JPS6378201A - 非真円形工作物加工用数値制御装置 - Google Patents
非真円形工作物加工用数値制御装置Info
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- JPS6378201A JPS6378201A JP22427086A JP22427086A JPS6378201A JP S6378201 A JPS6378201 A JP S6378201A JP 22427086 A JP22427086 A JP 22427086A JP 22427086 A JP22427086 A JP 22427086A JP S6378201 A JPS6378201 A JP S6378201A
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- Japan
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、カム等の非真円形工作物（以下、単に「工作
物」ともいう。）を加工制御する数値制御装置に関する
。
物」ともいう。）を加工制御する数値制御装置に関する
。
従来、数値制御装置により主軸軸線に垂直な方向の砥石
車の送りを主軸回転に同期して制御し、カム等の工作物
を研削加工する方法が知られている。砥石車の送りを同
期制御するには数位制御装置にプロフィルデータを付与
することが必要である。このプロフィルデータは砥石車
を工作物の仕上げ形状に沿って往復運動、すなわちプロ
フィル創成運動させるように、主軸の単位回転角毎の砥
石車の移動量を与えるものである。 一方、工作物を研削加工するためには、プロフィルデー
タの他に砥石車の送り、切り込み、後退等の加工サイク
ルを制御するための加工サイクルデータが必要である。 工作物は、この加工サイクルデータとプロフィルデータ
に基づき主軸の回転と砥石車の送りとが数値制御されて
加工されるのであるが、とくにプロフィル創成運動にお
ける主軸と工具送り軸の指令値に対する追随性の良否が
加工精度上、重要な問題である。
車の送りを主軸回転に同期して制御し、カム等の工作物
を研削加工する方法が知られている。砥石車の送りを同
期制御するには数位制御装置にプロフィルデータを付与
することが必要である。このプロフィルデータは砥石車
を工作物の仕上げ形状に沿って往復運動、すなわちプロ
フィル創成運動させるように、主軸の単位回転角毎の砥
石車の移動量を与えるものである。 一方、工作物を研削加工するためには、プロフィルデー
タの他に砥石車の送り、切り込み、後退等の加工サイク
ルを制御するための加工サイクルデータが必要である。 工作物は、この加工サイクルデータとプロフィルデータ
に基づき主軸の回転と砥石車の送りとが数値制御されて
加工されるのであるが、とくにプロフィル創成運動にお
ける主軸と工具送り軸の指令値に対する追随性の良否が
加工精度上、重要な問題である。
そこで、工作物の仕上げ形状から決定される理想プロフ
ィルデータで工作物を一旦加工し、その工作物のプロフ
ィルを作業者の手作業によりカム測定器等を用いて測定
し、理想プロフィルデータとの偏差を求め、理想プロフ
ィルデータに補正を加え実行プロフィルデータを求める
という作業が行われている。しかし、追随遅れは工作物
のプロフィル及び主軸の回転速度により異なるため、工
作物の形状又は主軸の回転速度が異なるごとに上記の試
し加工を行って理想プロフィルデータを補正しなければ
ならず、作業効率が極めて悪いという問題がある。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、効率の良いプロフィ
ルデータの補正を行って、加工精度を向上させることで
ある。
ィルデータで工作物を一旦加工し、その工作物のプロフ
ィルを作業者の手作業によりカム測定器等を用いて測定
し、理想プロフィルデータとの偏差を求め、理想プロフ
ィルデータに補正を加え実行プロフィルデータを求める
という作業が行われている。しかし、追随遅れは工作物
のプロフィル及び主軸の回転速度により異なるため、工
作物の形状又は主軸の回転速度が異なるごとに上記の試
し加工を行って理想プロフィルデータを補正しなければ
ならず、作業効率が極めて悪いという問題がある。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、効率の良いプロフィ
ルデータの補正を行って、加工精度を向上させることで
ある。
上記問題点を解決するための発明の構成は、主軸と工具
送り軸を制御軸とし非真円形工作物の仕上げ形状に沿っ
て工具をプロフィル創成運動させるためのプロフィルデ
ータに基づき前記非真円形工作物の加工を制御する数値
制御装置において、サーボ系の周波数特性のデータを記
憶した周波数特性データ記憶手段と、前記制御軸の時間
に対する理論的な位置特性を演算する時間関数演算手段
と、前記時間関数演算手段により演算された位置特性を
フーリエ変換するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変
換手段により変換された特性を前記周波数特性で除算す
る除算手段と、前記除算手段により得られた特性をフー
リエ逆変換するフーリエ逆変換手段と、前記フＩＪ−Ｉ
Ｊ工逆変換手段により得られた時間に関する位置特性で
、前記制御軸を制御する位置制御手段とを備えたことで
ある。
送り軸を制御軸とし非真円形工作物の仕上げ形状に沿っ
て工具をプロフィル創成運動させるためのプロフィルデ
ータに基づき前記非真円形工作物の加工を制御する数値
制御装置において、サーボ系の周波数特性のデータを記
憶した周波数特性データ記憶手段と、前記制御軸の時間
に対する理論的な位置特性を演算する時間関数演算手段
と、前記時間関数演算手段により演算された位置特性を
フーリエ変換するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変
換手段により変換された特性を前記周波数特性で除算す
る除算手段と、前記除算手段により得られた特性をフー
リエ逆変換するフーリエ逆変換手段と、前記フＩＪ−Ｉ
Ｊ工逆変換手段により得られた時間に関する位置特性で
、前記制御軸を制御する位置制御手段とを備えたことで
ある。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
１図は数値制御研削盤を示した構成図である。１０は数
値制御研削盤のベッドで、このベッド１０上にはテーブ
ル１１が主軸軸線に平行なＺ軸方向に摺動可能に配設さ
れている。テーブル１１上には主軸１３を軸架した主軸
台１２が配設され、その主軸１３はサーボモータ１４に
より回転される。また、テーブル１１上、右端には心押
台１５が載置され、心押台１５のセンタ１６と主軸１３
のセンタ１７とによってカムから成る工作物Ｗが挾持さ
れている。工作物Ｗは主軸１３に突設された位置決めビ
ン１８に嵌合し、工作物Ｗの回転位相は主軸１３の回転
位相に一致している。 ベッド１０の後方には工具送り軸（Ｘ軸）に沿って進退
可能な工具台２０が案内され、工具台２０にはモータ２
１によって回転駆動される砥石車Ｇが支承されている。 この工具台２０は、１略の送り螺子を介してサーボモー
タ２３に連結され、サーボモータ２３の正逆転により前
進後退される。 ドライブユニット４０．４１は数値制御装ｕ３０から指
令パルスを入力して、それぞれサーボモータ２３．１４
を駆動する回路である。それぞれのサーボモータ２３．
１４にはパルスジェネレータ５２．５０と速度ジェネレ
ータ５３．５１が結合されており、それらの出力は各ド
ライブユニット４０．４１に帰還され速度と位置のフィ
ードバック制御が行われている。 数値制御装置３０は主としてサーボモータ２３．１４０
回転を数値制御して、工作物Ｗの研削加工を制御する装
置である。その数値制御装置３ｏには、プロフィルデー
タ、加工サイクルデータ等を入力するテープリーダ４２
と制御データ等の入力を行うキーボード４３と各種の情
報を表示するＣＲＴ表示装置４４が接続されている。 数値制御装置３０は第２図に示すように、研削盤を制御
するためのメインＣＰＵ３１と制御プログラムを記憶し
たＲＯＭ３３と入力データ等を記憶するＲ Ａ Ｍ ３
２と入出力インタフェース３４とで主として構成されて
いる。ＲＡＭ３２上にはＮＣデータを記憶するＮＣデー
タ領域３２１と工作物Ｗの仕上げ形状から決定される理
想プロフィルデータを記憶する理想プロフィルデータ領
域３２２とサーボ系の周波数特性のデータを記憶する周
波数特性データ領域３２３と主軸の回転角に対する速度
特性のデータを記憶する主軸速度特性データ領域３２４
とが設けられている。数値制御装置３０はその他サーボ
モータ２３．１４の駆動系として、ドライブＣＰＵ３Ｂ
きＲＡＭ３５止パルス分配回路３７が設けられている。 ＲＡＭ３５はメインＣＰＵ３１から砥石車Ｇの位置決め
データを入力する記憶装置である。ドライブＣＰＵ３６
は主軸１３と工具送り軸を数値制御して、スローアップ
、スローダウン、目標点の補間等の演算を行い補間点の
位置決めデータを定周期で出力する装Ｕであり、パルス
分配回路３７はパルス分配ののち、移動指令パルスを各
ドライブユニット４０゜４１に出力する回路である。 次に作用を説明する。 ＲＡＭ３２には加工サイクルデータを含むＮＣデータが
記憶されており、このＮＣデータはＣＰＵ３１により順
次解読される。ＮＧタデ−ブロックにより、カム研削と
主軸の回転速度が指令されると、ＣＰＵ３１は第３図の
プログラムを実行する。ステップ１００ではＮＣデータ
により指令された理想プロフィルデータが理想プロフィ
ルデータ領域３２２から読み出される。そのデータはス
テップ１０２でサーボ系の遅れ誤差を補償する補正演算
が実行され、ステップ１０４でその補正されたデータに
基づいて研削プログラムが実行される。 補正演算の処理は第４図に示す手順により実行される。 まず、ステップ２００で、第６図（ｂ）で示すように工
具送り軸（Ｘ軸）と主軸（Ｃ軸）の位置関係で与えられ
た理想プロフィルデータは主軸の指令された回転速度と
主軸の速度特性を考慮して第６図（Ｃ）で示すように時
間に関するＸ軸の位置特性に変換される。次にステップ
２０２で、第６図（ｈ）で示す主軸の速度特性は、主軸
速度特性データ領域３２４に記憶されており、その速度
特性は指令された主軸の回転速度を考慮して第６図（ｉ
）で示すように時間に関するＣ ｌ１ｌｌの位置特性に
変換される。 次にステップ２０４で、Ｘ軸の時間関数で表した位置特
性とＣ軸の時間関数で表した位置特性はそれぞれ高速フ
ーリエ変換の手法を用いて、第６図（ｄ）、（ｊ）で示
す周波数領域の関数に変換される。 ところでＸ軸とＣ軸のサーボ系の周波数特性（伝達特性
）は、実験により第５図のように測定され、その測定デ
ータは周波数に対応させて周波数特性データ領域３２３
に記憶されている。 次にステップ２０６へ移行して、Ｘ軸の周波数領域での
特性は、第６図（ｅ）で示すようにそのサーボ系の周波
数特性Ｇ、（Ｓ）で除算される。また、Ｃ軸の周波数領
域での特性は、第６図（ｋ）で示すようにそのサーボ系
の周波数特性Ｇｃ（Ｓ）で除算される。 次にステップ２０８で、その除算して得られた特性は高
速フーリエ逆変換され、第６図（ｆ）、（！りで示すよ
うに時間領域での位置特性に変換される。 その後、その時ＩＸ８領域での特性は平滑化され、ステ
ップ２１０でＸ軸、Ｃ軸の位置特性が定周期でサンプリ
ングされ、パルス数で表した各軸の移動ｍに変換された
後、パルス分配される。 このようにして補正された位置特性で制御すれば、補正
演算で考慮したサーボ系の周波数特性の影響を受け、理
論的なプロフィルで加工されることになる。 【発明の効果］ 本発明は、加工形状から決定されるＸ軸とＣ軸の理論的
な位置特性を時間領域の特性に変換し、更に周波数領域
の特性に変換した上でサーボ系の周波数特性で除算した
特性を求め、その後その特性を時間領域の特性に逆変換
してその特性に応じて各１制御軸をパルス分配するよう
にしているので、加工すべき工作物が変化しても従来の
装置のように試し加工をする必要がなく作業性が向上す
る。 また、周波数領域で補正演算を行っているため、高調波
即ち時間領域での高次の微分成分まで考慮された補正が
行われるため、力ｉ工精度が向上する。
１図は数値制御研削盤を示した構成図である。１０は数
値制御研削盤のベッドで、このベッド１０上にはテーブ
ル１１が主軸軸線に平行なＺ軸方向に摺動可能に配設さ
れている。テーブル１１上には主軸１３を軸架した主軸
台１２が配設され、その主軸１３はサーボモータ１４に
より回転される。また、テーブル１１上、右端には心押
台１５が載置され、心押台１５のセンタ１６と主軸１３
のセンタ１７とによってカムから成る工作物Ｗが挾持さ
れている。工作物Ｗは主軸１３に突設された位置決めビ
ン１８に嵌合し、工作物Ｗの回転位相は主軸１３の回転
位相に一致している。 ベッド１０の後方には工具送り軸（Ｘ軸）に沿って進退
可能な工具台２０が案内され、工具台２０にはモータ２
１によって回転駆動される砥石車Ｇが支承されている。 この工具台２０は、１略の送り螺子を介してサーボモー
タ２３に連結され、サーボモータ２３の正逆転により前
進後退される。 ドライブユニット４０．４１は数値制御装ｕ３０から指
令パルスを入力して、それぞれサーボモータ２３．１４
を駆動する回路である。それぞれのサーボモータ２３．
１４にはパルスジェネレータ５２．５０と速度ジェネレ
ータ５３．５１が結合されており、それらの出力は各ド
ライブユニット４０．４１に帰還され速度と位置のフィ
ードバック制御が行われている。 数値制御装置３０は主としてサーボモータ２３．１４０
回転を数値制御して、工作物Ｗの研削加工を制御する装
置である。その数値制御装置３ｏには、プロフィルデー
タ、加工サイクルデータ等を入力するテープリーダ４２
と制御データ等の入力を行うキーボード４３と各種の情
報を表示するＣＲＴ表示装置４４が接続されている。 数値制御装置３０は第２図に示すように、研削盤を制御
するためのメインＣＰＵ３１と制御プログラムを記憶し
たＲＯＭ３３と入力データ等を記憶するＲ Ａ Ｍ ３
２と入出力インタフェース３４とで主として構成されて
いる。ＲＡＭ３２上にはＮＣデータを記憶するＮＣデー
タ領域３２１と工作物Ｗの仕上げ形状から決定される理
想プロフィルデータを記憶する理想プロフィルデータ領
域３２２とサーボ系の周波数特性のデータを記憶する周
波数特性データ領域３２３と主軸の回転角に対する速度
特性のデータを記憶する主軸速度特性データ領域３２４
とが設けられている。数値制御装置３０はその他サーボ
モータ２３．１４の駆動系として、ドライブＣＰＵ３Ｂ
きＲＡＭ３５止パルス分配回路３７が設けられている。 ＲＡＭ３５はメインＣＰＵ３１から砥石車Ｇの位置決め
データを入力する記憶装置である。ドライブＣＰＵ３６
は主軸１３と工具送り軸を数値制御して、スローアップ
、スローダウン、目標点の補間等の演算を行い補間点の
位置決めデータを定周期で出力する装Ｕであり、パルス
分配回路３７はパルス分配ののち、移動指令パルスを各
ドライブユニット４０゜４１に出力する回路である。 次に作用を説明する。 ＲＡＭ３２には加工サイクルデータを含むＮＣデータが
記憶されており、このＮＣデータはＣＰＵ３１により順
次解読される。ＮＧタデ−ブロックにより、カム研削と
主軸の回転速度が指令されると、ＣＰＵ３１は第３図の
プログラムを実行する。ステップ１００ではＮＣデータ
により指令された理想プロフィルデータが理想プロフィ
ルデータ領域３２２から読み出される。そのデータはス
テップ１０２でサーボ系の遅れ誤差を補償する補正演算
が実行され、ステップ１０４でその補正されたデータに
基づいて研削プログラムが実行される。 補正演算の処理は第４図に示す手順により実行される。 まず、ステップ２００で、第６図（ｂ）で示すように工
具送り軸（Ｘ軸）と主軸（Ｃ軸）の位置関係で与えられ
た理想プロフィルデータは主軸の指令された回転速度と
主軸の速度特性を考慮して第６図（Ｃ）で示すように時
間に関するＸ軸の位置特性に変換される。次にステップ
２０２で、第６図（ｈ）で示す主軸の速度特性は、主軸
速度特性データ領域３２４に記憶されており、その速度
特性は指令された主軸の回転速度を考慮して第６図（ｉ
）で示すように時間に関するＣ ｌ１ｌｌの位置特性に
変換される。 次にステップ２０４で、Ｘ軸の時間関数で表した位置特
性とＣ軸の時間関数で表した位置特性はそれぞれ高速フ
ーリエ変換の手法を用いて、第６図（ｄ）、（ｊ）で示
す周波数領域の関数に変換される。 ところでＸ軸とＣ軸のサーボ系の周波数特性（伝達特性
）は、実験により第５図のように測定され、その測定デ
ータは周波数に対応させて周波数特性データ領域３２３
に記憶されている。 次にステップ２０６へ移行して、Ｘ軸の周波数領域での
特性は、第６図（ｅ）で示すようにそのサーボ系の周波
数特性Ｇ、（Ｓ）で除算される。また、Ｃ軸の周波数領
域での特性は、第６図（ｋ）で示すようにそのサーボ系
の周波数特性Ｇｃ（Ｓ）で除算される。 次にステップ２０８で、その除算して得られた特性は高
速フーリエ逆変換され、第６図（ｆ）、（！りで示すよ
うに時間領域での位置特性に変換される。 その後、その時ＩＸ８領域での特性は平滑化され、ステ
ップ２１０でＸ軸、Ｃ軸の位置特性が定周期でサンプリ
ングされ、パルス数で表した各軸の移動ｍに変換された
後、パルス分配される。 このようにして補正された位置特性で制御すれば、補正
演算で考慮したサーボ系の周波数特性の影響を受け、理
論的なプロフィルで加工されることになる。 【発明の効果］ 本発明は、加工形状から決定されるＸ軸とＣ軸の理論的
な位置特性を時間領域の特性に変換し、更に周波数領域
の特性に変換した上でサーボ系の周波数特性で除算した
特性を求め、その後その特性を時間領域の特性に逆変換
してその特性に応じて各１制御軸をパルス分配するよう
にしているので、加工すべき工作物が変化しても従来の
装置のように試し加工をする必要がなく作業性が向上す
る。 また、周波数領域で補正演算を行っているため、高調波
即ち時間領域での高次の微分成分まで考慮された補正が
行われるため、力ｉ工精度が向上する。
第１図は本発明の実施例にかかる数値制御装置により制
御される数値制御研削盤の構成図。第２図は数値制御装
置の電気的構成を示したブロックダイヤグラム。第３図
、第４図はそれぞれＣＰＵの処理手順を示したフローチ
ャート。第５図はサーボ系の周波数特性を示した特性図
。第６図は補正処理の手順を示した説明図である。 １０・ペッド １１・・・テーブル １３・°・・主軸
１４．２３・・・−サーボモータ １５−心押台２０・
・・工具台 ３０・・°゛数値制御装置 Ｇ・・・・砥
石車Ｗ・・・工作物 特許出願人 豊田工機株式会社 代 理 人 弁理士 藤谷 修 第３図 第４図 周波数ω
御される数値制御研削盤の構成図。第２図は数値制御装
置の電気的構成を示したブロックダイヤグラム。第３図
、第４図はそれぞれＣＰＵの処理手順を示したフローチ
ャート。第５図はサーボ系の周波数特性を示した特性図
。第６図は補正処理の手順を示した説明図である。 １０・ペッド １１・・・テーブル １３・°・・主軸
１４．２３・・・−サーボモータ １５−心押台２０・
・・工具台 ３０・・°゛数値制御装置 Ｇ・・・・砥
石車Ｗ・・・工作物 特許出願人 豊田工機株式会社 代 理 人 弁理士 藤谷 修 第３図 第４図 周波数ω
Claims (1)
- （１）主軸と工具送り軸を制御軸とし非真円形工作物の
仕上げ形状に沿って工具をプロフィル創成運動させるた
めのプロフィルデータに基づき前記非真円形工作物の加
工を制御する数値制御装置において、 サーボ系の周波数特性のデータを記憶する周波数特性デ
ータ記憶手段と、 前記制御軸の時間に対する位置特性を演算する時間関数
演算手段と、 前記時間関数演算手段により演算された位置特性をフー
リエ変換するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手
段により変換された特性を前記周波数特性で除算する除
算手段と、 前記除算手段により得られた特性をフーリエ逆変換する
フーリエ逆変換手段と、 前記フリーリエ逆変換手段により得られた時間に関する
位置特性で、前記制御軸を制御する位置制御手段と を備えた非真円形工作物加工用数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22427086A JPS6378201A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 非真円形工作物加工用数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22427086A JPS6378201A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 非真円形工作物加工用数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6378201A true JPS6378201A (ja) | 1988-04-08 |
Family
ID=16811137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22427086A Pending JPS6378201A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 非真円形工作物加工用数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6378201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383328A2 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-22 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Positioning controlling device |
| JPH03286305A (ja) * | 1990-04-03 | 1991-12-17 | Nissan Motor Co Ltd | 被加工物の回転速度制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616706A (ja) * | 1984-05-14 | 1986-01-13 | ドイチエ、フオルシユンクス・ウント・フエルザハザンシユタルト、ヒユ−ル、ルフト・ウント・ラオムフア−ルト、アインゲトウラゲナ−、フエライン | ロボツト運動の記憶場所を節約してプログラミングする方法 |
| JPS61169905A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-31 | Hitachi Ltd | ロボツトの軌道制御装置 |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP22427086A patent/JPS6378201A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616706A (ja) * | 1984-05-14 | 1986-01-13 | ドイチエ、フオルシユンクス・ウント・フエルザハザンシユタルト、ヒユ−ル、ルフト・ウント・ラオムフア−ルト、アインゲトウラゲナ−、フエライン | ロボツト運動の記憶場所を節約してプログラミングする方法 |
| JPS61169905A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-31 | Hitachi Ltd | ロボツトの軌道制御装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383328A2 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-22 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Positioning controlling device |
| JPH03286305A (ja) * | 1990-04-03 | 1991-12-17 | Nissan Motor Co Ltd | 被加工物の回転速度制御装置 |
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