向に回転させたときに前記第二のセンサから検出信号が
あったときの前記第一の検出手段からの検出信号と、前
記工作物を前記主軸回りに他方の方向に回転させたとき
に前記第二のセンサから検出信号があったときの前記第
一の検出手段からの検出信号との中間の値を前記角度位
置とすることを特徴とする請求項２に記載の非真円形工
作物加工装置。5. The second detecting means is composed of a second sensor that outputs an electric signal when it comes into contact with the workpiece, and the computing means moves the workpiece around the spindle in one direction. The detection signal from the first detection means when there is a detection signal from the second sensor when rotating, and the second when the workpiece is rotated in the other direction around the spindle. 3. The non-round workpiece machining apparatus according to claim 2, wherein the angular position is set to an intermediate value between the detection signal from the first detecting means and the detection signal from the sensor.
たは凸部状の位相基準部位が設けられたことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の非真円形工作物加
工装置。6. The non-round workpiece machining apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is provided with a concave or convex phase reference portion as the phase reference. .
検出された前記位相基準の前記角度位置に基づいて前記
加工データの前記位相または前記第一の検出手段による
検出値を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請
求項２乃至５のいずれかに記載の非真円形工作物加工装
置。7. Having processing data corresponding to a predetermined phase,
6. The correction means for correcting the phase of the processed data or the detection value by the first detection means based on the detected angular position of the phase reference. The non-round work-piece processing device according to 1.
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| JP34732495A JP3570051B2 (en) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Non-circular workpiece processing equipment |
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