JP2001147708A - 円形状の加工方法及びその加工を行うためのncデータ作成装置 - Google Patents
円形状の加工方法及びその加工を行うためのncデータ作成装置Info
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- JP2001147708A JP2001147708A JP33222899A JP33222899A JP2001147708A JP 2001147708 A JP2001147708 A JP 2001147708A JP 33222899 A JP33222899 A JP 33222899A JP 33222899 A JP33222899 A JP 33222899A JP 2001147708 A JP2001147708 A JP 2001147708A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 データ量を削減してCNC装置の演算処理を
高速化することにより、高速での工具送りが可能な加工
方法及びその加工を行うためのNCデータ作成装置を提
供すること。 【解決手段】 最外周円の円弧C1と、この円弧C1に
対して工具送りピッチPづつ径を小さくした複数の半円
形状の円弧C2,C3,C4,C5,・・・とを、円形
状の中心I0と、この中心I0よりX方向に前記工具送
りピッチPの1/2だけ離間した位置I1とを交互に中
心として順次接続して渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Tを移
動させて加工を行う。
高速化することにより、高速での工具送りが可能な加工
方法及びその加工を行うためのNCデータ作成装置を提
供すること。 【解決手段】 最外周円の円弧C1と、この円弧C1に
対して工具送りピッチPづつ径を小さくした複数の半円
形状の円弧C2,C3,C4,C5,・・・とを、円形
状の中心I0と、この中心I0よりX方向に前記工具送
りピッチPの1/2だけ離間した位置I1とを交互に中
心として順次接続して渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Tを移
動させて加工を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
などの工作機械を用いた円形状の加工方法及びその加工
を行うためのNCデータ作成装置に関し、特に、金型加
工における円形状の加工方法及びその加工を行うための
NCデータ作成装置に関するものである。
などの工作機械を用いた円形状の加工方法及びその加工
を行うためのNCデータ作成装置に関し、特に、金型加
工における円形状の加工方法及びその加工を行うための
NCデータ作成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来マシニングセンタなどの同時3軸制
御の工作機械を用いて金型加工における円形状の加工を
行う場合、まず、機械の加減速を少なくする目的で、イ
ンボリュート曲線などのスクロール形状をインボリュー
トの基本式に基づいて求める。次に、前記基本式により
特定されたインボリュート曲線に沿った加工点群を求め
る。続いて、前記加工点群を直線補間あるいは円弧補間
して工具軌跡を求める。その後、前記工具軌跡に沿って
工具Tの位置を変化させるように、X軸とY軸の同時2
軸制御を行い工作物の加工を行う。なお、前記加工点群
は、この加工点群のある点と次の点とを直線補間あるい
は円弧補間した線分と、前記インボリュート曲線との誤
差があらかじめ設定された誤差以上にならないように決
定される。
御の工作機械を用いて金型加工における円形状の加工を
行う場合、まず、機械の加減速を少なくする目的で、イ
ンボリュート曲線などのスクロール形状をインボリュー
トの基本式に基づいて求める。次に、前記基本式により
特定されたインボリュート曲線に沿った加工点群を求め
る。続いて、前記加工点群を直線補間あるいは円弧補間
して工具軌跡を求める。その後、前記工具軌跡に沿って
工具Tの位置を変化させるように、X軸とY軸の同時2
軸制御を行い工作物の加工を行う。なお、前記加工点群
は、この加工点群のある点と次の点とを直線補間あるい
は円弧補間した線分と、前記インボリュート曲線との誤
差があらかじめ設定された誤差以上にならないように決
定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の加工
方法では、インボリュート曲線の中心に近づくに連れて
曲率が大きくなるため、加工点群の間隔が狭くなる。ま
た、仕上げ加工を行う場合、インボリュート曲線と直線
補間あるいは円弧補間した線分との許容誤差が小さくな
るため、更に加工点群の間隔が狭くなる。したがって、
データ量が多くなり、CNC装置の演算処理能力上、高
速での工具送りが不可能になる。また、データ量に合わ
せてCNC装置のメモリも大きくしなければならない。
方法では、インボリュート曲線の中心に近づくに連れて
曲率が大きくなるため、加工点群の間隔が狭くなる。ま
た、仕上げ加工を行う場合、インボリュート曲線と直線
補間あるいは円弧補間した線分との許容誤差が小さくな
るため、更に加工点群の間隔が狭くなる。したがって、
データ量が多くなり、CNC装置の演算処理能力上、高
速での工具送りが不可能になる。また、データ量に合わ
せてCNC装置のメモリも大きくしなければならない。
【0004】本発明は、上記問題を解決して、データ量
を削減してCNC装置の演算処理を高速化することによ
り、高速での工具送りが可能な加工方法及びその加工を
行うためのNCデータ作成装置を提供することを目的と
したものである。
を削減してCNC装置の演算処理を高速化することによ
り、高速での工具送りが可能な加工方法及びその加工を
行うためのNCデータ作成装置を提供することを目的と
したものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の円形状の
加工方法は、第1の軸とこの第1の軸と直交する第2の
軸との同時2軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いた円形状の加工方法
において、工具径を考慮して予め設定された工具送りピ
ッチづつ径を小さくした複数の半円形状の円弧を、前記
ピッチの1/2だけ離間した2点を交互に中心として順
次接続することにより渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って工具を移動させて加工を行うもので
ある。
加工方法は、第1の軸とこの第1の軸と直交する第2の
軸との同時2軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いた円形状の加工方法
において、工具径を考慮して予め設定された工具送りピ
ッチづつ径を小さくした複数の半円形状の円弧を、前記
ピッチの1/2だけ離間した2点を交互に中心として順
次接続することにより渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って工具を移動させて加工を行うもので
ある。
【0006】請求項1の発明によれば、前記複数の半円
形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加工
点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
CNC装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加工
点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
CNC装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
【0007】請求項2記載の円形状の加工方法は、請求
項1記載の円形状の加工方法において、前記ピッチの1
/2だけ離間した2点を、前記円形状の中心及びこの中
心より前記第1の軸又は前記第2の軸と平行な方向に前
記ピッチの1/2だけ離間した位置とするものである。
項1記載の円形状の加工方法において、前記ピッチの1
/2だけ離間した2点を、前記円形状の中心及びこの中
心より前記第1の軸又は前記第2の軸と平行な方向に前
記ピッチの1/2だけ離間した位置とするものである。
【0008】請求項2の発明によれば、渦巻形状の工具
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る前記第1の軸又
は前記第2の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記
円弧の始点及び終点を示す座標データが求めやすく、更
にCNC装置における演算処理を高速化することがで
き、高速での工具送りが可能となる。
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る前記第1の軸又
は前記第2の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記
円弧の始点及び終点を示す座標データが求めやすく、更
にCNC装置における演算処理を高速化することがで
き、高速での工具送りが可能となる。
【0009】請求項3記載の円形状の加工方法は、請求
項1又は2記載の円形状の加工方法において、前記渦巻
形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって前記半
円形状の円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速させて加
工を行うものである。
項1又は2記載の円形状の加工方法において、前記渦巻
形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって前記半
円形状の円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速させて加
工を行うものである。
【0010】請求項3の発明によれば、前記渦巻形状の
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
【0011】請求項4記載のNCデータ作成装置は、第
1の軸とこの第1の軸と直交する第2の軸との同時2軸
制御により工作物と工具とを相対的に移動させて加工を
行う工作機械を用いて円形状の加工を行うためのNCデ
ータを作成するNCデータ作成装置において、加工する
円形状の中心座標や半径及び使用する工具の工具径など
のデータを入力するデータ入力手段と、該データ入力手
段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の外
周の円弧に沿った工具軌跡を生じる最外周円NCデータ
を作成するとともに、前記最外周円NCデータにおける
半径に対して前記工具径を考慮して設定された工具送り
ピッチの1/2づつ順次半径を小さくした複数の半円形
状の円弧であって前記最外周円NCデータにおける中心
座標に対して前記第1の軸又は前記第2の軸と平行な方
向に前記ピッチの1/2だけ離間した位置を中心とする
第1の半円NCデータと前記最外周円NCデータにおけ
る中心座標を中心とする第2の半円NCデータとを前記
第1の半円NCデータもしくは前記第2の半円NCデー
タにおける半径が前記ピッチより小さくなるまで順次交
互に作成するデータ作成手段とを備えたものである。
1の軸とこの第1の軸と直交する第2の軸との同時2軸
制御により工作物と工具とを相対的に移動させて加工を
行う工作機械を用いて円形状の加工を行うためのNCデ
ータを作成するNCデータ作成装置において、加工する
円形状の中心座標や半径及び使用する工具の工具径など
のデータを入力するデータ入力手段と、該データ入力手
段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の外
周の円弧に沿った工具軌跡を生じる最外周円NCデータ
を作成するとともに、前記最外周円NCデータにおける
半径に対して前記工具径を考慮して設定された工具送り
ピッチの1/2づつ順次半径を小さくした複数の半円形
状の円弧であって前記最外周円NCデータにおける中心
座標に対して前記第1の軸又は前記第2の軸と平行な方
向に前記ピッチの1/2だけ離間した位置を中心とする
第1の半円NCデータと前記最外周円NCデータにおけ
る中心座標を中心とする第2の半円NCデータとを前記
第1の半円NCデータもしくは前記第2の半円NCデー
タにおける半径が前記ピッチより小さくなるまで順次交
互に作成するデータ作成手段とを備えたものである。
【0012】請求項4の発明によれば、前記データ入力
手段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の
外周の円弧に沿った工具軌跡を生成し、この工具軌跡に
沿って加工を行うための最外周円NCデータを作成する
とともに、工具送りピッチづつ径を小さくした複数の円
弧を、前記円形状の中心とこの中心より前記第1の軸又
は前記第2の軸と平行な方向に前記ピッチの1/2だけ
離間した位置とを交互に中心として順次接続することに
より渦巻形状の工具軌跡を生成し、この工具軌跡に沿っ
て加工を行うための半円NCデータを自動で作成するこ
とができる。
手段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の
外周の円弧に沿った工具軌跡を生成し、この工具軌跡に
沿って加工を行うための最外周円NCデータを作成する
とともに、工具送りピッチづつ径を小さくした複数の円
弧を、前記円形状の中心とこの中心より前記第1の軸又
は前記第2の軸と平行な方向に前記ピッチの1/2だけ
離間した位置とを交互に中心として順次接続することに
より渦巻形状の工具軌跡を生成し、この工具軌跡に沿っ
て加工を行うための半円NCデータを自動で作成するこ
とができる。
【0013】請求項5記載のNCデータ作成装置は、請
求項4記載のNCデータ作成装置において、前記NCデ
ータ作成手段は、前記最外周円NCデータと前記第1及
び第2の半円NCデータに対して工具送り速度を各NC
データにおける半径に比例した値として設定するもので
ある。
求項4記載のNCデータ作成装置において、前記NCデ
ータ作成手段は、前記最外周円NCデータと前記第1及
び第2の半円NCデータに対して工具送り速度を各NC
データにおける半径に比例した値として設定するもので
ある。
【0014】請求項5の発明によれば、連続する複数の
円弧からなる渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心
に向かって前記円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速す
るNCデータを自動で作成することができる。
円弧からなる渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心
に向かって前記円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速す
るNCデータを自動で作成することができる。
【0015】
【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1は金型加工を行うマシニング
センタなどの工作機械の構成図であり、工作機械1はパ
ーソナルコンピュータなどから構成されたNCデータ作
成装置30によって作成されCNC装置2に入力される
NCデータに基づいて工作物Wの加工を行う。
に基づいて説明する。図1は金型加工を行うマシニング
センタなどの工作機械の構成図であり、工作機械1はパ
ーソナルコンピュータなどから構成されたNCデータ作
成装置30によって作成されCNC装置2に入力される
NCデータに基づいて工作物Wの加工を行う。
【0016】次に工作機械1本体の構成について説明す
る。ベッド10上には門形状のコラム11が立設されて
おり、このコラム11はX軸方向(図2において紙面と
垂直方向)に延在するX軸ガイドレール12に沿って、
X軸送りモータ13により移動するサドル14が設けら
れている。前記サドル14にはY軸方向(図1において
上下方向)に延在するY軸ガイドレール15に沿って、
Y軸送りモータ16によって移動するガントリ17が設
けられている。前記ガントリ17には主軸ヘッド18が
搭載され、この主軸ヘッド18には先端に工具Tを装着
して回転駆動する主軸19が回転可能に支承されてい
る。また、前記ベッド10上にはZ軸方向(図2におい
て左右方向)に延在するZ軸ガイドレール20に沿っ
て、Z軸送りモータ21によって移動するテーブル22
が設けられており、このテーブル22上に工作物Wが治
具23を介して位置決め固定されるようになっている。
る。ベッド10上には門形状のコラム11が立設されて
おり、このコラム11はX軸方向(図2において紙面と
垂直方向)に延在するX軸ガイドレール12に沿って、
X軸送りモータ13により移動するサドル14が設けら
れている。前記サドル14にはY軸方向(図1において
上下方向)に延在するY軸ガイドレール15に沿って、
Y軸送りモータ16によって移動するガントリ17が設
けられている。前記ガントリ17には主軸ヘッド18が
搭載され、この主軸ヘッド18には先端に工具Tを装着
して回転駆動する主軸19が回転可能に支承されてい
る。また、前記ベッド10上にはZ軸方向(図2におい
て左右方向)に延在するZ軸ガイドレール20に沿っ
て、Z軸送りモータ21によって移動するテーブル22
が設けられており、このテーブル22上に工作物Wが治
具23を介して位置決め固定されるようになっている。
【0017】工作機械1により工作物Wの加工を行うた
めに、NCデータに基づいてCNC装置2よりサーボモ
ータ駆動回路3,4,5に制御信号が入力される。前記
サーボモータ駆動回路3,4,5のそれぞれにより駆動
されるX,Y,Z軸送りモータ13,16,21により
サドル14,ガントリ17,テーブル22を制御して工
具Tと工作物Wの相対位置を3次元的に変化させること
により加工を行う。
めに、NCデータに基づいてCNC装置2よりサーボモ
ータ駆動回路3,4,5に制御信号が入力される。前記
サーボモータ駆動回路3,4,5のそれぞれにより駆動
されるX,Y,Z軸送りモータ13,16,21により
サドル14,ガントリ17,テーブル22を制御して工
具Tと工作物Wの相対位置を3次元的に変化させること
により加工を行う。
【0018】図2は円形状の加工を行う場合の工作物W
の加工手順を示す平面図であり、加工を行う円形状に対
して半径を工具径の1/2小さくした最外周円の円弧C
1と、この円弧C1の半径R1に対して半径を工具送り
ピッチPの1/2づつ小さくした複数の半円形状の円弧
C2,C3,C4,C5,・・・とからなり、この円弧
C1,C2,C3,C4,C5,・・・の中心を、前記
円形状の中心I0と、この中心I0よりX方向に前記工
具送りピッチPの1/2だけ離間した位置I1とに交互
に配置することにより、前記円形状の中心I0を中心と
する円弧C1,C3,C5,・・・と、前記中心I0よ
りX方向に前記工具送りピッチPの1/2だけ離間した
位置I1を中心とする円弧C2,C4,・・・とが接続
点e1,e2,e3,e4,e5,・・・において滑ら
かに接続される渦巻形状の工具軌跡が生成され、この工
具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Tを移動さ
せて加工を行う。
の加工手順を示す平面図であり、加工を行う円形状に対
して半径を工具径の1/2小さくした最外周円の円弧C
1と、この円弧C1の半径R1に対して半径を工具送り
ピッチPの1/2づつ小さくした複数の半円形状の円弧
C2,C3,C4,C5,・・・とからなり、この円弧
C1,C2,C3,C4,C5,・・・の中心を、前記
円形状の中心I0と、この中心I0よりX方向に前記工
具送りピッチPの1/2だけ離間した位置I1とに交互
に配置することにより、前記円形状の中心I0を中心と
する円弧C1,C3,C5,・・・と、前記中心I0よ
りX方向に前記工具送りピッチPの1/2だけ離間した
位置I1を中心とする円弧C2,C4,・・・とが接続
点e1,e2,e3,e4,e5,・・・において滑ら
かに接続される渦巻形状の工具軌跡が生成され、この工
具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Tを移動さ
せて加工を行う。
【0019】次に、図3のフローチャートを参照して、
NCデータ作成装置2によるNCデータの作成手順につ
いて説明する。まず、ステップ1で加工を行う円形状の
半径R0及び中心座標(I0,J0)、工具径T0及び
この工具径T0を考慮して予め設定される工具送りピッ
チP(0<P<T0)、工具送り速度F0を入力する。
なお、該入力はNCデータ作成装置に設けられたキーボ
ードなどを介してオペレータにより行われる。
NCデータ作成装置2によるNCデータの作成手順につ
いて説明する。まず、ステップ1で加工を行う円形状の
半径R0及び中心座標(I0,J0)、工具径T0及び
この工具径T0を考慮して予め設定される工具送りピッ
チP(0<P<T0)、工具送り速度F0を入力する。
なお、該入力はNCデータ作成装置に設けられたキーボ
ードなどを介してオペレータにより行われる。
【0020】次に、ステップ2でブロック番号nを1に
セットして、ステップ3において、円形状の加工を行う
上で基準となる最外周円の円弧C1のNCデータを作成
するためのパラメータを決定する。円弧C1の中心座標
(I1,J1)は円形状の中心座標(I0,J0)と同
一座標であり、次のようになる。 (I1,J1)=(I0,J0) 円弧C1の半径R1は円形状の半径R0から工具径T0
の1/2小さい値となるため、次のようになる。 R1=R0−T0/2 前記中心座標(I1,J1)及び半径R1から、円弧C
1の終点座標(x1,y1)は次のようになる。 (x1,y1)=(I1−R1,J1) なお、円弧C1は最外周円の円弧であるため、始点座標
及び終点座標は同一座標となる。円弧C1における工具
送り速度F1は、ステップ1にて入力された工具送り速
度F0を用いて次のようになる。 F1=F0
セットして、ステップ3において、円形状の加工を行う
上で基準となる最外周円の円弧C1のNCデータを作成
するためのパラメータを決定する。円弧C1の中心座標
(I1,J1)は円形状の中心座標(I0,J0)と同
一座標であり、次のようになる。 (I1,J1)=(I0,J0) 円弧C1の半径R1は円形状の半径R0から工具径T0
の1/2小さい値となるため、次のようになる。 R1=R0−T0/2 前記中心座標(I1,J1)及び半径R1から、円弧C
1の終点座標(x1,y1)は次のようになる。 (x1,y1)=(I1−R1,J1) なお、円弧C1は最外周円の円弧であるため、始点座標
及び終点座標は同一座標となる。円弧C1における工具
送り速度F1は、ステップ1にて入力された工具送り速
度F0を用いて次のようになる。 F1=F0
【0021】ステップ4において、円弧C1の終点座標
(x1,y1)及び中心座標(I1,J1)、円弧C1
における工具送り速度F1を基に、円弧補間によるNC
データを作成する。円弧C1のNCデータは次のように
なる。 G03,x1,y1,I1,J1,F1 なお、G03は反時計回りの円弧補間を示す指令であ
り、時計回りのときはG02となる。
(x1,y1)及び中心座標(I1,J1)、円弧C1
における工具送り速度F1を基に、円弧補間によるNC
データを作成する。円弧C1のNCデータは次のように
なる。 G03,x1,y1,I1,J1,F1 なお、G03は反時計回りの円弧補間を示す指令であ
り、時計回りのときはG02となる。
【0022】次に、ステップ5において、ブロック番号
nに1加算して、ステップ6において、最外周円の円弧
C1の半径R1に対して、工具送りピッチPの1/2づ
つ小さくなる半円形状の円弧Cnの半径Rnを次式に基
づいて求める。 Rn=R1−(n−1)・P/2
nに1加算して、ステップ6において、最外周円の円弧
C1の半径R1に対して、工具送りピッチPの1/2づ
つ小さくなる半円形状の円弧Cnの半径Rnを次式に基
づいて求める。 Rn=R1−(n−1)・P/2
【0023】ここで、判断ステップ7において、NCデ
ータ作成処理の継続・終了を判断する。円弧Cnの半径
Rnが工具送りピッチPより大きければ前記判断はYe
sとなりステップ8の処理へ進む。
ータ作成処理の継続・終了を判断する。円弧Cnの半径
Rnが工具送りピッチPより大きければ前記判断はYe
sとなりステップ8の処理へ進む。
【0024】ステップ8では、最外周円の円弧C1の工
具送り速度F1に対して、徐々に減速する円弧Cnの工
具送り速度Fnを次式に基づいて求める。 Fn=F1・Rn/R1
具送り速度F1に対して、徐々に減速する円弧Cnの工
具送り速度Fnを次式に基づいて求める。 Fn=F1・Rn/R1
【0025】ここで、判断ステップ9において、円弧C
nの中心座標(In,Jn)を、前記円弧C1の中心座
標(I1,J1)と、この中心座標(I1,J1)より
X方向に工具送りピッチPの1/2だけ離間した位置と
に交互に配置するために、nが偶数・奇数の判断を行
う。nが偶数であれば前記判断はYesとなり、ステッ
プ10の処理へ進む。
nの中心座標(In,Jn)を、前記円弧C1の中心座
標(I1,J1)と、この中心座標(I1,J1)より
X方向に工具送りピッチPの1/2だけ離間した位置と
に交互に配置するために、nが偶数・奇数の判断を行
う。nが偶数であれば前記判断はYesとなり、ステッ
プ10の処理へ進む。
【0026】ステップ10では、円弧C2,C4,・・
・の中心座標(In,Jn)が次のように決定される。 (In,Jn)=(I1−P/2,J1)
・の中心座標(In,Jn)が次のように決定される。 (In,Jn)=(I1−P/2,J1)
【0027】次に、ステップ11において、円弧C2,
C4,・・・の終点座標(xn,y n)を次式に基づい
て求める。 (xn,yn)=(I1+Rn−P/2,J1)
C4,・・・の終点座標(xn,y n)を次式に基づい
て求める。 (xn,yn)=(I1+Rn−P/2,J1)
【0028】ステップ14において、円弧Cnの終点座
標(xn,yn)、中心座標(In,Jn)、円弧Cn
における工具送り速度Fnを基に、円弧補間によるNC
データを作成して、ステップ5へ戻る。円弧CnのNC
データは次のようになる。 G03,xn,yn,In,Jn,Fn
標(xn,yn)、中心座標(In,Jn)、円弧Cn
における工具送り速度Fnを基に、円弧補間によるNC
データを作成して、ステップ5へ戻る。円弧CnのNC
データは次のようになる。 G03,xn,yn,In,Jn,Fn
【0029】続いて、前記ステップ5〜8の処理を行
い、前記判断ステップ9において、nが奇数であれば前
記判断はNoとなり、ステップ12の処理へ進む。
い、前記判断ステップ9において、nが奇数であれば前
記判断はNoとなり、ステップ12の処理へ進む。
【0030】ステップ12では、円弧C3,C5,・・
・の中心座標(In,Jn)が次のように決定される。 (In,Jn)=(I1,J1)
・の中心座標(In,Jn)が次のように決定される。 (In,Jn)=(I1,J1)
【0031】次に、ステップ13において、円弧C3,
C5,・・・の終点座標(xn,y n)を次式に基づい
て求めて、ステップ14へ戻る。 (xn,yn)=(I1−Rn,J1)
C5,・・・の終点座標(xn,y n)を次式に基づい
て求めて、ステップ14へ戻る。 (xn,yn)=(I1−Rn,J1)
【0032】前記ステップ5〜14の処理を繰り返すこ
とにより、図2に示すように、半径を工具送りピッチP
の1/2づつ小さくした複数の半円形状の円弧C2,C
3,C4,C5,・・・からなる渦巻形状に沿って、外
周から中心に向かって前記円弧C2,C3,C4,
C5,・・・ごとに工具送り速度を減速させて加工を行
うためのNCデータを作成していき、判断ステップ7に
おいて、円弧Cnの半径R nが工具送りピッチPよりも
小さくなったとき、前記判断がNoとなり、NCデータ
作成処理を終了する。
とにより、図2に示すように、半径を工具送りピッチP
の1/2づつ小さくした複数の半円形状の円弧C2,C
3,C4,C5,・・・からなる渦巻形状に沿って、外
周から中心に向かって前記円弧C2,C3,C4,
C5,・・・ごとに工具送り速度を減速させて加工を行
うためのNCデータを作成していき、判断ステップ7に
おいて、円弧Cnの半径R nが工具送りピッチPよりも
小さくなったとき、前記判断がNoとなり、NCデータ
作成処理を終了する。
【0033】なお、上述の実施の形態では、最外周円の
円弧C1と、この円弧C1の半径R 1に対して半径を工
具送りピッチの1/2づつ小さくした複数の半円形状の
円弧C2,C3,C4,C5,・・・とからなり、前記
円弧C1,C2,C3,C4,C5,・・・の中心座標
(In,Jn)を、加工を行う円形状の中心座標
(I 0,J0)と、この中心座標(I0,J0)よりX
方向に前記工具送りピッチの1/2だけ離間した位置と
に交互に配置することにより、渦巻形状の工具軌跡を生
成しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、前記円弧C1,C2,C3,C4,C5,・・・の
中心座標(In,Jn)を、加工を行う円形状の中心座
標(I0,J0)と、この中心座標(I0,J0)より
Y方向、あるいは、任意の方向に前記工具送りピッチの
1/2だけ離間した位置とに交互に配置してもよい。
円弧C1と、この円弧C1の半径R 1に対して半径を工
具送りピッチの1/2づつ小さくした複数の半円形状の
円弧C2,C3,C4,C5,・・・とからなり、前記
円弧C1,C2,C3,C4,C5,・・・の中心座標
(In,Jn)を、加工を行う円形状の中心座標
(I 0,J0)と、この中心座標(I0,J0)よりX
方向に前記工具送りピッチの1/2だけ離間した位置と
に交互に配置することにより、渦巻形状の工具軌跡を生
成しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、前記円弧C1,C2,C3,C4,C5,・・・の
中心座標(In,Jn)を、加工を行う円形状の中心座
標(I0,J0)と、この中心座標(I0,J0)より
Y方向、あるいは、任意の方向に前記工具送りピッチの
1/2だけ離間した位置とに交互に配置してもよい。
【0034】また、前記円弧C1の中心座標(I1,J
1)を加工を行う円形状の中心座標(I0,J0)と
し、前記半円形状の円弧C2,C3,C4,C5,・・
・の中心座標(In,Jn)を、前記円弧C1の中心座
標(I1,J1)よりX方向又はY方向に前記工具送り
ピッチの1/4だけ離間した位置と、前記中心座標(I
1,J1)よりX方向又はY方向に前記工具送りピッチ
の−1/4だけ離間した位置とに交互に配置してもよ
い。この場合、前記円弧C2の半径R2は前記円弧C1
の半径R1に対して前記工具送りピッチの1/4だけ小
さい値となる。
1)を加工を行う円形状の中心座標(I0,J0)と
し、前記半円形状の円弧C2,C3,C4,C5,・・
・の中心座標(In,Jn)を、前記円弧C1の中心座
標(I1,J1)よりX方向又はY方向に前記工具送り
ピッチの1/4だけ離間した位置と、前記中心座標(I
1,J1)よりX方向又はY方向に前記工具送りピッチ
の−1/4だけ離間した位置とに交互に配置してもよ
い。この場合、前記円弧C2の半径R2は前記円弧C1
の半径R1に対して前記工具送りピッチの1/4だけ小
さい値となる。
【0035】また、上述の実施の形態では、連続する複
数の円弧C1,C2,C3,C4,C5,・・・からな
る渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって
工具Tを移動させて加工を行うものであるが、本発明は
これに限定されるものではなく、中心から外周に向かっ
て加工を行ってもよい。
数の円弧C1,C2,C3,C4,C5,・・・からな
る渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって
工具Tを移動させて加工を行うものであるが、本発明は
これに限定されるものではなく、中心から外周に向かっ
て加工を行ってもよい。
【0036】また、上述の実施の形態では、Z軸方向の
動作についての説明を省略しているが、実際に工作物に
対して円形状の加工を行う場合、加工開始位置である最
外周円の円弧の始点において、工具をZ軸方向に所定量
だけ切り込んだ状態で、X軸及びY軸の同時2軸制御に
より渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かっ
て工具を移動させて加工を行い、この加工が終了した
ら、前記工具を前記加工開始位置まで戻して再びZ方向
に所定量だけ切り込んで、渦巻形状の工具軌跡に沿って
加工を行う。これを繰り返すことにより、Z軸方向の予
め設定された深さまで1段づつ加工を行うものである。
動作についての説明を省略しているが、実際に工作物に
対して円形状の加工を行う場合、加工開始位置である最
外周円の円弧の始点において、工具をZ軸方向に所定量
だけ切り込んだ状態で、X軸及びY軸の同時2軸制御に
より渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かっ
て工具を移動させて加工を行い、この加工が終了した
ら、前記工具を前記加工開始位置まで戻して再びZ方向
に所定量だけ切り込んで、渦巻形状の工具軌跡に沿って
加工を行う。これを繰り返すことにより、Z軸方向の予
め設定された深さまで1段づつ加工を行うものである。
【0037】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、前記複数の半
円形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加
工点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
CNC装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
円形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加
工点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
CNC装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
【0038】ここで、本発明の効果を確認するため、同
一の工作物及び工具を用いて、径30mmの円形状を工
具送りピッチ0.15mmで従来のインボリュート曲線
に沿って加工を行う場合と、本発明の連続する複数の円
弧からなる渦巻形状に沿って加工を行う場合とのブロッ
ク数及びデータ量を比較した結果を示す。この結果、従
来のインボリュート曲線に沿って加工を行う場合、ブロ
ック数12330、データ量189Kとなり、本発明の
連続する複数の円弧からなる渦巻形状に沿って加工を行
う場合、ブロック数240、データ量7Kとなった。こ
の結果より、本発明の連続する複数の円弧からなる渦巻
形状に沿って加工を行う場合は、従来のインボリュート
曲線に沿って加工を行う場合に比べて、ブロック数で約
1/50、データ量で1/27となることが確認され
た。
一の工作物及び工具を用いて、径30mmの円形状を工
具送りピッチ0.15mmで従来のインボリュート曲線
に沿って加工を行う場合と、本発明の連続する複数の円
弧からなる渦巻形状に沿って加工を行う場合とのブロッ
ク数及びデータ量を比較した結果を示す。この結果、従
来のインボリュート曲線に沿って加工を行う場合、ブロ
ック数12330、データ量189Kとなり、本発明の
連続する複数の円弧からなる渦巻形状に沿って加工を行
う場合、ブロック数240、データ量7Kとなった。こ
の結果より、本発明の連続する複数の円弧からなる渦巻
形状に沿って加工を行う場合は、従来のインボリュート
曲線に沿って加工を行う場合に比べて、ブロック数で約
1/50、データ量で1/27となることが確認され
た。
【0039】請求項2の発明によれば、渦巻形状の工具
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る第1の軸又は第
2の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記円弧の始
点及び終点を示す座標データが求めやすく、更にCNC
装置における演算処理を高速化することができ、高速で
の工具送りが可能となる。
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る第1の軸又は第
2の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記円弧の始
点及び終点を示す座標データが求めやすく、更にCNC
装置における演算処理を高速化することができ、高速で
の工具送りが可能となる。
【0040】請求項3の発明によれば、前記渦巻形状の
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
【0041】請求項4の発明によれば、上述した請求項
1及び請求項2の効果を得ることができるNCデータを
自動で作成することが可能である。
1及び請求項2の効果を得ることができるNCデータを
自動で作成することが可能である。
【0042】請求項5の発明によれば、上述した請求項
3の効果を得ることができるNCデータを自動で作成す
ることが可能である。
3の効果を得ることができるNCデータを自動で作成す
ることが可能である。
【図1】本発明の実施の形態を示す工作機械の構成図で
ある。
ある。
【図2】本発明の実施の形態に係る工作物の加工手順を
示す図である。
示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るNCデータの作成処
理を示すフローチャートである。
理を示すフローチャートである。
1 工作機械 30 NCデータ作成装置 C1,C2,C3,C4,C5 円弧 I0 円形状中心、円弧中心 I1 円弧中心 P 工具送りピッチ R1 最外周円半径 T 工具 T0 工具径 W 工作物
フロントページの続き Fターム(参考) 3C022 EE05 5H269 AB05 AB31 BB05 QB04 RB04 9A001 HH34 JJ49 KK32
Claims (5)
- 【請求項1】第1の軸とこの第1の軸と直交する第2の
軸との同時2軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いた円形状の加工方法
において、工具径を考慮して予め設定された工具送りピ
ッチづつ径を小さくした複数の半円形状の円弧を、前記
ピッチの1/2だけ離間した2点を交互に中心として順
次接続することにより渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って工具を移動させて加工を行うことを
特徴とする円形状の加工方法。 - 【請求項2】請求項1記載の円形状の加工方法におい
て、前記ピッチの1/2だけ離間した2点を、前記円形
状の中心及びこの中心より前記第1の軸又は前記第2の
軸と平行な方向に前記ピッチの1/2だけ離間した位置
とすることを特徴とする円形状の加工方法。 - 【請求項3】請求項1又は2記載の円形状の加工方法に
おいて、前記渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心
に向かって前記半円形状の円弧ごとに工具送り速度を徐
々に減速させて加工を行うことを特徴とする円形状の加
工方法。 - 【請求項4】第1の軸とこの第1の軸と直交する第2の
軸との同時2軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いて円形状の加工を行
うためのNCデータを作成するNCデータ作成装置にお
いて、加工する円形状の中心座標や半径及び使用する工
具の工具径などのデータを入力するデータ入力手段と、
該データ入力手段により入力されたデータに基づいて、
前記円形状の外周の円弧に沿った工具軌跡を生じる最外
周円NCデータを作成するとともに、前記最外周円NC
データにおける半径に対して前記工具径を考慮して設定
された工具送りピッチの1/2づつ順次半径を小さくし
た複数の半円形状の円弧であって前記最外周円NCデー
タにおける中心座標に対して前記第1の軸又は前記第2
の軸と平行な方向に前記ピッチの1/2だけ離間した位
置を中心とする第1の半円NCデータと前記最外周円N
Cデータにおける中心座標を中心とする第2の半円NC
データとを前記第1の半円NCデータもしくは前記第2
の半円NCデータにおける半径が前記ピッチより小さく
なるまで順次交互に作成するデータ作成手段とを備えた
ことを特徴とするNCデータ作成装置。 - 【請求項5】請求項4記載のNCデータ作成装置におい
て、前記NCデータ作成手段は、前記最外周円NCデー
タと前記第1の半円NCデータ及び第2の半円NCデー
タに対して工具送り速度を各NCデータにおける半径に
比例した値として設定することを特徴とするNCデータ
作成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33222899A JP2001147708A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 円形状の加工方法及びその加工を行うためのncデータ作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33222899A JP2001147708A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 円形状の加工方法及びその加工を行うためのncデータ作成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001147708A true JP2001147708A (ja) | 2001-05-29 |
Family
ID=18252615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33222899A Pending JP2001147708A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 円形状の加工方法及びその加工を行うためのncデータ作成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001147708A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011039991A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Matsuura Machinery Corp | Cad/camシステム |
CN103226343A (zh) * | 2012-01-26 | 2013-07-31 | 斗山英维高株式会社 | 机床中的真圆切削加工装置和方法 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33222899A patent/JP2001147708A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011039991A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Matsuura Machinery Corp | Cad/camシステム |
CN103226343A (zh) * | 2012-01-26 | 2013-07-31 | 斗山英维高株式会社 | 机床中的真圆切削加工装置和方法 |
CN103226343B (zh) * | 2012-01-26 | 2017-08-04 | 斗山机床株式会社 | 机床中的真圆切削加工装置和方法 |
KR101936141B1 (ko) * | 2012-01-26 | 2019-01-09 | 두산공작기계 주식회사 | 공작 기계에서의 진원 절삭 가공 장치 및 방법 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050411 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051206 |