JP3572842B2 - NC control type work rest device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の軸線上で回転する円筒ワークを加工中に加工抵抗に抗して支持するレスト装置に関し、特に、比較的大径のワークから小径のワークに対応するように上部レスト腕および下部レスト腕の運動を数値制御可能とした研削盤での使用に好適なNC制御形ワークレスト装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、研削盤に使用されるNC制御形ワークレスト装置は、研削砥石の反対側で円筒ワークの外周に当接して法線方向の研削抵抗に対抗する上部レスト腕と、円筒ワークの下方外周に当接して接線方向の研削抵抗に対抗する下部レスト腕とを含む。これらレスト腕の送り機構は、個々のサーボモータにより駆動される送りネジ機構により構成され、比較的大径のワークから小径のワークに対応可能な広範囲形のものとなっている。
【0003】
上部レスト腕は、そのサーボモータにより駆動される送りネジ機構の運動量と等しく移動される構成となっているが、下部レスト腕はその基部が装置本体に旋回可能に枢支されているため、下部レスト腕のワークの外周下面と当接する先端の運動量は、そのサーボモータにより駆動される送りネジ機構の運動量を拡大して移動される。上部レスト腕のワークに当接する先端の運動量と下部レスト腕の先端の運動量を調和させるため、上部レスト腕用のサーボモータへ投与する移動指令値に対して所定の減速係数を乗算した所謂電子ギヤ比により減速した移動指令値を下部レスト腕用のサーボモータに投与するように、数値制御装置がプログラムされている。そして、前記電子ギヤ比、つまり上部レスト腕用サーボモータに与える指令値と下部レスト腕用サーボモータに与えるそれとの比率は、下部レスト腕の装置本体への枢着点と下部レスト腕の先端の当接点との距離aに対する前記枢着点と下部レスト腕の基部の下方に設定した旋回モーメント作用点との距離bの比率により固定的に設定されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図1(A)のように小径ワークW1を支持する場合と、図1(B)のように大径ワークW2を支持する場合とでは、下部レスト腕14の先端のワーク支持点がSP1からSP2へ変化するため、前記距離aはa1からa2へ変化する(a1>a2)。電子ギヤ比を一定に設定した従来のレスト装置を、比較的小径ワークから大径ワークまでを対象とする広範囲形のものとして使用する場合、上部レスト腕12に対する下部レスト腕14の追従精度に誤差を生じることとなり、このため研削加工の最終仕上げ段階においてワークは本来在るべき軸心から上下方向に偏向した位置に保持されて加工され、これがワークの最終仕上げ寸法精度を低下させる要因となっていた。
【0005】
したがって、本発明の目的は、小径ワークから大径ワークまでを適用対象とする広範囲形のワークレスト装置において、上部レスト腕および下部レスト腕の移動範囲に亘って、下部レスト腕の先端が上部レスト腕の先端の移動に忠実に追従できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
従来のレスト装置に係わる上述した課題および目的は、本発明による下記の手段により解決され達成される。
請求項1の発明によるNC制御形ワークレスト装置は、加工工具の反対側で円筒ワークの外周を支持すべく前記ワークに向かって進退送り可能に装置本体に案内された上部レスト腕と、先端を前記ワークの略下方からワークに向かって進退させるべく基部が前記装置本体に旋回可能に枢支された下部レスト腕と、前記上部レスト腕を進退する第1サーボモータを含む送り機構と、前記下部レスト腕を旋回する第2サーボモータを含む送り機構と、さらに、これら第1および第2サーボモータを制御する数値制御装置とで構成されるNC制御形ワークレスト装置において、前記数値制御装置は、前記ワークの仕上げ径に応じて決められ前記上部レスト腕および下部レスト腕の一方の送り運動を制御する第1指令値を設定する第1指令値設定手段と、前記第1指令値に所定の係数を乗算して求められるか或いは前記ワークの仕上げ径に応じて決められ前記上部レスト腕および下部レスト腕の他方の送り運動を制御する第2指令値を設定する第2指令値設定手段と、前記他方のレスト腕の送り運動量に応じて補正送り量を設定する補正送り量設定手段と、前記第2指令値に前記補正送り量を加算して補正第2指令値を得る加算手段と、さらに、前記第1指令値および前記補正第2指令値に基づいて前記一方のレスト腕に対応する前記第1および第2サーボモータの一方と前記他方のレスト腕に対応する前記第1および第2サーボモータの他方をそれぞれ制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【0007】
請求項2の発明によるNC制御形ワークレスト装置は、前記一方および他方のレスト腕がそれぞれ前記上部および下部レスト腕であり、前記補正送り量設定手段は、前記下部レスト腕の運動量毎の補正値を記憶する補正値テーブルと、前記下部レスト腕の運動量に応じた補正値を前記補正値テーブルから読み出す手段とから構成され、また前記制御手段は前記第1指令値および前記補正第2指令値に基づいて前記第1および第2サーボモータをそれぞれ制御することを特徴とする。
【0008】
請求項3の発明によるNC制御形ワークレスト装置は、前記一方および他方のレスト腕は、それぞれ前記上部および下部レスト腕であり、前記補正送り量設定手段は、前記下部レスト腕の単位運動量の増加に対応して各増分補正送り量を予め記憶した補正値テーブルと、前記下部レスト腕が現在位置から目標位置に移動する運動範囲内における各増分補正送り量を読み出し累積加算して前記補正送り量を設定する累積加算手段とで構成され、また前記制御手段は前記第1指令値および前記補正第2指令値に基づいて前記第1および第2サーボモータをそれぞれ制御することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図2において、10はレスト装置本体で、好適には、研削盤のテーブル若しくはベッド11上に固定して設けられる。上部レスト腕12は、砥石台13上に回転自在に支持された砥石Gの正面においてかつこの砥石Gの反対側で円筒状のワークWに対し進退送り可能に装置本体10に案内されている。下部レスト腕14は、その基端上部において装置本体10にピン15を介して垂直面内で旋回可能に枢着され、その基端下部がリンク16の一端をピン17aを介して枢着している。このピン17aは、後述する駆動腕18により旋回モーメントを受ける作用点として機能する。リンク16の他端は、ピン17bを介して駆動腕18の前端に枢着されている。駆動腕18は、上部レスト腕12の下方位置でこれと平行関係を維持して装置本体10に進退送り可能に案内されている。
【0010】
上部レスト腕12および駆動腕18は、それらの後端に開口する穴内にナット21,22を嵌挿しており、これらナット21,22は、それぞれ装置本体10の後面に固着したサーボモータ23,24により回転されるネジ軸25,26と螺合している。従って、サーボモータ23,24が動作されると、それぞれキー部材19,20により装置本体10に対し廻り止めされた上部レスト腕12および駆動腕18が進退され、この進退位置はサーボモータ23,24に付属のエンコーダ23a,24aにより検出される。この場合、駆動腕18の進退運動はリンク部材16を介して下部レスト腕14を旋回駆動する。
【0011】
ワークWは、テーブルまたはベッド11上に設置した図略の主軸台および心押台により両端がセンタ支持されると共に回転駆動され、砥石Gにより研削加工される間は上部レスト腕12および下部レスト腕14の前端に設けたシュー12a,14aにより支持される。上部レスト腕12および下部レスト腕14は、ワークWと砥石Gとの当接点である研削ポイントに生じる法線抵抗および接線抵抗に抗してワークWをその理想回転軸線上で回転するように支持する。
【0012】
コンピュータ制御形の数値制御装置(以下、CNC装置)30は、CPU31およびメモリ32を含む。CPU31は、データ入出力モードで動作するとき、オペレータがキーボード33およびCRT34を用いて対話形式にて入力する数値制御プログラムおよび各種の制御データをインターフェース35を介して受入れメモリ32内へ入力すると共に、オペレータが指定するメモリ32内のデータをCRT34上に表示する。また、CPU31は、設定替えモードおよび研削サイクルモードで動作するとき、数値制御プログラムを実行し、インターフェース36を介して指令値をサーボモータ駆動ユニットDUX,DUYおよびDUVへ出力する。
【0013】
駆動ユニットDUXは、砥石台13をワークWに対し進退運動する送りネジ機構40のネジ軸を駆動するサーボモータ41を制御し、駆動ユニットDUYおよびDUVは、上部および下部レスト腕12、14駆動用のサーボモータ23,24をそれぞれ制御する。サーボモータ41,23,24に付属のエンコーダ41a,23a,24aからの帰還出力は、それぞれ対応する駆動ユニットDUX,DUY,DUVへ入力される一方、インターフェース36へも入力される。
【0014】
各駆動ユニットは、対応するエンコーダ出力を演算して速度帰還信号を作り、この速度帰還信号が指令速度信号と一致するように対応するサーボモータの動作速度を制御する。インターフェース36は、対応するエンコーダ出力をCPU31が所定のインターバルで参照可能にし、これによりCPU31が各サーボモータの運動を位置帰還制御できるようにしている。
【0015】
図3および図4はメモリ32内に設けた図略の読み出し専用メモリ(ROM)領域に記憶されたシステム制御プログラムの一部を構成するレスト制御プログラムRCPの概略を示し、図5は同じく前記ROM領域に記憶された補正値テーブルTBLの内容を概略的に示す説明図である。この補正値テーブルTBLは、例えば、直径が75mmのワークを支持する位置(基準位置)から直径が35mmのワークを支持する位置(最前進位置)までの範囲について、半径で1mm増加する毎にこの増加分に対応する下部レスト腕14の補正量(上部レスト腕12に対する追跡誤差に相当する)α1〜α20をアドレスN1〜N20に予め登録記憶している。
【0016】
本発明によるレスト装置は、レスト制御プログラムRCPに従って下記の動作説明のように制御される。
例えば、自動車のエンジンのためのクランクシャフトを研削加工する大量生産ラインにおいては、或るロットのワークを連続して加工した後、異なるロットのワークを連続して加工する形態がしばしば採用される。この場合、次ぎのロットのワークの加工動作を開始するに先立って、設定替え動作が実行される。
【0017】
設定替えモードにおいて設定替え指令が与えられる時、図3のステップ101および102が順次実行され、上部および下部レスト腕12,14の初期位置UPi,LPiが設定される。上部レスト腕12の初期位置UPiは、次ぎに加工すべきロットのワークWの仕上げ径Dfin に対し上部レスト腕12の先端が所定量(例えば、20mm)後退した位置をとるように設定され(ステップ101)、この上部レスト腕12の初期位置UPiに所定の電子ギヤ比である係数(例えば、0.4)を乗算した位置を下部レスト腕14の初期位置LPiとして設定される(ステップ102)。
【0018】
このように設定された各初期位置UPiおよびLPi(=0.4UPi)がステップ114において駆動ユニットDUYおよびDUVへ出力され、この結果、上部および下部レスト腕12,14の先端は次ぎに加工するロットのワーク仕上げ径Dfin からそれぞれ所定距離(例えば、20mm)後退した位置に位置決めされる。
【0019】
各レスト腕12,14が初期位置に後退位置決めされた後、次ロットワークの第1番目のワークWが研削盤上に搬入され図略の主軸台および心押台上にセンタ支持される。このワーク搬入完了が適宜確認手段にて確認されると、CNC装置30の動作モードが設定替えモードから研削サイクルモードに切り替えられ、研削サイクル起動指令が与えられる。CNC装置30はこのロットのワーク用の数値制御プログラムに従って動作し、これにより砥石台13が前進され、この前進と同時にワークWの回転が開始される。
【0020】
研削サイクルの実行により、砥石台13のプランジ研削速度は、図6に示すように、早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度へ順次減速されてワークWが砥石Gにより研削され、、砥石台13が数値制御プログラムに指定される前進端位置まで到達した後所定時間送り停止されてスパークアウト研削が行われ、所定時間経過後、砥石台13がプランジ研削開始位置まで早送り後退される。
【0021】
粗研削送り速度で砥石台13が前進される粗研削工程の途中において、レスト腕12,14が前進動作される。好ましくは、レスト腕12,14の前進に先立って粗研削スパークアウトが実行され、このスパークアウトの後砥石台13はレスト腕12,14の前進を許容すべく若干距離後退(バック・オフ)される。
レスト腕12,14の前進指令が与えられる時、図3のステップ111が実行され、上部レスト腕12の目標位置UPtおよび前進速度UFtが数値制御プログラムに従って設定される。この上部レスト腕12の目標位置UPtは、好ましくはワークWの仕上げ径Dfin の1/2に対応する。続くステップ112においては、下部レスト腕14の目標位置LPtおよび前進速度LFtが演算される。より具体的には、下部レスト腕14の目標位置LPtおよび前進速度LFtは、上部レスト腕12の目標位置UPtおよび前進速度UFtに電子ギヤ比である係数(=0.4)を乗算することにより算出される。
【0022】
続くステップ113においては、図4に示す補正送り量設定プログラムCOMPが実行され、このプログラムに従って、下部レスト腕14の位置補正量が決定される。より具体的には、ステップ102,112において算出された下部レスト腕14の初期位置LPi,目標位置LPtの読み取り、補正値テーブルTBLの初期読み出しアドレスを指定するアドレスカウンタACの初期値Niの設定および補正量レジスタΣαのゼロイング、さらには、下部レスト腕14が初期位置LPiからワーク仕上げ径位置(Dfin /2=LPt)に移動する距離の計算が、ステップ201〜203においてそれぞれ実行される。
【0023】
ステップ202においてアドレスカウンタACに設定される初期値Niは、下部レスト腕14の初期位置LPiに対応して設定される。また、ステップ203における下部レスト腕14の移動距離の計算においては、下部レスト腕14の初期位置LPiから目標位置LPtを減算し、これにより半径差を整数値nとして求める。この整数値nは、図5に示す補正値テーブルTBLの読み出しアドレスの歩進回数を表す。
【0024】
ステップ204〜208は、ステップ202において設定された補正値テーブルTBLの初期読み出しアドレスNiを前記整数値nに対応する回数だけ歩進し、各歩進毎に読み出される補正量αを補正量レジスタΣαに逐次累積加算する。そして、ステップ209においては、補正量レジスタΣαの補正量をステップ112にて算出した下部レスト腕14の目標位置LPtに加算して、下部レスト腕14の補正目標位置LPt’を求める。
【0025】
従って、図3のステップ114においては、上部レスト腕12の目標位置UPtおよび指令速度UFtが駆動ユニットDUYに出力されると共に、下部レスト腕14の補正目標位置LPt’および速度指令LFtが駆動ユニットDUVへ出力される。このため、上部レスト腕12先端の前進運動に対し下部レスト腕14の先端の前進運動は正確に追従し、これらレスト腕12,14がその前進途中において加工中のワークWの外周と当接してこれを研削抵抗に抗して支持する。そして、これらレスト腕12,14が目標位置UPtおよび補正目標位置LPt’に到達した状態では、上部レスト腕12の先端と下部レスト腕14の先端は、ワークWが仕上げ径Dfin まで加工された時、ワークWの軸線をその理想回転中心に位置させるようにワークWの仕上げ外周を保持する。
【0026】
図7(A)は、サーボモータ23,24に同一の指令値を与えた場合における上部レスト腕12先端の移動量(工作物径として表示)に対する下部レスト腕14の追跡誤差を示す。図7(B)は、上部レスト腕12の指令値に所定の係数を乗算して下部レスト腕14の指令値とした場合における上部レスト腕12先端の移動量に対する下部レスト腕14先端の追跡誤差を示す。このように、下部レスト腕14の目標位LPtを上部レスト腕12の目標位置UPtに電子ギヤ比を乗算して減速した値とする場合、上部レスト腕12に対する下部レスト腕14の追跡誤差は大幅に減少される。しかしながら、レスト装置の使用範囲の中央部において未だ両レスト腕12,14間に追跡誤差が残存している。
【0027】
図7(C)は、電子ギヤ比により減速した下部レスト腕14の目標位置LPtを、上述したように本発明に従って誤差補正し、この補正目標位置LPt’を下部レスト腕14のサーボモータ24に与えるようにした場合における、上部レスト腕12先端位置に対する下部レスト腕14先端の追跡誤差を示す。この図7(C)から明らかなように、本発明により誤差補正を行う場合、両レスト腕12,14先端の追従誤差を解消することが可能となる。
【0028】
図6を参照して上述したように、レスト腕12,14は、研削加工の途中において前進され、ワークWが仕上げ径Dfin まで加工されるまでその前進位置でワークWを支持する。この前進位置では、両レスト腕12,14の先端シュー12a,14aのワークWとの当接点は、ワークWの理想回転軸線から等距離にあり、このため砥石台13が後退する直前の最終スパークアウト研削時には、ワークWが理想回転軸線上で回転する状態にあり、この状態で砥石台13が後退する。そして、砥石台13の後退から若干遅れてワークWの回転が停止され、両レスト腕12,14が図3のステップ101および102にて設定された初期位置UPi,LPiに後退されて、第1番目のワークWの加工が終了する。
【0029】
同一ロットの第2番目のワークWの加工に際しては、上述した設定替え動作は実行されず、この第2番目のワークWが研削盤上に搬入セットされると、上述した研削サイクルが直ちに開始される。
上述した実施例においては、図5に示す補正値テーブルTBLに単位距離(例えば、1mm)下部レスト腕14が前進する毎の補正量α0〜α20を登録し、下部レスト腕14が前進する範囲の補正量αnをこの補正値テーブルTBLから逐次読みだして累積加算するようにしているが、このような補正値テーブルTBLへの補正量の登録形態は、補正値テーブルTBLに登録した多数の補正値の1つを修正した場合に他の補正値への影響がなく、この点の利点は2つの補正値間の補間補正値を求めて決め細かな補正を行う場合とかに補正値の登録数を減少し得る効果を奏するものである。
【0030】
しかしながら、補正値テーブルTBLにおける補正量の登録形態はこれに限定されるものではない。例えば、各研削サイクルにおいて、レスト腕12,14を最も後退した基準位置から目標位置まで前進させるような制御形態を採用する場合では、前記補正値テーブルTBLの各読み出しアドレスに登録する補正量は、前記基準位置から目標位置までの移動量に応じたトータル補正量として登録することも可能である。このような変形例においては、図4の補正送り量設定プログラムCOMPは、ワーク仕上げ径Dfin に対応したアドレスに登録されたトータル補正量を読み出し、このトータル補正量を電子ギヤ比により減速された下部レスト腕14の目標位置LPtに加算するように変更される。
【0031】
前記補正値テーブルTBLに登録される補正量がレスト腕12または14の移動位置(或いは、移動量)に関係する関数式にて算出できる場合、前記補正値テーブルTBLを使用する代わりにこの関数式を登録しておくことにより、この関数式から補正量を直接算出することも可能である。
また、上述した実施例においては、下部レスト腕14の目標位置LPtを上部レスト腕12の目標位置UPtに電子ギヤ比を乗算して算出しているが、下部レスト腕14の目標位置LPtをNCプログラム中にパラメータとして直接指定することも可能である。
【0032】
さらに、上述した実施例においては、上部レスト腕12を基準とし、この腕12の目標位置UPtに減速方向の電子ギヤ比を乗算して下部レスト腕14の目標位置LPtを算出するようにしているが、これとは逆に下部レスト腕14を基準とし、この腕14のワーク仕上げ径に対応して設定される目標位置LPtに所定の増速方向の電子ギヤ比係数(例えば、2.5)を乗算して上部レスト腕12の目標位置UPtを算出するようにしてもよい。このような場合では、図5の補正値テーブルTBLには下部レスト腕14先端の運動に対する上部レスト腕12先端の追跡誤差がこのレスト腕12の運動範囲に亘って登録される。
【0033】
さらに、本実施例においては両レスト腕12,14の目標位置UPtおよび補正目標位置LPt’をワークWの仕上げ径位置と一致するように設定しているが、必要であれば、これらの位置UPtおよびLPt’は、ワーク仕上げ径位置よりも所定量(例えば、数ミクロンメートル)小径側の位置に設定してもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明によれば、円筒ワークに向い直線運動する上部レスト腕の移動に対して、下部レスト腕を旋回運動させてその先端の移動を追従させるようにしたNC制御形ワークレスト装置において、上部レスト腕および下部レスト腕の一方を駆動するサーボモータへ指令する目標位置を前記ワークの仕上げ径に応じて設定し、両レスト腕の他方を駆動するサーボモータへ指令する目標位置を、前記一方のレスト腕の目標位置に所定の比率を乗算して求めるか或いはワークの仕上げ径に応じて決めると共にこの目標位置にこの他方のレスト腕の運動量に応じた補正量を加算した補正目標位置として設定するようにしたので、前記一方のレスト腕の先端の運動に前記他方のレスト腕の先端の運動を正確に追従させることができ、これによりワークの加工精度を向上できる。
【0035】
また、請求項2の発明によれば、前記他方のレスト腕である下部レスト腕の補正量を求めるために、下部レスト腕の運動量毎の補正量を補正値テーブルに予め記憶させ、この補正値テーブルから下部レスト腕の運動量に応じた補正量を読み出して下部レスト腕の目標位置を補正するようにしたので、補正値の設定や変更を容易に行うことが可能となる。
【0036】
さらに、請求項3の発明によれば、前記他方のレスト腕である下部レスト腕の補正量を求めるために、下部レスト腕の単位運動量の増加に対応した各増分補正値を補正値テーブルに予め記憶させ、下部レスト腕が現在位置からその目標位置に運動する運動範囲内における各増分補正量を前記補正値テーブルから読み出して累積加算して下部レスト腕の目標位置を補正するようにしたので、補正値テーブルTBLに登録した多数の補正値の1つを修正した場合に他の補正値への影響がなく、この点の利点は2つの補正値間の補間補正値を求めて決め細かな補正を行う場合とかに補正値の登録数を減少し得る効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワーク径の変化に応じて下部レスト腕の先端のワークの支持点が変化することを説明するための説明図。
【図2】本発明によるNC制御形ワークレスト装置を一部破断して示す側面図とこのワークレスト装置を制御するCNC装置のブロック線図を併記した図。
【図3】本発明におけるCNC装置が実行するレスト制御プログラムのフローチャート。
【図4】前記レスト制御プログラムのステップ113において前記CNC装置が実行する補正送り量設定プログラムのフローチャート。
【図5】前記CNC装置のメモリに登録される補正値テーブルの概要を示す説明図。
【図6】研削サイクルにおける砥石とワークレスト装置の送り位置を示す動作サイクル線図。
【図7】(A)および(B)は従来のNC制御形ワークレスト装置における上部レスト腕先端位置に対する下部レスト腕先端の追跡誤差示すグラフで、(C)は本発明によるNC制御形ワークレスト装置における上部レスト腕先端位置に対する下部レスト腕先端の追跡誤差を示すグラフ。
【符号の説明】
W・・・・・ワーク
10・・・・・レスト装置本体
12・・・・・上部レスト腕
14・・・・・下部レスト腕
23,24・・・・サーボモータ
25,26・・・・送りネジ機構
30・・・・・CNC装置
DUX,DUY,DUV・・・・サーボモータ駆動ユニット
RCP・・・・レスト制御プログラム
COMP・・・・補正送り量設定プログラム
TBL・・・・補正値テーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rest device that supports a cylindrical workpiece rotating on a predetermined axis against machining resistance during machining, and in particular, an upper rest arm and an upper rest arm corresponding to a relatively large workpiece to a small workpiece. The present invention relates to an NC control type work rest device suitable for use in a grinding machine capable of numerically controlling the movement of a lower rest arm.
[0002]
[Prior art]
Generally, an NC control type work rest device used for a grinding machine has an upper rest arm which abuts against the outer periphery of a cylindrical work on the opposite side of the grinding wheel to oppose a grinding resistance in a normal direction, and has a lower outer periphery of the cylindrical work. A lower rest arm that abuts against tangential grinding resistance. The feed mechanisms of these rest arms are constituted by feed screw mechanisms driven by individual servomotors, and are of a wide-area type capable of dealing with relatively large-diameter work to small-diameter work.
[0003]
The upper rest arm is configured to be moved by the same amount as the momentum of the feed screw mechanism driven by the servo motor, but the lower rest arm is pivotally supported at its base by the apparatus main body, so that the lower rest arm is pivotally supported. The momentum of the tip of the rest arm which comes into contact with the outer peripheral lower surface of the work is moved while enlarging the momentum of the feed screw mechanism driven by the servomotor. A so-called electronic gear that multiplies a movement command value to be applied to a servomotor for the upper rest arm by a predetermined deceleration coefficient in order to harmonize the momentum of the tip of the upper rest arm that comes into contact with the work and the momentum of the tip of the lower rest arm. The numerical controller is programmed to deliver a movement command value decelerated by the ratio to the servomotor for the lower rest arm. The electronic gear ratio, that is, the ratio between the command value given to the upper rest arm servomotor and the value given to the lower rest arm servomotor is determined by the pivot point of the lower rest arm to the apparatus body and the tip of the lower rest arm. It is fixedly set by the ratio of the distance b between the pivot point and the turning moment acting point set below the base of the lower rest arm to the distance a to the contact point.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, between the case where the small-diameter work W1 is supported as shown in FIG. 1A and the case where the large-diameter work W2 is supported as shown in FIG. 1B, the work supporting point at the tip of the
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a wide-range work rest device applicable to a small-diameter work to a large-diameter work, in which the tip of the lower rest arm extends over the moving range of the upper rest arm and the lower rest arm. The object is to be able to faithfully follow the movement of the tip of the arm.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problems and objects of the conventional rest device are solved and achieved by the following means according to the present invention.
An NC control type work rest device according to the invention of
[0007]
In the NC control type work rest device according to the second aspect of the present invention, the one and the other rest arms are the upper and lower rest arms, respectively, and the correction feed amount setting means sets a correction value for each movement amount of the lower rest arm. And a means for reading a correction value corresponding to the amount of exercise of the lower rest arm from the correction value table, and the control means sets the first command value and the correction second command value to The first and second servomotors are respectively controlled based on the first and second servomotors.
[0008]
The NC control type work rest device according to the invention of claim 3, wherein the one and other rest arms are the upper and lower rest arms, respectively, and the correction feed amount setting means increases the unit movement amount of the lower rest arm. And a correction value table in which each incremental correction feed amount is stored in advance, and each incremental correction feed amount within a movement range in which the lower rest arm moves from a current position to a target position is read out and cumulatively added to obtain the correction feed amount. , And the control means controls the first and second servo motors based on the first command value and the corrected second command value, respectively.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 2,
[0010]
The
[0011]
The work W is rotatably driven while being center-supported at both ends by a headstock and tailstock (not shown) installed on a table or
[0012]
A computer-controlled numerical controller (hereinafter, CNC device) 30 includes a
[0013]
The drive unit DUX controls a
[0014]
Each drive unit calculates a corresponding encoder output to generate a speed feedback signal, and controls the operation speed of the corresponding servo motor such that the speed feedback signal matches the command speed signal. The
[0015]
3 and 4 schematically show a rest control program RCP constituting a part of a system control program stored in an unillustrated read only memory (ROM) area provided in the
[0016]
The rest device according to the present invention is controlled as described below in accordance with the rest control program RCP.
For example, in a mass production line for grinding a crankshaft for an automobile engine, a form in which a certain lot of workpieces are continuously processed and then different lots of workpieces are continuously processed is often adopted. In this case, a setting change operation is performed prior to starting the processing operation of the work of the next lot.
[0017]
When a setting change command is given in the setting change mode, steps 101 and 102 in FIG. 3 are sequentially executed, and the initial positions UPi and LPi of the upper and
[0018]
The initial positions UPi and LPi (= 0.4 UPi) thus set are output to the drive units DUY and DUV in
[0019]
After each of the
[0020]
By the execution of the grinding cycle, the plunge grinding speed of the grindstone table 13 is sequentially reduced to the rapid traverse speed, the coarse grinding feed speed, and the fine grinding feed speed as shown in FIG. 6, and the workpiece W is ground by the grindstone G. After the table 13 reaches the forward end position specified by the numerical control program, the feed is stopped for a predetermined time and spark-out grinding is performed, and after a predetermined time elapses, the grindstone table 13 is quickly moved back to the plunge grinding start position.
[0021]
During the course of the coarse grinding step in which the
When a command to advance the
[0022]
In the
[0023]
The initial value Ni set in the address counter AC in
[0024]
In
[0025]
Therefore, in
[0026]
FIG. 7A shows a tracking error of the
[0027]
FIG. 7C shows that the target position LPt of the
[0028]
As described above with reference to FIG. 6, the
[0029]
In processing the second work W of the same lot, the above-described setting change operation is not performed. When the second work W is loaded and set on the grinding machine, the above-described grinding cycle is immediately started. You.
In the embodiment described above, the correction amounts α0 to α20 each time the
[0030]
However, the registration form of the correction amount in the correction value table TBL is not limited to this. For example, in a case where a control mode in which the
[0031]
When the correction amount registered in the correction value table TBL can be calculated by a functional expression relating to the moving position (or moving amount) of the
In the above-described embodiment, the target position LPt of the
[0032]
Further, in the above-described embodiment, the target position UPt of the
[0033]
Further, in the present embodiment, the target position UPt and the correction target position LPt ′ of the both rest
[0034]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the lower rest arm is swiveled to follow the movement of the tip of the upper rest arm that moves linearly toward the cylindrical workpiece. In the NC control type work rest device, a target position for instructing a servo motor for driving one of the upper rest arm and the lower rest arm is set in accordance with the finishing diameter of the work, and a servo motor for driving the other of the two rest arms is set. The target position to be commanded is obtained by multiplying the target position of the one rest arm by a predetermined ratio, or determined according to the finished diameter of the work, and the target position is corrected by the correction amount according to the amount of movement of the other rest arm. Is added to the correction target position, so that the movement of the tip of the other rest arm can accurately follow the movement of the tip of the other rest arm. It can, thereby improving the machining accuracy of the workpiece.
[0035]
According to the invention of claim 2, in order to obtain the correction amount of the lower rest arm, which is the other rest arm, the correction amount for each exercise amount of the lower rest arm is stored in advance in a correction value table, and the correction value Since the correction amount corresponding to the amount of exercise of the lower rest arm is read from the table to correct the target position of the lower rest arm, it is possible to easily set and change the correction value.
[0036]
Further, according to the invention of claim 3, in order to obtain the correction amount of the lower rest arm, which is the other rest arm, each increment correction value corresponding to the increase in the unit exercise amount of the lower rest arm is previously stored in the correction value table. Since the lower rest arm is moved from the current position to the target position, each incremental correction amount in the movement range is read from the correction value table and cumulatively added to correct the target position of the lower rest arm. When one of a large number of correction values registered in the correction value table TBL is corrected, there is no effect on other correction values. The advantage of this point is that an interpolation correction value between two correction values is determined and fine correction is performed. And the effect of reducing the number of registered correction values.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining that a work support point at the tip of a lower rest arm changes according to a change in a work diameter.
FIG. 2 is a side view showing the NC control type work rest device according to the present invention, partially cut away, and a block diagram of a CNC device for controlling the work rest device.
FIG. 3 is a flowchart of a rest control program executed by the CNC device according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of a correction feed amount setting program executed by the CNC device in
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of a correction value table registered in a memory of the CNC device.
FIG. 6 is an operation cycle diagram showing feed positions of a grindstone and a work rest device in a grinding cycle.
7 (A) and 7 (B) are graphs showing a tracking error of a lower rest arm tip with respect to an upper rest arm tip position in a conventional NC control type work rest device, and FIG. 7 (C) is an NC control type work rest according to the present invention. 6 is a graph showing a tracking error of a lower rest arm tip with respect to an upper rest arm tip position in the device.
[Explanation of symbols]
W: Work 10: Rest device body 12: Upper rest arm 14:
Claims (3)
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