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JP4517677B2 - Grinding equipment - Google Patents

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JP4517677B2
JP4517677B2 JP2004056120A JP2004056120A JP4517677B2 JP 4517677 B2 JP4517677 B2 JP 4517677B2 JP 2004056120 A JP2004056120 A JP 2004056120A JP 2004056120 A JP2004056120 A JP 2004056120A JP 4517677 B2 JP4517677 B2 JP 4517677B2
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JP
Japan
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workpiece
data
coherence
grinding
rotation
Prior art date
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JP2004056120A
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Japanese (ja)
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JP2005246494A (en
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伸充 堀
雄二 佐々木
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JTEKT Corp
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JTEKT Corp
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
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Description

本発明は機上で工作物の真円度を正確に求めることのできる研削装置に関する。   The present invention relates to a grinding apparatus that can accurately determine the roundness of a workpiece on a machine.

一般に、円筒状の工作物の研削加工においては、加工途中若しくは加工終了時に加工した研削箇所の寸法から真円度を求め、その真円度の結果をもとに不良品の判定や研削条件の変更、砥石車の切り込み量の補正等が行われている。   In general, in grinding a cylindrical workpiece, the roundness is obtained from the dimensions of the grinding part machined during or at the end of machining, and defective products are judged and grinding conditions are determined based on the roundness result. Changes, correction of the cutting amount of the grinding wheel, etc. are performed.

その際、従来は、工作物を一旦機械から取り外し、作業者が機外の真円度測定器まで運んで真円度を測定して、得られた真円度の結果をもとにして不良品の判定や補正データの作成等を行っていた。   At that time, in the past, the work piece was once removed from the machine, and the operator carried it to the roundness measuring device outside the machine to measure the roundness, and based on the obtained roundness result, Judgment of good products and creation of correction data were performed.

しかしながら、上述のように機外で測定する方法は、作業に多大な時間を要してしまうため、機械の生産性が低下するという問題があった。   However, the method of measuring outside the machine as described above has a problem that the productivity of the machine is lowered because a long time is required for the work.

そこで、最近では、機上に設置された定寸装置によって、加工途中若しくは加工が終了した工作物の寸法を機上で測定し、その測定結果をもとに真円度の算出や不良品の判定、補正データの作成等が行われるようになった。その結果、工作物を機外に取り外して測定する手間が省けたので、真円度不良の判定を直ちに行うことができるようになり、また、得られた真円度をもとに直ちに補正データを作成することができるようになり、機械の生産性が向上した。   Therefore, recently, the sizing device installed on the machine measures the dimensions of the workpiece during or after machining on the machine, and based on the measurement results, calculates roundness and determines defective products. Judgment, creation of correction data, etc. are now performed. As a result, the labor of removing the workpiece from the machine and saving it can be saved, so that it is possible to immediately determine the roundness failure, and the correction data is immediately corrected based on the obtained roundness. The machine productivity is improved.

しかしながら、機上に設置された定寸装置によって、加工途中若しくは加工を終了した工作物の寸法を測定する場合、工作物に付着したクーラントや細かい切屑、また機械の動作による振動やノイズ等の外乱により測定を精度良く行うことができないことがある。その結果、真円度を正確に求めることができず、真円度不良ではない工作物を誤って真円度不良と判定したり、或いは、誤った補正データを作成する可能性があった。   However, when measuring the dimensions of a workpiece that has been or has been processed by a sizing device installed on the machine, coolant and fine chips adhering to the workpiece, and disturbances such as vibration and noise due to machine operation Therefore, measurement may not be performed with high accuracy. As a result, the roundness cannot be accurately determined, and there is a possibility that a workpiece which is not defective in roundness is erroneously determined to be defective in roundness, or erroneous correction data is created.

本発明は、以上のような問題を解決することを目的としており、機上で工作物の真円度を正確に求めることのできる研削装置を提供することを目的としている。   The object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a grinding apparatus that can accurately determine the roundness of a workpiece on the machine.

本発明の請求項1に記載の発明は、砥石車を支承して回転駆動する砥石台と、工作物を支持して回転駆動する主軸と、前記砥石台を進退移動する送り装置と、研削途中若しくは研削終了後の前記工作物の外径寸法を工作物を回転させながら連続的に測定する定寸装置とを備え、前記砥石車を前記工作物に対して接近離間する方向に相対移動させて前記工作物を研削する研削装置において、前記定寸装置によって測定される工作物複数回転分の測定データを記憶する測定データ記憶手段と、前記記憶した測定データを前記工作物の1回転毎についてフーリエ変換を行い、該フーリエ変換によって変換された各1回転分変換データについて次数毎にコヒーレンスを算出するコヒーレンス算出手段と、前コヒーレンス算出手段によって算出した前記各1回転分の次数毎のコヒーレンスと予め設定した所定値とをそれぞれ比較して、該コヒーレンスが所定値未満の前記次数の変換データを除去し、コヒーレンスが所定値以上の前記次数の変換データを前記複数回転分について次数毎に平均化する変換データ平均化手段と、前記変換データ平均化手段によって平均化された変換データについてフーリエ逆変換を行い前記測定データの正規データを算出する正規データ算出手段と、前記正規データ作成手段によって作成された正規データより真円度を算出する真円度算出手段と、を備えたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 1 of the present invention includes a grinding wheel base that supports and rotates the grinding wheel, a main shaft that supports and rotates the workpiece, a feed device that moves the grinding wheel base back and forth, and a grinding wheel Or a sizing device that continuously measures the outer diameter of the workpiece after grinding, while rotating the workpiece, and relatively moving the grinding wheel in a direction approaching and separating from the workpiece. In the grinding apparatus for grinding the workpiece, measurement data storage means for storing measurement data for a plurality of rotations of the workpiece measured by the sizing device, and the stored measurement data for each rotation of the workpiece perform Fourier transform, and the coherence calculation means for calculating a coherence for each order for each one rotation conversion data converted by the Fourier transform was computed by the previous SL coherence calculation means And serial order for each of the coherence of the one rotation and preset the predetermined value compared respectively, the coherence removes converted data of the order of less than a predetermined value, converts the data of the coherence is equal to or larger than a predetermined value order Conversion data averaging means for averaging the plurality of rotations for each order , and normal data calculation for calculating the normal data of the measurement data by performing Fourier inverse transform on the conversion data averaged by the conversion data averaging means means, is characterized in that and a roundness calculating means for calculating a roundness than the normal data created by the normal data producing means.

本発明の請求項1によれば、定寸装置によって測定された工作物複数回転分の測定データを1回転毎にフーリエ変換して、各1回転分変換データについて次数毎コヒーレンスを算出して、コヒーレンスが所定値未満の前記次数の変換データを除去し、コヒーレンスが所定値以上の前記次数の変換データを前記複数回転分について次数毎に平均化し、平均化された変換データについてフーリエ逆変換を行い前記測定データの正規データを算出するようにしたので、測定値の信頼性が向上し、工作物の真円度を正確に求めることができる。 According to claim 1 of the present invention, the measurement data for a plurality of rotations of the workpiece measured by the sizing device is Fourier-transformed for each rotation, and the coherence is calculated for each order for each rotation data converted. Te, the coherence removes converted data of the order of less than a predetermined value, the coherence is averaged every order for a given value or more of the following number of the plurality rotations conversion data, inverse Fourier the transform data averaged Since the conversion is performed and the regular data of the measurement data is calculated , the reliability of the measurement value is improved, and the roundness of the workpiece can be accurately obtained.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1及び図2に示すように、研削装置10のベッド11上には左右方向(Z方向)移動可能に案内支持した工作物テーブル12が設置されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, a work table 12 that is guided and supported so as to be movable in the left-right direction (Z direction) is installed on a bed 11 of a grinding apparatus 10.

工作物テーブル12は、ベッド11に設けたエンコーダ51付きのサーボモータ50によって制御駆動され、Z軸送りねじ装置48を介してZ方向に移動する。サーボモータ50は、数値制御装置30にインターフェース34を介して接続される駆動回路39により制御される。エンコーダ51はサーボモータ50の回転角度を介して工作物テーブル12の移動位置を検出し、この検出値は数値制御装置30に入力される。   The workpiece table 12 is controlled and driven by a servo motor 50 with an encoder 51 provided on the bed 11, and moves in the Z direction via a Z-axis feed screw device 48. The servo motor 50 is controlled by a drive circuit 39 connected to the numerical control device 30 via the interface 34. The encoder 51 detects the movement position of the workpiece table 12 through the rotation angle of the servo motor 50, and this detected value is input to the numerical controller 30.

また、工作物テーブル12上には、主軸15を軸承する主軸台14と心押台16が左右方向に対向して同軸的に設けられ、工作物Wは主軸15と心押台16に設けたセンタ15a,16aにより両端が支持されている。   On the workpiece table 12, a headstock 14 and a tailstock 16 that support the spindle 15 are provided coaxially facing each other in the left-right direction, and a workpiece W is provided on the spindle 15 and the tailstock 16. Both ends are supported by the centers 15a and 16a.

主軸15は、主軸台14に内蔵されたエンコーダ53付きサーボモータ52によって回転駆動され、工作物Wは主軸15と共に回転される。サーボモータ52は数値制御装置30にインターフェース34を介して接続される駆動回路38により制御される。エンコーダ53は、サーボモータ52の回転角度を検出し、この検出値は数値制御装置30に入力される。   The spindle 15 is rotationally driven by a servo motor 52 with an encoder 53 incorporated in the spindle stock 14, and the workpiece W is rotated together with the spindle 15. The servo motor 52 is controlled by a drive circuit 38 connected to the numerical controller 30 via the interface 34. The encoder 53 detects the rotation angle of the servo motor 52, and this detected value is input to the numerical controller 30.

また、ベッド11上には、Z方向と直交する水平なX方向に移動可能に砥石台13が案内支持され、この砥石台13にはCBN砥石等の砥石車17が主軸15と平行な砥石軸により軸承され、砥石台13に内蔵されたモータ18により回転駆動される。   A grinding wheel base 13 is guided and supported on the bed 11 so as to be movable in a horizontal X direction perpendicular to the Z direction. A grinding wheel 17 such as a CBN grinding wheel is parallel to the main shaft 15 on the grinding wheel base 13. And is rotationally driven by a motor 18 built in the grinding wheel base 13.

砥石台13は、ベッド11に設けたエンコーダ55付きのサーボモータ54によって制御駆動され、X軸送りねじ装置49を介してX方向に移動する。サーボモータ54は、数値制御装置30にインターフェース34を介して接続される駆動回路37により制御される。エンコーダ55はサーボモータ54の回転角度を介して砥石台13の移動位置を検出し、この検出値は数値制御装置30に入力される。   The grinding wheel base 13 is controlled and driven by a servo motor 54 with an encoder 55 provided on the bed 11 and moves in the X direction via an X-axis feed screw device 49. The servo motor 54 is controlled by a drive circuit 37 connected to the numerical control device 30 via the interface 34. The encoder 55 detects the moving position of the grindstone table 13 through the rotation angle of the servo motor 54, and this detected value is input to the numerical controller 30.

また、工作物テーブル12上には定寸装置20が設置されている。定寸装置20には、工作物Wの外周部に係合するための上下一対の測定子21を有する測定部22を備えている。測定部22は、その本体内に図略の差動トランスを備え、測定信号(アナログ信号)を生成して数値制御装置30に出力する。以上の構成の定寸装置20により工作物Wの寸法を連続的に測定することができる。なお、測定部22はシリンダ23により「待機位置」から「測定位置」との間で移動できるように構成されている。「測定位置」とは工作物Wの外径寸法を測定する位置であり、「待機位置」とは測定子21を工作物Wの外周部から離間させて、X軸方向に工作物Wから遠ざかる方向に移動させた位置である。   A sizing device 20 is installed on the workpiece table 12. The sizing device 20 includes a measuring unit 22 having a pair of upper and lower measuring elements 21 for engaging with the outer periphery of the workpiece W. The measurement unit 22 includes a differential transformer (not shown) in its main body, generates a measurement signal (analog signal), and outputs it to the numerical control device 30. The dimension of the workpiece W can be continuously measured by the sizing device 20 having the above configuration. Note that the measuring unit 22 is configured to be movable between a “standby position” and a “measurement position” by a cylinder 23. The “measurement position” is a position at which the outer diameter dimension of the workpiece W is measured, and the “standby position” is the distance from the workpiece W in the X-axis direction by separating the measuring element 21 from the outer periphery of the workpiece W. The position moved in the direction.

数値制御装置30は、中央処理装置(CPU)31、メモリ32、インタフェース33、34、A−Dコンバータ35から構成されている。前記定寸装置20によって出力された測定信号(アナログ信号)はA−Dコンバータ35によってディジタル信号に変換される。そして、このディジタル信号に変換された測定データにもとづいてCPU31が後述する工作物Wに関する周波数解析(フーリエ変換・フーリエ逆変換)やコヒーレンス、真円度の算出等を行う。なお、インタフェース33には、制御データ等を入力するキーボード等の入力装置40が接続されている。また、メモリ32は、工作物Wを加工するための加工プログラム、定寸装置20によって測定された測定データ及びその他のデータ等を格納する。   The numerical controller 30 includes a central processing unit (CPU) 31, a memory 32, interfaces 33 and 34, and an AD converter 35. The measurement signal (analog signal) output by the sizing device 20 is converted into a digital signal by the A-D converter 35. Then, based on the measurement data converted into the digital signal, the CPU 31 performs frequency analysis (Fourier transform / Fourier inverse transform) on the workpiece W, which will be described later, coherence, roundness calculation, and the like. The interface 33 is connected to an input device 40 such as a keyboard for inputting control data and the like. The memory 32 stores a machining program for machining the workpiece W, measurement data measured by the sizing device 20, other data, and the like.

以上のような構成の研削装置10において、工作物Wの真円度算出方法について図3のフローチャートをもとに説明する。なお、以下の説明では研削が終了した工作物を測定する場合を例に挙げて説明する。   A method for calculating the roundness of the workpiece W in the grinding apparatus 10 having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following description, a case where a workpiece after grinding is measured will be described as an example.

まず、工作物Wの研削加工が終了すると(ステップ100)、砥石台13を後退させるとともに、定寸装置20をX軸方向に前進させて定寸装置20の測定子21が工作物Wの外周面に当接させる(ステップ110)。定寸装置20の測定子21が当接されると、工作物Wは主軸15によって所定回転数で回転され、工作物Wの回転位相に対応する測定データのサンプリングを行い、数値制御装置30のA−Dコンバータ35によってディジタル信号に変換されて、メモリ32に記憶される(ステップ120)。なお、本実施形態においては、例として工作物Wの三回転分の測定データのサンプリングし、図4(a)、(b)、(c)に示すような測定結果が得られたとする。   First, when grinding of the workpiece W is completed (step 100), the grindstone table 13 is moved backward, and the sizing device 20 is advanced in the X-axis direction so that the measuring element 21 of the sizing device 20 is the outer periphery of the workpiece W. Contact the surface (step 110). When the tracing stylus 21 of the sizing device 20 is brought into contact, the workpiece W is rotated at a predetermined rotational speed by the spindle 15, sampling measurement data corresponding to the rotational phase of the workpiece W is performed, and the numerical controller 30 It is converted into a digital signal by the A-D converter 35 and stored in the memory 32 (step 120). In the present embodiment, as an example, it is assumed that measurement data for three rotations of the workpiece W is sampled and measurement results as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C are obtained.

図4(a)、(b)、(c)は、それぞれ工作物一回転目に測定した測定データ(図4(a))と工作物二回転目に測定したデータ(図4(b))、工作物三回転目に測定した測定データ(図4(c))を極座標で示したものである。なお、今後の説明では、工作物一回転目に測定した測定データをp(t)、工作物二回転目に測定したデータをp(t)、工作物三回転目に測定した測定データをp(t)とする。 4A, 4B, and 4C show measurement data measured at the first rotation of the workpiece (FIG. 4A) and data measured at the second rotation of the workpiece (FIG. 4B). The measurement data (FIG. 4C) measured at the third rotation of the workpiece is shown in polar coordinates. In the following explanation, the measurement data measured at the first rotation of the workpiece is p 1 (t), the data measured at the second rotation of the workpiece is p 2 (t), and the measurement data measured at the third rotation of the workpiece. Is p 3 (t).

続いて、メモリ32に記憶された工作物Wの複数回転分の測定データについて、工作物一回転数毎の測定データをそれぞれ抽出して周波数解析(フーリエ変換)を行う(ステップ130)。   Subsequently, with respect to the measurement data for a plurality of rotations of the workpiece W stored in the memory 32, the measurement data for each rotation number of the workpiece is extracted and subjected to frequency analysis (Fourier transform) (step 130).

すなわち、本実施形態では、メモリ32に記憶されている工作物三回転分の測定データを、工作物一回転目に測定した測定データp(t)、工作物二回転目に測定したデータp(t)、工作物三回転目に測定した測定データp(t)ごとに抽出し、それぞれの工作物Wの回転毎の測定データについてフーリエ変換を行う。 That is, in the present embodiment, measurement data p 1 (t) measured for the first rotation of the workpiece, measurement data p 1 (t) measured for the first rotation of the workpiece, and data p measured for the second rotation of the workpiece. 2 (t), extracted for each measurement data p 3 (t) measured at the third rotation of the workpiece, and Fourier transform is performed on the measurement data for each rotation of the workpiece W.

その結果、各測定データは時間領域から周波数領域のデータに変換され、空間周波数に対して実部と虚部からなる値で表される。ここで、空間周波数ωにおけるフーリエ変換された値をP(ω)とし、工作物一回転目に測定したデータp(t)をフーリエ変換した値のうち空間周波数ωにおける値をP(ω)とすると、P(ω)は
(ω)=a(ω)+b(ω)i (式1)
となる。ここで、a(ω)はP(ω)の実部、b(ω)はP(ω)の虚部を表す。同様に、工作物二回転目に測定したデータをフーリエ変換した値のうち空間周波数ωにおける値をP(ω)とすると、P(ω)は
(ω)=a(ω)+b(ω)i (式2)
となる。また、工作物三回転目に測定したデータをフーリエ変換した値のうち空間周波数ωにおける値をP(ω)とすると、P(ω)は
(ω)=a(ω)+b(ω)i (式3)
となる。
As a result, each measurement data is converted from data in the time domain to data in the frequency domain, and is represented by a value composed of a real part and an imaginary part with respect to the spatial frequency. Here, a value subjected to Fourier transform at the spatial frequency ω is defined as P (ω), and a value at the spatial frequency ω among values obtained by performing Fourier transform on the data p 1 (t) measured at the first rotation of the workpiece is defined as P 1 (ω ), P 1 (ω) is P 1 (ω) = a 1 (ω) + b 1 (ω) i (Equation 1)
It becomes. Here, a 1 (ω) represents the real part of P 1 (ω), and b 1 (ω) represents the imaginary part of P 1 (ω). Similarly, when the value in the spatial frequency omega of the workpiece two data measured in th rotation was Fourier transform values and P 2 (ω), P 2 (ω) is P 2 (ω) = a 2 (ω) + B 2 (ω) i (Formula 2)
It becomes. Further, if the value measured at the spatial frequency ω among the values obtained by Fourier transform of the data measured at the third rotation of the workpiece is P 3 (ω), P 3 (ω) is P 3 (ω) = a 3 (ω) + b 3 (ω) i (Formula 3)
It becomes.

なお、今後の説明では上記のP(ω)、P(ω)、P(ω)を変換データと呼ぶ。また、空間周波数ωは、山数、若しくは、次数といった用語で表現することがあり、今後の説明では次数(山数)ωと表記する。 In the following description, the above P 1 (ω), P 2 (ω), and P 3 (ω) will be referred to as conversion data. The spatial frequency ω may be expressed by terms such as the number of peaks or the order, and will be expressed as the order (mount number) ω in the future description.

続いて、ステップ130にて求めた工作物Wの回転毎にフーリエ変換された変換データについてコヒーレンスを求める。(ステップ140)
さて、ここで、ステップ140の具体的な説明に移る前にコヒーレンスについて説明する。コヒーレンスとは2つの信号の間の相関度合いを表す値であって0から1の間の値をとる。今、ある入力信号xに対する出力信号yのコヒーレンスをγとすると、コヒーレンスγは以下の(式4)で表すことができる。

Figure 0004517677
Subsequently, coherence is obtained for the transformed data obtained by Fourier transform for each rotation of the workpiece W obtained in step 130. (Step 140)
Now, the coherence will be described before proceeding to a specific description of step 140. Coherence is a value representing the degree of correlation between two signals and takes a value between 0 and 1. Now, assuming that the coherence of the output signal y with respect to a certain input signal x is γ, the coherence γ can be expressed by the following (formula 4).
Figure 0004517677

ここで、|<Sxy(ω)>|は入力信号xと出力信号yのM回平均のクロスパワースペクトルを表し、<Sxx(ω)>は入力信号xのM回平均のパワースペクトルを表し、<Syy(ω)>は出力信号yのM回平均のパワースペクトルを表す。 Here, | <S xy (ω)> M | represents the M times average cross power spectrum of the input signal x and the output signal y, and <S xx (ω)> M is the M times average power of the input signal x. <S yy (ω)> M represents a power spectrum of M times average of the output signal y.

そして、例えば、ある入力信号と出力信号のコヒーレンスを求めた際、空間周波数ωにおいてコヒーレンスが1となった場合は、入力信号と出力信号とが空間周波数ωにおいて一致していることを意味しており、2つの信号が空間周波数において相関関係があることを示している。また、空間周波数ωにおいてコヒーレンスが0となった場合は、入力信号と出力信号とが空間周波数ωにおいて全く一致していないことを示しており、相関関係がないことを示している。 For example, when the coherence of an input signal and an output signal is obtained and the coherence becomes 1 at the spatial frequency ω 1 , this means that the input signal and the output signal are coincident at the spatial frequency ω 1 . The two signals are correlated in spatial frequency. Further, when the coherence becomes 0 at the spatial frequency ω 2 , it indicates that the input signal and the output signal do not coincide at all at the spatial frequency ω 2 , indicating that there is no correlation.

したがって、コヒーレンスを求めることによって、空間周波数内に全く関係のない無関係な信号(例えば系内部で発生しているノイズ、系の非直線性または系の時間遅延等)が含まれているかどうかを調べることができる。   Therefore, by determining the coherence, it is checked whether or not there is an irrelevant signal (for example, noise generated inside the system, system nonlinearity or system time delay) in the spatial frequency. be able to.

さて、本実施形態の説明にもどり、図3のステップ140のコヒーレンスの算出について図5のフローチャートにより詳細に説明する。まず、本実施形態においては、ステップ130において求めた工作物Wの三回転分の測定データのフーリエ変換された変換データP(ω)、P(ω)、P(ω)について、工作物一回転目の測定データをフーリエ変換した変換データP(ω)を入力としてP(ω)及びP(ω)を出力とした時のコヒーレンスγ(ω)を求める(ステップ142)。次に、工作物二回転目の測定データをフーリエ変換した変換データP(ω)を入力としてP(ω)及びP(ω)を出力とした時のコヒーレンスγ(ω)を求める(ステップ142)。そして、最後に、工作物三回転目の測定データをフーリエ変換した変換データP(ω)を入力として (ω)及び (ω)を出力とした時のコヒーレンスγ(ω)を求める(ステップ143)。そして、このステップ141からステップ143を全ての次数について行う。 Now, returning to the description of the present embodiment, the calculation of the coherence in step 140 of FIG. 3 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. First, in the present embodiment, for the transformed data P 1 (ω), P 2 (ω), and P 3 (ω) obtained by Fourier transform of the measurement data for the three rotations of the workpiece W obtained in step 130, the work is performed. Coherence γ 1 (ω) is obtained when P 2 (ω) and P 3 (ω) are output with the transformation data P 1 (ω) obtained by Fourier transform of the measurement data of the first rotation of the object (step 142). . Next, the coherence γ 2 (ω) is obtained when P 1 (ω) and P 3 (ω) are output using the transformation data P 2 (ω) obtained by Fourier transform of the measurement data of the second rotation of the workpiece. (Step 142). Finally, the coherence γ 3 (ω) when P 1 (ω) and P 2 (ω) are output using the transformation data P 3 (ω) obtained by Fourier transform of the measurement data of the third rotation of the workpiece as input. Is obtained (step 143). Then, Step 141 to Step 143 are performed for all orders.

図6はステップ140によって算出したコヒーレンスγ(ω)、γ(ω)、γ(ω)の結果を示したものである。図6は、縦軸にコヒーレンスをとり、横軸に次数(山数)をとり、20次までのコヒーレンスを求めた結果を示している。図6に示すとおり、コヒーレンスγ(ω)、γ(ω)、γ(ω)は3次を境にして、それ以降急激に低下していることがわかる。 FIG. 6 shows the results of coherences γ 1 (ω), γ 2 (ω), and γ 3 (ω) calculated in step 140. FIG. 6 shows the results of obtaining coherence up to the twentieth order with the coherence on the vertical axis and the order (the number of peaks) on the horizontal axis. As shown in FIG. 6, it can be seen that the coherences γ 1 (ω), γ 2 (ω), and γ 3 (ω) are rapidly decreased after the third order.

さて、次のステップでは、ステップ140で求めたコヒーレンスγ(ω)、γ(ω)、γ(ω)についてある所定値を設けて、コヒーレンスが所定値以上であるものについてその入力側の変換データを平均化する処理を行う(ステップ150)。 In the next step, a predetermined value is provided for the coherences γ 1 (ω), γ 2 (ω), and γ 3 (ω) obtained in step 140, and the input side of the coherence having a coherence value equal to or larger than the predetermined value is set. A process of averaging the converted data is performed (step 150).

ここで、図3のステップ150の詳細について図7のフローチャートにより詳細に説明する。まず、次数ωについて、コヒーレンスγ(ω)、γ(ω)、γ(ω)がそれぞれ所定値以上であるか否かを判定する(ステップ152〜154)。なお、ここでは所定値を0.95と設定するが、この値は任意に設定することができる。そして、コヒーレンスの値が0.95以上であったものについてはその入力側の変換データを平均化する。 The details of step 150 in FIG. 3 will be described in detail with reference to the flowchart in FIG. First, for the order ω, it is determined whether or not the coherences γ 1 (ω), γ 2 (ω), and γ 3 (ω) are each equal to or greater than a predetermined value (steps 152 to 154). Here, the predetermined value is set to 0.95, but this value can be set arbitrarily. Then, the conversion data on the input side is averaged for those having a coherence value of 0.95 or more.

例えば、次数ωにおいて、コヒーレンスγ1(ω)、γ2(ω)、γ3(ω)のすべての値が0.95以上であった場合には、変換データP1(ω)、P2(ω)、P3(ω)を平均化する。また、コヒーレンスγ1(ω)が0.95未満で、コヒーレンスγ2(ω)、γ3(ω)が0.95以上であった場合には、変換データP1(ω)は除去し、変換データP2(ω)、P3(ω)を平均化する。 For example, when all values of coherences γ1 (ω), γ2 (ω), and γ3 (ω) are 0.95 or more at the order ω, conversion data P1 (ω), P2 (ω), P3 Average (ω). When the coherence γ1 (ω) is less than 0.95 and the coherence γ2 (ω) and γ3 (ω) are 0.95 or more, the conversion data P1 (ω) is removed and the conversion data P2 ( ω) and P3 (ω) are averaged.

本実施形態では、図6に示すように、コヒーレンスγ1(ω)、γ2(ω)、γ3(ω)は2次、3次については全て0.95以上となっているが4次以降について0.95未満となっているので、2次及び3次におけるフーリエ変換されたP1(ω)、P2(ω)、P3(ω)を平均化し、4次以降についてはそれぞれの信号に相関がないとして除去する。なお、今後の説明では平均化した変換データをPt(ω)とする。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, coherences γ1 (ω), γ2 (ω), and γ3 (ω) are all 0.95 or more for the second and third orders, but 0 for the fourth and subsequent orders. Since it is less than .95, the Fourier transforms P1 (ω), P2 (ω), and P3 (ω) in the second and third orders are averaged, and the signals after the fourth order are not correlated. Remove. In the following description, the averaged conversion data is assumed to be Pt (ω).

続いて、ステップ150で平均化され変換データPt(ω)に対してフーリエ逆変換を行う(ステップ160)。その結果、周波数領域から時間領域のデータに変換された値が得られる。なお、このフーリエ逆変換された値をp(t)とし、今後の説明ではp(t)を正規データと呼ぶ。その後、正規データp(t)をもとに真円度を算出して(ステップ170)、不良品の判定や補正データの作成が行われる。 Subsequently, the inverse Fourier transform is performed on the converted data Pt (ω) averaged in step 150 (step 160). As a result, a value converted from frequency domain to time domain data is obtained. Note that this inverse Fourier transformed value is referred to as p a (t), and in the following description, pa (t) will be referred to as normal data. Thereafter, normal data p a (t) of calculate the roundness based on (step 170), the creation of the determination and correction data of defective products is performed.

以上、ステップ100からステップ170において処理された結果を図8に示す。図8は、機外の真円度測定器で本実施形態の工作物を測定した結果(a)と、機上にて測定された工作物Wの全データp(t)を各位相毎に平均化した結果(b)と、機上にて測定された全データp(t)をステップ130からステップ170までの処理を行った結果(c)とを極座標で示したものである。   The results processed from step 100 to step 170 are shown in FIG. FIG. 8 shows a result (a) of measuring the workpiece of the present embodiment with a roundness measuring device outside the machine and all data p (t) of the workpiece W measured on the machine for each phase. The averaged result (b) and the result (c) obtained by performing the processing from step 130 to step 170 on all data p (t) measured on the machine are shown in polar coordinates.

まず、図8(b)に示すとおり、本発明のステップ130からステップ170の処理を行う前は、工作物にクーラントや細かい切屑、大気中のゴミの付着や機械の動作による振動、ノイズ等の外乱による影響によって、機外で測定した図8(a)と比べて工作物を精度良く測定できていないことが分かる。
しかしながら、図8(c)に示すとおり、本発明による処理を行うことによって、機外の真円度測定器で測定した図8(a)の結果と略同一の結果が得られることが分かる。
First, as shown in FIG. 8 (b), before performing the processing from step 130 to step 170 of the present invention, such as coolant and vibration due to adhesion of coolant and fine chips, dust in the atmosphere and machine operation, noise, etc. It can be seen that due to the influence of the disturbance, the workpiece cannot be measured with high accuracy compared to FIG. 8A measured outside the machine.
However, as shown in FIG. 8 (c), it can be seen that by performing the processing according to the present invention, a result substantially the same as the result of FIG. 8 (a) measured by the roundness measuring device outside the machine is obtained.

以上の結果より、測定データに信頼性の低いデータが含まれている場合でも、測定データよりコヒーレンスを求めて、コヒーレンスの結果より信頼性の高いデータのみを採用し、信頼性の低いデータを除去することによって、測定データの信頼性が高くなり、工作物Wの真円度を正確に求めることができる。   Based on the above results, even when measurement data contains data with low reliability, the coherence is obtained from the measurement data, and only data with higher reliability than the result of coherence is used, and data with low reliability is removed. By doing so, the reliability of measurement data becomes high and the roundness of the workpiece W can be calculated | required correctly.

なお、本実施形態においては、研削後の工作物についての真円度を求めるようにしたが、それに限らず、例えば研削途中の工作物の真円度を測定するようにしてもよい。   In this embodiment, the roundness of the workpiece after grinding is obtained. However, the present invention is not limited to this. For example, the roundness of the workpiece during grinding may be measured.

本発明の研削装置の平面図を示す図。The figure which shows the top view of the grinding apparatus of this invention. 本発明の研削装置の側面図を示す図。The figure which shows the side view of the grinding apparatus of this invention. 本発明のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of this invention. ステップ120で測定した測定データを示す図The figure which shows the measurement data measured at step 120 本発明のフローチャートの詳細を示す図。The figure which shows the detail of the flowchart of this invention. コヒーレンスの算出結果を示す図Diagram showing the calculation result of coherence 本発明のフローチャートの詳細を示す図。The figure which shows the detail of the flowchart of this invention. 工作物を機外及び機上で測定した結果を示す図。The figure which shows the result of having measured the workpiece outside and on the machine.

符号の説明Explanation of symbols

10:研削装置
20:定寸装置
30:数値制御装置
γ(ω)、γ(ω)、γ(ω):次数ωにおけるコヒーレンス
W:工作物
10: Grinding device 20: Sizing device 30: Numerical control device γ 1 (ω), γ 2 (ω), γ 3 (ω): Coherence in order ω W: Workpiece

Claims (1)

砥石車を支承して回転駆動する砥石台と、工作物を支持して回転駆動する主軸と、前記砥石台を進退移動する送り装置と、研削途中若しくは研削終了後の前記工作物の外径寸法を工作物を回転させながら連続的に測定する定寸装置とを備え、前記砥石車を前記工作物に対して接近離間する方向に相対移動させて前記工作物を研削する研削装置において、
前記定寸装置によって測定される工作物複数回転分の測定データを記憶する測定データ記憶手段と、
前記記憶した測定データを前記工作物の1回転毎についてフーリエ変換を行い、該フーリエ変換によって変換された各1回転分変換データについて次数毎にコヒーレンスを算出するコヒーレンス算出手段と、
コヒーレンス算出手段によって算出した前記各1回転分の次数毎のコヒーレンスと予め設定した所定値とをそれぞれ比較して、該コヒーレンスが所定値未満の前記次数の変換データを除去し、コヒーレンスが所定値以上の前記次数の変換データを前記複数回転分について次数毎に平均化する変換データ平均化手段と、
前記変換データ平均化手段によって平均化された変換データについてフーリエ逆変換を行い前記測定データの正規データを算出する正規データ算出手段と、
前記正規データ作成手段によって作成された正規データより真円度を算出する真円度算出手段と、を備えたことを特徴とする研削装置。
A grinding wheel base that supports and rotates the grinding wheel, a spindle that rotates and supports the workpiece, a feed device that moves the grinding wheel table back and forth, and an outer diameter of the workpiece during or after grinding. A sizing device for continuously measuring the workpiece while rotating the workpiece, and grinding the workpiece by relatively moving the grinding wheel in a direction approaching and separating from the workpiece,
Measurement data storage means for storing measurement data for a plurality of rotations of the workpiece measured by the sizing device;
A coherence calculating means for performing a Fourier transform on the stored measurement data for each rotation of the workpiece, and calculating a coherence for each degree of the converted data for each rotation converted by the Fourier transform;
Compared before Symbol coherence of each order of each one rotation calculated by the coherence calculation means preset with a predetermined value, respectively, the coherence removes converted data of the order of less than a predetermined value, a predetermined coherence Conversion data averaging means for averaging the conversion data of the order equal to or greater than a value for each order for the plurality of rotations ;
Normal data calculating means for performing inverse Fourier transform on the converted data averaged by the converted data averaging means and calculating normal data of the measurement data;
Grinding apparatus being characterized in that and a roundness calculating means for calculating a roundness than the normal data created by the normal data producing means.
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