JPH0847843A - ワークの位置決め方法及びワークの加工制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの基準位置を検出する検出精度を高め
得るワークの位置決め方法及びワークの加工制御装置を
提供する。 【構成】 組立型カムシャフト３０の表面に、基準位置
検出用の基準凹部３６と、カムシャフト３０の種類判別
用の１〜３個の凹部３７を予め形成し、これら凹部３
６，３７の画像を撮像する撮像カメラを上方に固定的に
設け、最初に、基準凹部３６の画像が基準画像と一致し
たときのカムシャフト３０の位置を基準位置とし、次
に、凹部３７を撮像した画像から、凹部３７の位置と数
とを求め、その凹部３７の配置パターンを判別テーブル
に適用して、カムシャフト３０の種類を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワ−クの位置決め方法
及びワ−クの加工制御装置に関し、ワークの基準位置及
び微小時間毎の回転位置を高精度に検出可能にしたもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車製造工場等において、
カムシャフトを研削加工機で研削加工する場合、車種に
対応するカムシャフトの種類の判別と、カムシャフトの
回転方向の基準位置の検出とを行い、その後、カムシャ
フトを回転駆動しつつ、カム面を研削する際には、カム
シャフトの基準位置からの回転角度、つまり、回転位置
を微小時間毎に検知し、その回転位置に応じて研削砥石
の位置を制御する必要がある。従来、例えば、図１４に
示す鋳鉄製の一体型のカムシャフト１００においでは、
複数のカム部１０１，１０２が一体形成してあり、カム
シャフト１００の表面部に複数の凸部１０３，１０４を
形成しておき、突部１０３，１０４を近接センサで検出
し、その複数の凸部１０３，１０４の配置パターン等か
らカムシャフト１００の種類を判別するとともに、カム
シャフト１００の基準位置を割り出すようにしている。

【０００３】尚、特開平３−８６４５９号公報には、マ
スターカムを用いた倣い加工によりカムシャフトを研削
するカム研削装置において、主軸側の原点検出用突部を
検出スイッチで検出することで、主軸の回転基準位置を
検出可能に構成してあるが、この装置では、予め、カム
シャフトを主軸に対して所定の位置関係となるように取
り付ける必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】カムシャフトに複数の
凸部を設け、その凸部を近接スイッチで検出すること
で、カムシャフトの回転基準位置を決定する基準位置割
り出し技術では、近接スイッチやその他のスイッチのハ
ード的な特性上、ある程度の検出誤差が生じてしまうこ
とから、カムシャフトの基準位置を高精度に検出できな
いこと、その結果、その基準位置を基準として、研削加
工中に微小時間毎に検出されるカムシャフトの回転位置
に誤差が生じ、カムシャフトの仕上がり精度が低下する
という問題がある。前記公報に記載の装置においても、
主軸の回転基準位置を、突部とスイッチとを介して検出
するが、この場合にも、主軸の回転基準位置に検出誤差
が生じてしまう。

【０００５】一方、カムシャフトには、一体型の鋳鉄製
のカムシャフト以外に、中空状のカムシャフト本体に、
複数のカム部を固定した構造の組立式のカムシャフトが
あり、この組立式のカムシャフトの場合、カムシャフト
本体の表面に複数の凸部を設けると、カム部を組付ける
際に、凸部が障害になり、組付け作業の能率が低下する
という問題がある。本発明の目的は、ワークの基準位置
を検出する検出精度を高めることのできるワークの位置
決め方法及びワークの加工制御装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１のワ−クの位置
決め方法は、ワ−クに予め形成された被撮像部を撮像手
段で撮像し、撮像画像が予め設定された基準画像と一致
するまで、ワ−クと撮像手段との相対位置を変化させ、
撮像画像が基準画像と一致したときのワ−クの位置を、
撮像手段に対するワ−クの基準位置とする方法である。

【０００７】請求項２のワ−クの位置決め方法は、軸状
のワ−クの表面に予め被撮像部を形成し、ワ−クを回転
駆動手段で回転駆動可能に支持し、定位置に固定的に設
けた撮像手段により回転中のワ−クの被撮像部を撮像
し、その撮像画像から被撮像部を検知したときにワ−ク
の回転を停止し、ワ−ク停止状態で撮像した撮像画像が
基準画像と一致するまで、ワ−クの微小回転と、ワ−ク
の回転停止と、撮像と、撮像画像が基準画像に一致する
か否かの判別とを繰り返し、撮像画像が基準画像と一致
したときにワ−クの位置を基準位置とする方法である。

【０００８】請求項３のワ−クの加工制御装置は、ワ−
クを回転駆動する為の回転駆動手段とワ−クを加工する
加工手段とを含む加工装置の為の、ワ−クの回転位置情
報を求めるワークの加工制御装置において、回転駆動さ
れるときのワ−クの回転角を検出する回転角検出手段
と、ワ−クの表面に予め形成された被撮像部を定位置で
撮像する撮像手段と、前記回転駆動手段と撮像手段と回
転角検出手段とを介して、撮像手段で撮像した撮像画像
が基準画像と一致するまで、ワ−クの微小回転と、ワ−
クの回転天使と、撮像と、撮像画像が基準画像に一致す
るか否かの判別とを繰り返し、撮像画像が基準位置と一
致したときのワ−クの位置を基準位置として求める基準
位置検知制御手段とを備えたものである。

【０００９】ここで、基準位置検知制御手段で求めた基
準位置と、回転角検出手段の出力とに基づいて、回転駆
動されるワ−クの微小時間毎の回転位置を求めて、加工
装置へ供給する回転位置検知手段を設けてもよい（請求
項３に従属の請求項４）。また、前記ワ−クがカムシャ
フトであり、加工装置が、カムシャフトのカム面を研削
する研削装置であってもよい（請求項４に従属の請求項
５）。また、前記被撮像部の数と大きさと形状の少なく
とも１つに基づいてワ−クの種類を判別し、そのワ−ク
種類の情報を加工装置に供給するワ−ク種類判別手段を
設けてもよい（請求項４に従属の請求項６）。また、前
記ワ−クが組立式のカムシャフトであり、被撮像部がワ
−クの表面に凹設された凹部からなる構成にしてもよい
（請求項５又は請求項６に従属の請求項７）。また、前
記被撮像部が、円形に形成されてもよい（請求項７に従
属の請求項８）。

【００１０】

【発明の作用及び効果】請求項１のワ−クの位置決め方
法においては、ワ−クの被撮像部を撮像手段で撮像し、
撮像画像が予め設定された基準画像と一致するまで、ワ
−クと撮像手段との相対位置を変化させ、撮像画像が基
準画像と一致したときのワ−クの位置を、撮像手段に対
するワ−クの基準位置とする。尚、撮像手段を固定的に
設ける場合には、撮像手段に対するワ−クの基準位置
は、装置本体等の固定側部材に対するワ−クの基準位置
となる。このように、ワ−クの被撮像部を撮像手段で撮
像した撮像画像に基づいて、撮像手段に対するワ−クの
基準位置を求めるため、ワークに対して非接触的に検出
できるから、ハ−ド的な誤差原因が解消し、ワ−クの基
準位置を高精度に決めることができる。しかも、被撮像
部の形状を自由に設定できるため、ワ−クに被撮像部を
形成する自由度が高くなる。

【００１１】請求項２のワ−クの位置決め方法において
は、軸状のワ−クの回転駆動を介してワークの基準位置
を検出する際、ワ−クの表面に予め被撮像部を形成し、
定位置に固定的に設けた撮像手段により回転中のワ−ク
の被撮像部を撮像する。そして、撮像画像から被撮像部
を検知したときにワ−クの回転を停止し、次に、ワ−ク
停止状態で撮像した撮像画像が基準画像と一致するま
で、ワ−クの微小回転と、回転停止と、撮像と、撮像画
像が基準画像に一致するか否かの判別を繰り返し、撮像
画像が基準画像と一致したときにワ−クの位置を基準位
置とする。

【００１２】このように、ワ−クの被撮像部を撮像手段
で撮像した撮像画像に基づいて、ワ−クの基準位置を求
めるため、請求項１と同様に、ワークに対して非接触的
に検出できるから、ハ−ド的な誤差原因が解消し、ワ−
クの基準位置を高精度に決めることができ、被撮像部の
形状を自由に設定できるため、ワ−クに被撮像部を形成
する自由度が高くなる。また、定位置に設けた撮像手段
で撮像するため、装置本体等の固定側部材に対するワー
クの基準位置を決めることができる。しかも、被撮像部
を検知したときにワ−クの回転を停止し、その後微小回
転、停止、撮像、判別を繰り返えすことで、ワークの基
準位置を求めるので、被撮像部を検知するまでの時間を
短縮して、高速度で基準位置を決めることができる。

【００１３】請求項３のワ−クの加工制御装置は、ワ−
クを回転駆動する為の回転駆動手段とワ−クを加工する
加工手段とを含む加工装置の為の、ワ−クの回転位置情
報を求めるワークの加工制御装置であり、このワ−クの
加工制御装置においては、回転角検出手段は、回転駆動
されるときのワ−クの回転角を検出し、撮像手段は、ワ
−クの表面に予め形成された被撮像部を定位置で撮像
し、基準位置検知制御手段は、前記回転駆動手段と撮像
手段と回転角検出手段とを介して、撮像手段で撮像した
撮像画像が基準画像と一致するまで、ワ−クの微小回転
と、ワ−クの回転天使と、撮像と、撮像画像が基準画像
に一致するか否かの判別とを繰り返し、撮像画像が基準
位置と一致したときのワ−クの位置を基準位置として求
める。

【００１４】このように、回転角検出手段と、撮像手段
と、基準位置検知制御手段とを設け、ワ−クの被撮像部
を撮像手段で撮像した撮像画像に基づいて、撮像手段に
対するワ−クの基準位置を求めるため、請求項１と同様
に、ワークに対して非接触的に検出できるから、ハ−ド
的な誤差原因が解消し、装置本体等の固定側部材に対す
るワ−クの基準位置を高精度に決めることができ、被撮
像部の形状を自由に設定できるため、ワ−クに被撮像部
を形成する自由度が高くなる。

【００１５】請求項４のワ−クの加工制御装置において
は、回転位置検知手段は、基準位置検知制御手段で求め
た基準位置と、回転角検出手段の出力とに基づいて、回
転駆動されるワ−クの微小時間毎の回転位置を求めて、
加工装置へ供給する。高精度に求められたワークの基準
位置に基づいて、微小時間毎のワークの回転位置を高精
度に求め、その回転位置を加工装置へ供給するため、ワ
ークの加工精度を格段に高めることができる。

【００１６】請求項５の加工制御装置においては、ワー
クがカムシャフトであり、加工装置がカムシャフトを研
削する研削装置であるから、請求項４に記載したよう
に、カムシャフトの複数のカム部を研削する加工精度を
格段に高めることができる。

【００１７】請求項６のワ−クの加工制御装置において
は、ワーク種類判別手段は、被撮像部の数と大きさと形
状の少なくとも１つに基づいてワ−クの種類を判別し、
そのワークの種類の情報を加工装置に供給する。従っ
て、ハード的な誤差の影響なしに、被撮像部を精度良く
検出できるから、ワークの種類を確実に判別できるこ
と、等の効果が得られる。

【００１８】請求項７のワ−クの加工制御装置において
は、ワ−クが組立式のカムシャフトで、被撮像部がワ−
クの表面に凹設された凹部からなるので、カム部をシャ
フト本体に組付ける際に、被撮像部が邪魔になることが
ない。請求項８のワ−クの加工制御装置においては、ワ
−クの被撮像部が、円形に形成されているので、被撮像
部の形成が容易になること、円形の被撮像部は、僅かの
回転角に応じて形状が確実に変化するため画像処理上有
利であること、カムシャフトの強度に及ぼす影響も少な
いこと、等の効果が得られる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ説明する。本実施例は、カムシャフトを研削加工
する研削装置に、本発明を適用した場合の一例である。
尚、以下の説明は、カムシャフトの位置決め方法の説明
を含む。図１、図２に示すように、この研削装置１にお
いては、ベ−ス板３及びベースフレーム４，５からなる
本体フレーム２が設けられ、ベースフレーム４の上面に
はテーブル台４ｂが固定的に設けられ、ベースフレーム
４，５は、ベ−ス板３に固定されている。ベースフレー
ム５には、テーブル１１を案内する為の溝５ａが左右方
向向きに形成され、この溝５ａにテーブル１１の脚部１
１ａが摺動自在に係合され、テーブル１１は左右方向に
移動できるように摺動自在に支持されている。テーブル
台４ｂには、１対の溝４ａが前後方向向きに形成され、
この１対の溝４ａに砥石ユニット６の支持台７の脚部が
摺動自在に係合され、支持台７の上端には、砥石ユニッ
ト６が固定的に設けられ、砥石ユニット６は、支持台７
とともに前後方向に移動可能に構成してある。

【００２０】砥石ユニット６とその駆動機構について説
明する。砥石ユニット６は、砥石台８、１対の砥石９、
これら砥石９を回転駆動する砥石駆動モ−タ１０等から
なり、１対の砥石９は、砥石台８に回転可能に支持さ
れ、砥石台８の上端部の砥石駆動モ−タ１０により、プ
−リ９ａ，１０ａ、ベルト１０ｂを介して回転駆動され
る。砥石駆動モ−タ１０は、制御ユニット２１に接続さ
れ、制御ユニット２１により駆動制御される。砥石ユニ
ット６と支持台７とは、砥石台駆動モータ４０（図４参
照）で駆動されるボールネジ機構を介して前後方向に移
動駆動される。砥石台駆動モータ４０には、エンコ−ダ
４１（図６参照）が取付けられ、このエンコ−ダ４１か
らのパルス信号に基づいて、制御ユニット２１におい
て、砥石台駆動モータ４０の回転量、つまり、砥石ユニ
ット６と支持台７の前後方向位置が制御される。

【００２１】次に、テーブル１１とその駆動機構につい
て説明する。テーブル１１は、研削対象物であるカムシ
ャフト３０を回転自在に支持し、ベースフレーム５に対
して左右方向に移動可能に支持されている。テーブル１
１は、テーブル駆動モータ４２（図６参照）で駆動され
るボールネジ機構を介して、左右方向に移動駆動され、
このテーブル駆動モータ４２は、制御ユニット２１で駆
動制御される。また、テーブル駆動モータ４２には、エ
ンコーダ４３（図６参照）が設けられ、このエンコーダ
４３のパルス信号に基づいて、制御ユニット２１におい
て、テーブル駆動モータ４２の回転量、つまり、テーブ
ル１１の左右方向位置が制御される。

【００２２】テーブル１１の上面には、カムシャフト３
０をセットする為に、主軸ユニット１４と、受け側支軸
ユニット１２とが相対向状に配設され、カムシャフト３
０の左端部は、主軸ユニット１４のチャック１３にチャ
ックされ、カムシャフト３０の右端部は、受け側支軸ユ
ニット１２の回転自在の支軸１２ａに係合される。前記
主軸ユニット１４の主軸１４ａは、カムシャフト３０の
右端部に係合され、カムシャフト３０は、主軸ユニット
１４を介して、減速機１５付きのカムシャフト駆動モー
タ１６により所定方向へ回転駆動される。このカムシャ
フト駆動モータ１６は、制御ユニット２１により駆動制
御されるが、このカムシャフト駆動モータ１６には、エ
ンコーダ１７が設けられ、このエンコーダ１７からのパ
ルス信号に基づいて、駆動モータ１６の回転量、つま
り、カムシャフト３０の回転角が検出され、回転量が制
御される。

【００２３】次に、撮像カメラ１９について説明する。
撮像カメラ１９は、カムシャフト３０に形成された被撮
像部としての凹部３６，３７を撮像する為のもので、図
１に示すように、撮像カメラ１９は、テーブル１１の右
端の端部ボックス１８に連結部材１９ａを介して装着さ
れ、凹部３６，３７の上方に位置するように設けられて
いる。この撮像カメラ１９により、カムシャフト３０の
凹部３６，３７を撮像し、カムシャフト３０の基準位置
及び種類判別を行う為、その撮像された凹部３６，３７
の画像データを制御ユニット２１に転送する。

【００２４】次に、カムシャフト３０について説明す
る。図３、図４、図５に示すように、カムシャフト３０
は、バルジ成形されたシャフト３５に、カム部３１〜３
４を組付けたもので、このカムシャフト３０は、直列４
気筒エンジンの為のものであり、４対のカム部３１〜３
４が回転方向の位相を異ならせて組付けられている。
尚、１対のカム部は同位相である。このカムシャフト３
０のシャフト本体３５の表面には、基準凹部３６と、１
〜３個の１２０度位相の異なる凹部３７（３７ａ〜３７
ｃ）が、バルジ成形時に形成され、基準凹部３６を介し
てカムシャフト３０の基準位置（基準回転位置）が決め
られ、凹部３７ａ〜３７ｃの配置パターンから、カムシ
ャフト３０の種類が判別される。

【００２５】次に、研削装置１の制御系について、図６
を参照しつつ説明する。制御ユニット２１は、入出力イ
ンタ−フェイス、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むマイ
クロコンピュ−タ、エンコーダ１７，４１，４３のパル
ス信号を夫々カウントするパルスカウンタ回路、複数の
モータの為の駆動回路、等で構成されている。 前記マ
イクロコンピュータのＲＯＭには、後述のカムシャフト
位置種類検出制御の制御プログラムが予め入力格納され
ている。制御ユニット２１には、撮像カメラ１９、エン
コ−ダ１７，４１，４３、主軸１４ａの原点位置を検査
する原点位置スイッチ１６ａ等から検出信号が供給さ
れ、また、制御ユニット２１により、砥石駆動モータ１
０、砥石台駆動モータ４０、シャフト駆動モータ１６、
テーブル駆動モータ４２等が駆動制御される。

【００２６】次に、カムシャフト位置種類検出制御につ
いて、図７〜図１３を参照しつつ説明する。最初に、カ
ムシャフト３０の基準位置決定及びカムシャフト３０の
種類判別の為のカムシャフト位置種類検出制御のメイン
ルーチンについて、図７により説明するが、フローチャ
ート中の符号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は各ステッ
プを示すものである。先ず、Ｓ１において、カムシャフ
ト３０が、外部のシャフト自動セット装置によって、テ
ーブル１１に装着される。次に、Ｓ２において、カムシ
ャフト３０の基準位置決定のサブルーチンが実行される
が、これについては後述する。

【００２７】次に、Ｓ３において、カムシャフト３０の
種類判別のサブルーチンが実行されるが、これについて
は後述する。そして、Ｓ４において、制御ユニット２１
に予め設定されている研削加工の加工制御プログラムに
により、駆動モ−タ１０，１６，４０，４２を駆動制御
して、カムシャフト３０の４対のカム３１〜３４が順次
研削加工され、次にカムシャフト３０の研削が終了する
と、Ｓ５において、外部のシャフト自動セット装置によ
り、カムシャフト３０がテーブル１１から取外され、そ
の後、リタ−ンする。

【００２８】次に、前記Ｓ２の基準位置決定処理のサブ
ルーチンについて、図８のフローチャートを参照しつつ
説明する。最初に、Ｓ１０において、シャフト駆動モ−
タ１６の駆動回路に対して駆動指令が出力され、シャフ
ト駆動モ−タ１６が回転駆動され、カムシャフト３０の
回転が開始される。次に、Ｓ１１において、撮像カメラ
１９から画像信号が読み込まれ、次に、Ｓ１２におい
て、画像信号を画像処理することにより、基準凹部３６
が検出されたか否か判定し、その判定がNoのときにはＳ
１１、Ｓ１２が繰り返えされる。

【００２９】基準凹部３６が検出されると、Ｓ１３にお
いて、シャフト駆動モ−タ１６の駆動回路に対して回転
停止を指令する信号が出力され、次に、Ｓ１４におい
て、画像信号を画像処理して基準凹部３６の重心が算出
され、Ｓ１５において、前記算出された重心に基いてシ
ャフト駆動モ−タ１６を微動させる為の微動回転量が算
出され、Ｓ１６では、シャフト駆動モ−タ１６を駆動さ
せる指令を出力して、シャフト駆動モ−タ１６を回転開
始させ、次に、Ｓ１７において、エンコ−ダ１７用のパ
ルスカウンタ回路からのカウント信号に基いて、前記微
動回転量だけ回転したか否か判定される。その判定がNo
のときには待機し、その判定がYes になると、Ｓ１８に
おいて、シャフト駆動モ−タ１６を停止させる指令が出
力され、次に、Ｓ１９において、基準凹部３６の画像信
号が読み込まれ、次に、Ｓ２０において、その画像信号
を画像処理して、基準凹部３６の真円度が算出され、Ｓ
２１において、基準凹部３６の画像が真円であるか否か
判定され、その判定がNoのとき、つまり、真円でないと
きはＳ１４に戻り、Ｓ１４〜Ｓ２１が繰り返される。Ｓ
２１の判定がYes で、基準凹部３６の画像が真円である
ときは、Ｓ２２において、カムシャフト３０の現在位置
が基準位置として決定される。

【００３０】次に、カムシャフト３０の種類を判別する
為のカムシャフト種類判別のサブルーチンについて、図
９のフロ−チャ−トを参照して説明する。フローチャー
トの説明に先行して、基準凹部３６と、これよりも小型
の凹部３７（３７ａ〜３７ｂ）について説明すると、図
１０、図１１に示すように、カムシャフト３０のシャフ
ト本体３５の表面には、大きな１つの基準凹部３６と、
小ちな３つ凹部３７ａ〜３７ｃのうちの１〜３個が、予
め形成され、基準凹部３６からカムシャフト３０の基準
位置が決定され、また、円周３等分位置に形成される３
つ凹部３７ａ，３７ｂ，３７ｃのうちの０〜３個の凹部
の数と位置とから、予め設定された図１２の判別テーブ
ルにより、カムシャフト３０の種類が判別される。

【００３１】次に、図９により説明すると、前記のよう
に、カムシャフト３０の基準位置が決定されると、最初
にカウンタＫが０にリセットされ（Ｓ３０）、次に撮像
カメラ１９から画像信号が読み込まれるが（Ｓ３１）、
最初の画像は、カムシャフト３０が基準位置にあるとき
の画像である。次に、Ｓ３２において、凹部３６，３７
検出の為の画像処理が実行され、その画像処理で得られ
た凹部３６，３７の数が演算されるとともに、エンコー
ダ１７用のパルスカウンタ回路のカウント信号に基づい
て、カムシャフト３０の回転位置が演算され、これらの
データがメモリに格納される。但し、最初のカムシャフ
ト３０の回転位置は基準位置である。

【００３２】次に、カウンタＫがインクリメントされ
（Ｓ３３）、次に、シャフト駆動モータ１６を駆動させ
る駆動指令が出力され（Ｓ３４）、次に、エンコーダ１
７用のパルスカウンタ回路のカウント信号に基づいて、
カムシャフト３０の回転位置が演算され（Ｓ３５）、次
に、カムシャフト３０が１２０度回転したか否か判定さ
れ（Ｓ３６）、その判定が No のときにはＳ３５、Ｓ３
６が繰り返され、Ｓ３６の判定がYes になると、シャフ
ト駆動モータ１６を停止させる指令が出力され（Ｓ３
７）、次に、カウンタＫが３以上か否か、つまり、カム
シャフト３０の全周についての検出が完了したか否か判
定され（Ｓ３８）、その判定が No のときには、Ｓ３１
〜Ｓ３８が繰り返され、カムシャフト３０の全周につい
ての検出が完了すると、Ｓ３９において、以上の処理に
よって得られメモリに格納されたデータ、つまり、カム
シャフト３０の回転位置と凹部３６，３７の数のデータ
を、図１２の判別テーブルに適用して、カムシャフト３
０の種類（車種別の種類）が判別され、その後、Ｓ４へ
移行する。

【００３３】次に、Ｓ４におけるカムシャフト研削加工
制御と並行して実行される処理であって、例えば、８ｍ
ｓ毎の微小時間おきに、カムシャフト３０の回転位置を
演算してカムシャフト研削加工制御に出力するカムシャ
フト回転位置演算処理について、図１３のフローチャー
トを参照しつつ説明する。Ｓ４の開始とともにこの処理
が開始されると、最初に、エンコーダ１７用のパルスカ
ンウタ回路をリセットする信号が出力され（Ｓ４０）、
次に、パルスカンウタ回路のカウント信号が読み込まれ
（Ｓ４１）、次に、そのカウント信号に基づいて、カム
シャフト３０の基準位置に対する現在の回転位置が演算
され（Ｓ４２）、次に、研削加工制御に対して現在の回
転位置のデータが出力される（Ｓ４３）。研削加工制御
においては、カムシャフト３０の現在の回転位置のデー
タに基づいて、砥石台駆動モータ４０を制御し、研削砥
石９の前後方向位置を精密に制御することになる。次
に、Ｓ４４では、研削終了か否か判定し、その判定が N
o のときには、Ｓ４１〜Ｓ４４が繰り返され、研削が終
了すると、Ｓ５へ移行する。

【００３４】次に、以上のカムシャフト位置種類検出制
御を備えた研削装置１の作用について説明する。以上の
ように、カムシャフト３０の表面に予め基準凹部３６を
形成し、カムシャフト３０をシャフト駆動モータ１６で
回転駆動可能にテーブル１１に支持し、定位置に固定的
に設けた撮像カメラ１９により回転中のカムシャフト３
０の基準凹部３６を撮像し、その撮像画像から基準凹部
３６を検知したときにカムシャフト３０の回転を停止
し、カムシャフト３０の回転停止状態で撮像した撮像画
像が基準画像と一致するまで、カムシャフト３０の微小
回転と、カムシャフト３０の回転停止と、撮像と、撮像
画像が基準画像に一致するか否かの判別とを繰り返し、
撮像画像が基準画像と一致したときにカムシャフト３０
の位置を基準位置とする。

【００３５】このように、基準凹部３６を撮像カメラ１
９で撮像した撮像画像に基づいて、カムシャフト３０の
基準位置を決めるため、カムシャフト３０に対して非接
触的に検出できるから、ハ−ド的な誤差原因が解消し、
カムシャフト３０の基準位置を高精度に決めることがで
き、被撮像部の形状を凹部や突部やその他種々の形状に
自由に設定できるため、カムシャフト３０に被撮像部を
形成する自由度が高くなる。また、定位置に設けた撮像
カメラ１９で撮像するため、研削装置１の固定側部材に
対するカムシャフト３０の基準位置を決めることができ
る。しかも、基準凹部３６を検知したときにカムシャフ
ト３０の回転を停止し、その後微小回転、停止、撮像、
判別を繰り返えすことで、カムシャフト３０の基準位置
を求めるので、基準凹部３６を検知するまでの時間を短
縮して、高速度で基準位置を決めることができる。

【００３６】また、基準凹部３６の他に、その近傍位置
に１〜３個の凹部３７（３７ａ〜３７ｂ）を形成し、そ
の凹部３７を撮像した撮像画像から、凹部３７ａ〜３７
ｂの位置と数とを求め、その配置パターンを判別テーブ
ルに適用して、カムシャフト３０の種類を判別するよう
にしたので、ハ−ド的な誤差の影響を受けることなく、
カムシャフト３０の種類を高精度に検知することができ
る。そして、また、回転駆動されるカムシャフト３０の
微小時間毎の回転位置を求めて、研削加工制御を供給す
るため、高精度に求められたカムシャフト３０の基準位
置に基づいて、微小時間毎のカムシャフト３０の回転位
置を高精度に求め、その回転位置に基づいて、研削加工
するため、カム部３１〜３４を研削する際のの加工精度
を格段に高めることができる。また、被撮像部として凹
部３６，３７を形成するため、カム部３１〜３４を組付
ける際に、被撮像部が邪魔になることがなく、組付け能
率が向上する。

【００３７】尚、前記実施例は、ワークとしてのカムシ
ャフト３０を研削加工する研削装置１に本発明を適用し
た例について説明したが、ワークは、カムシャフト３０
以外の種々のワーク（軸状のワーク、軸状以外のワー
ク）であってもよく、それらワークを加工する種々の加
工装置にも本発明を適用できる。特に、前記実施例で
は、撮像カメラ１９を固定的に設けた場合を例として説
明したが、撮像カメラ１９は必ずしも固定的に設ける必
要はなく、撮像カメラ１９を位置可動に設ける場合に
は、撮像カメラ１９に対するワークの相対的な基準位置
が決定されることになる。前記実施例では、凹部３７ａ
〜３７ｂの大きさと形状を等しく形成したが、１又は複
数の凹部の大きさや形状を異ならせ、その大きさや形状
からカムシャフトの種類を判別するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る研削装置の側面図であ
る。

【図２】研削装置の平面図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】カムシャフトに形成した凹部を示す部分平面図
である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】研削装置の制御系のブロック図である。

【図７】カムシャフト位置種類検出制御のメインルーチ
ンのフロ−チャ−トである。

【図８】カムシャフトの基準位置決定のサブルーチンの
フロ−チャ−トである。

【図９】カムシャフト種類判別のサブルーチンのフロ−
チャ−トである。

【図１０】カムシャフトの基準凹部と凹部を示す図であ
る。

【図１１】（ａ）は図１０のＸ−Ｘ線断面図、（ｂ）は
図１０のＹ−Ｙ線断面図である。

【図１２】カムシャフト種類判別の判別テーブルの図表
である。

【図１３】カムシャフトの回転位置検出処理のサブルー
チンのフローチャートである。

【図１４】従来の一体型カムシャフトの被撮像部を示す
部分図である。

【符号の説明】

１ 研削装置 ２ 本体フレーム ６ 砥石ユニット ８ 砥石台 ９ 砥石 １１ テーブル １６ シャフト駆動モ−タ １９ 撮像カメラ ２１ 制御ユニット ３０ カムシャフト ３１，３２，３３，３４ カム部 ３６ 基準凹部 ３７ａ〜３７ｃ 凹部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワ−クに予め形成された被撮像部を撮像
   手段で撮像し、撮像画像が予め設定された基準画像と一
   致するまで、ワ−クと撮像手段との相対位置を変化さ
   せ、撮像画像が基準画像と一致したときのワ−クの位置
   を、撮像手段に対するワ−クの基準位置とすることを特
   徴とするワ−クの位置決め方法。
2. 【請求項２】 軸状のワ−クの表面に予め被撮像部を形
   成し、ワ−クを回転駆動手段で回転駆動可能に支持し、
   定位置に固定的に設けた撮像手段により回転中のワ−ク
   の被撮像部を撮像し、その撮像画像から被撮像部を検知
   したときにワ−クの回転を停止し、ワ−ク停止状態で撮
   像した撮像画像が基準画像と一致するまで、ワ−クの微
   小回転と、ワ−クの回転停止と、撮像と、撮像画像が基
   準画像に一致するか否かの判別とを繰り返し、撮像画像
   が基準画像と一致したときにワ−クの位置を基準位置と
   することを特徴とするワ−クの位置決め方法。
3. 【請求項３】 ワ−クを回転駆動する為の回転駆動手段
   とワ−クを加工する加工手段とを含む加工装置の為の、
   ワ−クの回転位置情報を求めるワ−クの加工制御装置で
   あって、 回転駆動されるときのワ−クの回転角を検出する回転角
   検出手段と、 ワ−クの表面に予め形成された被撮像部を定位置で撮像
   する撮像手段と、 前記回転駆動手段と撮像手段と回転角検出手段とを介し
   て、撮像手段で撮像した撮像画像が基準画像と一致する
   まで、ワ−クの微小回転と、ワ−クの回転停止と、撮像
   と、撮像画像が基準画像に一致するか否かの判別とを繰
   り返し、撮像画像が基準位置と一致したときのワ−クの
   位置を基準位置として求める基準位置検知制御手段と、 を備えたことを特徴とするワ−クの加工制御装置。
4. 【請求項４】 前記基準位置検知制御手段で求めた基準
   位置と、回転角検出手段の出力とに基づいて、回転駆動
   されるワ−クの微小時間毎の回転位置を求めて、加工装
   置へ供給する回転位置検知手段を設けたことを特徴とす
   る請求項３に記載のワ−クの加工制御装置。
5. 【請求項５】 前記ワ−クがカムシャフトであり、加工
   装置が、カムシャフトのカム面を研削する研削装置であ
   ることを特徴とする請求項４に記載のワ−クの加工制御
   装置。
6. 【請求項６】 前記被撮像部の数と大きさと形状の少な
   くとも１つに基づいてワ−クの種類を判別し、そのワ−
   ク種類の情報を加工装置に供給するワ−ク種類判別手段
   を設けたことを特徴とする請求項４に記載のワ−クの加
   工制御装置。
7. 【請求項７】 前記ワ−クが組立式のカムシャフトであ
   り、被撮像部がワ−クの表面に凹設された凹部からなる
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のワ−ク
   の加工制御装置。
8. 【請求項８】 前記被撮像部が、円形に形成されたこと
   を特徴とする請求項７に記載のワ−クの加工制御装置。