JP2002283191A - 刃具選択方法及び工具自動決定装置 - Google Patents
刃具選択方法及び工具自動決定装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 刃具の適性を多角的に評価し、要求された加
工条件に最適な刃具を選択し、その刃具をホルダに要求
値と等しい突出し長さで組み合わせる。 【解決手段】 加工条件入力部１にてＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステムから要求された加工条件を入力し、刃具情報記憶
部２に刃具のシャンク形状及び加工条件に対する適合度
を記憶する。刃具選択部３は加工条件に該当する適合度
を合計し合計値が最大の刃具を選択する。ホルダ・コレ
ット情報記憶部４にホルダとコレットに関連する情報を
記憶し、ホルダ・コレット選択部５が機種及びシャンク
形状に適合するホルダとコレットを選択する。工具セッ
ト作成部６はホルダに対する刃具の突出し長さを含む工
具組合せ情報を作成し、切削条件設定部７にて突出し長
さに適合する切削条件を設定し、工具情報出力部８が工
具組合せ情報及び切削条件を出力する。
工条件に最適な刃具を選択し、その刃具をホルダに要求
値と等しい突出し長さで組み合わせる。 【解決手段】 加工条件入力部１にてＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステムから要求された加工条件を入力し、刃具情報記憶
部２に刃具のシャンク形状及び加工条件に対する適合度
を記憶する。刃具選択部３は加工条件に該当する適合度
を合計し合計値が最大の刃具を選択する。ホルダ・コレ
ット情報記憶部４にホルダとコレットに関連する情報を
記憶し、ホルダ・コレット選択部５が機種及びシャンク
形状に適合するホルダとコレットを選択する。工具セッ
ト作成部６はホルダに対する刃具の突出し長さを含む工
具組合せ情報を作成し、切削条件設定部７にて突出し長
さに適合する切削条件を設定し、工具情報出力部８が工
具組合せ情報及び切削条件を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械におい
て、加工条件に適した刃具を選択する方法、及び、選択
した刃具をホルダに組み合わせて工具を自動的に決定す
る装置に関するものである。
て、加工条件に適した刃具を選択する方法、及び、選択
した刃具をホルダに組み合わせて工具を自動的に決定す
る装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＮＣ工作機械用の加工プログラム
を作成するにあたり、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム又はオペ
レータにより指定された加工条件をもとに、その加工に
適した刃具を工具データベースから選択する方法が知ら
れている。例えば、特開平６−２４６５９７号公報に
は、刃具に対し特定の加工条件をキーワードで関連付け
て工具情報テーブルを作成し、多数のテーブルを工具情
報知識ベースに登録し、この知識ベースを問い合せ式を
用いて検索し、要求された加工条件に適合する刃具を選
び出す技術が開示されている。
を作成するにあたり、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム又はオペ
レータにより指定された加工条件をもとに、その加工に
適した刃具を工具データベースから選択する方法が知ら
れている。例えば、特開平６−２４６５９７号公報に
は、刃具に対し特定の加工条件をキーワードで関連付け
て工具情報テーブルを作成し、多数のテーブルを工具情
報知識ベースに登録し、この知識ベースを問い合せ式を
用いて検索し、要求された加工条件に適合する刃具を選
び出す技術が開示されている。
【０００３】また、特開平１０−１５６６６２号公報に
は、加工条件に対し特定の刃具及びホルダを関連付けて
刃具・ホルダ情報管理ファイルに登録し、ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍシステムに入力された加工内容をもとに刃具・ホルダ
情報管理ファイルを参照して、加工に最適で本数が最小
限になる刃具を選択するととともに、刃具の全長とホル
ダの最大つかみ代とから刃具の突出し長さを算出して、
工具セットを作成する技術が開示されている。
は、加工条件に対し特定の刃具及びホルダを関連付けて
刃具・ホルダ情報管理ファイルに登録し、ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍシステムに入力された加工内容をもとに刃具・ホルダ
情報管理ファイルを参照して、加工に最適で本数が最小
限になる刃具を選択するととともに、刃具の全長とホル
ダの最大つかみ代とから刃具の突出し長さを算出して、
工具セットを作成する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
よると、加工条件と刃具とを固定的に関連付けているた
め、金型のエンドミル加工など刃具の送り方向や仕上げ
程度が多岐にわたる場合に、要求条件を満たす刃具を検
索できなかったり、逆に、要求条件が少ない場合に、多
数の刃具が選択されたりする可能性が高かった。従っ
て、刃具の最終決定に際して人間系の設定操作（特開平
６−２４６５９７号公報の段落番号００２１参照）が必
要になり、習熟しないオペレータには取扱が困難であっ
た。
よると、加工条件と刃具とを固定的に関連付けているた
め、金型のエンドミル加工など刃具の送り方向や仕上げ
程度が多岐にわたる場合に、要求条件を満たす刃具を検
索できなかったり、逆に、要求条件が少ない場合に、多
数の刃具が選択されたりする可能性が高かった。従っ
て、刃具の最終決定に際して人間系の設定操作（特開平
６−２４６５９７号公報の段落番号００２１参照）が必
要になり、習熟しないオペレータには取扱が困難であっ
た。
【０００５】また、従来技術によると、一種類の工作機
械を想定して工具セットを作成しているため、複数種の
機械が稼動する工場の場合に、刃具・ホルダ情報管理フ
ァイルを機械毎に登録する必要があり、工具管理システ
ムが複雑化する問題点があった。特に、突出し長さの算
出にあたっては、ホルダ側の最大つかみ代を固定値とし
て用いているので（特開平１０−１５６６６２号公報の
段落番号００４３参照）、ホルダに対する刃具の突出し
長さが一定に制限され、刃具及びホルダを工具干渉を避
けるための要求値と等しい突出し長さで組み合わせるこ
とができなかった。しかも、刃具側のつかみ代が考慮さ
れていないため、長い刃具の場合につかみ代が不足し、
加工精度に悪影響を及ぼすおそれもあった。
械を想定して工具セットを作成しているため、複数種の
機械が稼動する工場の場合に、刃具・ホルダ情報管理フ
ァイルを機械毎に登録する必要があり、工具管理システ
ムが複雑化する問題点があった。特に、突出し長さの算
出にあたっては、ホルダ側の最大つかみ代を固定値とし
て用いているので（特開平１０−１５６６６２号公報の
段落番号００４３参照）、ホルダに対する刃具の突出し
長さが一定に制限され、刃具及びホルダを工具干渉を避
けるための要求値と等しい突出し長さで組み合わせるこ
とができなかった。しかも、刃具側のつかみ代が考慮さ
れていないため、長い刃具の場合につかみ代が不足し、
加工精度に悪影響を及ぼすおそれもあった。
【０００６】そこで、本発明の課題は、刃具の適性を多
角的に評価して、要求された加工条件に最適な刃具を選
択できる刃具選択方法、並びに、複数種の工作機械に汎
用して、最適な工具セットを作成できる工具自動決定装
置を提供することにある。
角的に評価して、要求された加工条件に最適な刃具を選
択できる刃具選択方法、並びに、複数種の工作機械に汎
用して、最適な工具セットを作成できる工具自動決定装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明による刃具選択方法は、加工条件
毎に刃具の適合度を記憶し、要求された加工条件に該当
する適合度を合計し、合計値が最大の刃具を選択するこ
とを特徴とする。
めに、請求項１の発明による刃具選択方法は、加工条件
毎に刃具の適合度を記憶し、要求された加工条件に該当
する適合度を合計し、合計値が最大の刃具を選択するこ
とを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明による刃具選択方法は、合
計値が最大の刃具が複数ある場合に、加工条件の優先順
に最大適合度の刃具を選択することを特徴とする。
計値が最大の刃具が複数ある場合に、加工条件の優先順
に最大適合度の刃具を選択することを特徴とする。
【０００９】請求項３の発明による工具自動決定装置
は、加工条件を入力する加工条件入力部と、刃具に関連
する情報を記憶する刃具情報記憶部と、加工条件に適合
する刃具を選択する刃具選択部と、ホルダに関連する情
報を記憶するホルダ情報記憶部と、工作機械の種類及び
刃具に適合するホルダを選択するホルダ選択部とからな
ることを特徴とする。
は、加工条件を入力する加工条件入力部と、刃具に関連
する情報を記憶する刃具情報記憶部と、加工条件に適合
する刃具を選択する刃具選択部と、ホルダに関連する情
報を記憶するホルダ情報記憶部と、工作機械の種類及び
刃具に適合するホルダを選択するホルダ選択部とからな
ることを特徴とする。
【００１０】請求項４の発明による工具自動決定装置
は、ホルダに対する刃具の突出し長さを含む組合せ情報
を作成する工具セット作成部と、突出し長さに適合する
切削条件を設定する切削条件設定部と、組合せ情報及び
切削条件を出力する工具情報出力部とを備えたことを特
徴とする。
は、ホルダに対する刃具の突出し長さを含む組合せ情報
を作成する工具セット作成部と、突出し長さに適合する
切削条件を設定する切削条件設定部と、組合せ情報及び
切削条件を出力する工具情報出力部とを備えたことを特
徴とする。
【００１１】請求項５の発明による工具自動決定装置
は、工具セット作成部が刃具の最大及び最小つかみ代と
ホルダの最大及び最小つかみ代とに基づいて入力値と略
等しい突出し長さを算出する手段を備えたことを特徴と
する。
は、工具セット作成部が刃具の最大及び最小つかみ代と
ホルダの最大及び最小つかみ代とに基づいて入力値と略
等しい突出し長さを算出する手段を備えたことを特徴と
する。
【００１２】請求項６の発明による工具自動決定装置
は、切削条件設定部が刃具に固有の基準条件を突出し長
さによる刃具の剛性変化に応じて変更する手段を備えた
ことを特徴とする。
は、切削条件設定部が刃具に固有の基準条件を突出し長
さによる刃具の剛性変化に応じて変更する手段を備えた
ことを特徴とする。
【００１３】
【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。この実施形態の工具自動決定装置
は図1に示す機能部から構成され、図２に示す手順で工
具を自動的に決定する。加工条件入力部１はＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステム又はオペレータから要求された加工条件を
入力する（ステップＳ１）。加工条件には、刃具の刃先
形状、仮想刃先径、刃先の突出し長さ、刃具の送り方
向、仕上げ程度、ワークの素材名、工作機械の種類（機
械名）等が含まれる。
に基づいて説明する。この実施形態の工具自動決定装置
は図1に示す機能部から構成され、図２に示す手順で工
具を自動的に決定する。加工条件入力部１はＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステム又はオペレータから要求された加工条件を
入力する（ステップＳ１）。加工条件には、刃具の刃先
形状、仮想刃先径、刃先の突出し長さ、刃具の送り方
向、仕上げ程度、ワークの素材名、工作機械の種類（機
械名）等が含まれる。
【００１４】刃具情報記憶部２には刃具１１（図５参
照）に関連する情報が記憶されている。この刃具情報に
は、刃具のシャンクタイプ（ストレート、サイドロック
等）、シャンク長、最大シャンクつかみ代及び最小シャ
ンクつかみ代等のシャンク形状情報と、加工条件に対す
る刃具の適合度情報とが含まれる。そして、刃具選択部
３はこの適合度情報に基づいて最適な刃具を選択する
（ステップＳ２）。
照）に関連する情報が記憶されている。この刃具情報に
は、刃具のシャンクタイプ（ストレート、サイドロック
等）、シャンク長、最大シャンクつかみ代及び最小シャ
ンクつかみ代等のシャンク形状情報と、加工条件に対す
る刃具の適合度情報とが含まれる。そして、刃具選択部
３はこの適合度情報に基づいて最適な刃具を選択する
（ステップＳ２）。
【００１５】刃具選択方法について詳述すると、適合度
情報は工場に保管されている全ての刃具について予め図
３に示すフォーマットで記憶されている。ここで加工条
件は、ワークの素材を定義する素材区分、刃具の送り方
向を定義する方向区分、仕上げ程度を定義する仕上げ区
分の３項目に分類され、各項目毎に刃具の周速、送り速
度及び切込速度等を考慮して５段階の適合度（１が不適
合、５が最適合）が付されている。
情報は工場に保管されている全ての刃具について予め図
３に示すフォーマットで記憶されている。ここで加工条
件は、ワークの素材を定義する素材区分、刃具の送り方
向を定義する方向区分、仕上げ程度を定義する仕上げ区
分の３項目に分類され、各項目毎に刃具の周速、送り速
度及び切込速度等を考慮して５段階の適合度（１が不適
合、５が最適合）が付されている。
【００１６】刃具選択部３は、入力された３項目の加工
条件に該当する適合度を合計し、その合計値が最大の刃
具を選択する。また、合計値が最大の刃具が複数ある場
合に、刃具選択部３は加工条件の優先順に最大適合度の
刃具を選択する。例えば図４において、最優先の加工条
件が素材区分であれば刃具１を、方向区分であれば刃具
２を、仕上げ区分であれば刃具３を選択し、各項目にそ
れぞれ同じ適合度の刃具が複数あればオペレータが最終
的に決定する。
条件に該当する適合度を合計し、その合計値が最大の刃
具を選択する。また、合計値が最大の刃具が複数ある場
合に、刃具選択部３は加工条件の優先順に最大適合度の
刃具を選択する。例えば図４において、最優先の加工条
件が素材区分であれば刃具１を、方向区分であれば刃具
２を、仕上げ区分であれば刃具３を選択し、各項目にそ
れぞれ同じ適合度の刃具が複数あればオペレータが最終
的に決定する。
【００１７】上記刃具選択方法によれば、加工条件毎に
刃具の適合度が付されているため、金型加工など素材や
送り方向や仕上げ程度が多岐にわたる場合でも、３項目
にわたる適合度を合計して刃具の適性を多角的に評価
し、多数の刃具のうちから要求条件を満たす最適な刃具
を簡単に選択でき、もって、高精度、高能率加工に貢献
することができる。また、加工条件の優先順位を考慮し
た手法を用いているので、習熟しないオペレータであっ
ても、合計値が同じ複数の刃具の中から一つを容易に厳
選することもできる。
刃具の適合度が付されているため、金型加工など素材や
送り方向や仕上げ程度が多岐にわたる場合でも、３項目
にわたる適合度を合計して刃具の適性を多角的に評価
し、多数の刃具のうちから要求条件を満たす最適な刃具
を簡単に選択でき、もって、高精度、高能率加工に貢献
することができる。また、加工条件の優先順位を考慮し
た手法を用いているので、習熟しないオペレータであっ
ても、合計値が同じ複数の刃具の中から一つを容易に厳
選することもできる。
【００１８】次に、ホルダ・コレット情報記憶部４には
ホルダ１２及びコレット１３（図５参照）に関連する情
報が記憶されている。ホルダ・コレット情報には、ホル
ダのタイプ、その内外径、最大ホルダつかみ代、最小ホ
ルダつかみ代、クーラント通路の有無、ホルダを主軸に
取り付けるためのプルスタッドボルトの規格、コレット
の内外径等のデータが含まれる。そして、ホルダ・コレ
ット選択部５は、入力された工作機械の種類と選択され
た刃具のシャンク形状とに適合するホルダ及びコレット
を選択する（ステップＳ３）。
ホルダ１２及びコレット１３（図５参照）に関連する情
報が記憶されている。ホルダ・コレット情報には、ホル
ダのタイプ、その内外径、最大ホルダつかみ代、最小ホ
ルダつかみ代、クーラント通路の有無、ホルダを主軸に
取り付けるためのプルスタッドボルトの規格、コレット
の内外径等のデータが含まれる。そして、ホルダ・コレ
ット選択部５は、入力された工作機械の種類と選択され
た刃具のシャンク形状とに適合するホルダ及びコレット
を選択する（ステップＳ３）。
【００１９】こうすれば、指定された機種の主軸に把握
できるタイプであって、かつ選択された刃具のシャンク
形状にも適合する寸法のホルダ及びコレットを選択する
ことができる。従って、複数種の工作機械が設置された
加工工場において、保有する多数の工具パーツを一元的
に管理し、そのうちから実際に使用する機械に適したパ
ーツを選択して、実加工に最適な工具セットを作成する
ことができる。また、予定と違う機械に変更された場合
でも、新たな機械情報を入力してパーツを再選択すれ
ば、工具セットをすばやく更新できて、生産ラインのフ
レキシビリティーが向上する。
できるタイプであって、かつ選択された刃具のシャンク
形状にも適合する寸法のホルダ及びコレットを選択する
ことができる。従って、複数種の工作機械が設置された
加工工場において、保有する多数の工具パーツを一元的
に管理し、そのうちから実際に使用する機械に適したパ
ーツを選択して、実加工に最適な工具セットを作成する
ことができる。また、予定と違う機械に変更された場合
でも、新たな機械情報を入力してパーツを再選択すれ
ば、工具セットをすばやく更新できて、生産ラインのフ
レキシビリティーが向上する。
【００２０】続いて、工具セット作成部６では、選択さ
れた刃具、ホルダ及びコレットの組み合わせに必要な工
具組合せ情報が作成される（ステップＳ４）。工具組合
せ情報には、ホルダに対する刃具の突出し長さが含まれ
る。工具セット作成部６は、刃具の最大及び最小つかみ
代とホルダの最大及び最小つかみ代とに基づいて、入力
値と略等しい突出し長さを算出する手段を備える。該手
段による突出し長さの算出方法を以下に詳述する。
れた刃具、ホルダ及びコレットの組み合わせに必要な工
具組合せ情報が作成される（ステップＳ４）。工具組合
せ情報には、ホルダに対する刃具の突出し長さが含まれ
る。工具セット作成部６は、刃具の最大及び最小つかみ
代とホルダの最大及び最小つかみ代とに基づいて、入力
値と略等しい突出し長さを算出する手段を備える。該手
段による突出し長さの算出方法を以下に詳述する。
【００２１】図５に示すように、刃具１１及びホルダ１
２の組付長さは所定の範囲で調整可能である。刃具１１
は、それ以下の長さでは十分な把握力が得られない最小
シャンクつかみ代（同図Ａ参照）と、それ以上の長さで
はホルダ１２で把握できない最大シャンクつかみ代（同
図Ｂ参照）とを持つ。刃具1１の全長をシャンク長とす
ると、以下の関係が成立する。 シャンク長＝最大突出し長さ＋最小シャンクつかみ代 シャンク長＝最小突出し長さ＋最大シャンクつかみ代
２の組付長さは所定の範囲で調整可能である。刃具１１
は、それ以下の長さでは十分な把握力が得られない最小
シャンクつかみ代（同図Ａ参照）と、それ以上の長さで
はホルダ１２で把握できない最大シャンクつかみ代（同
図Ｂ参照）とを持つ。刃具1１の全長をシャンク長とす
ると、以下の関係が成立する。 シャンク長＝最大突出し長さ＋最小シャンクつかみ代 シャンク長＝最小突出し長さ＋最大シャンクつかみ代
【００２２】これと同様に、ホルダ１２も、それ以下の
長さでは十分な把握力が得られない最小ホルダつかみ代
と、それ以上の長さでは刃具１１を把握できない最大ホ
ルダつかみ代とを持つ。なお、 最小ホルダつかみ代＜最小シャンクつかみ代 の場合は、最小シャンクつかみ代が優先されるため、最
小ホルダつかみ代は最小シャンクつかみ代と等しいとみ
なされる。
長さでは十分な把握力が得られない最小ホルダつかみ代
と、それ以上の長さでは刃具１１を把握できない最大ホ
ルダつかみ代とを持つ。なお、 最小ホルダつかみ代＜最小シャンクつかみ代 の場合は、最小シャンクつかみ代が優先されるため、最
小ホルダつかみ代は最小シャンクつかみ代と等しいとみ
なされる。
【００２３】工具セット作成部６は、突出し長さの算出
にあたり、まず、選択されたホルダの中から要求された
突出し長さを確保できる深さのホルダを抽出する。図６
に示すように、要求突出し長さをＬ、そのプラス側許容
値をα、マイナス側許容値をβとすると、シャンク長が Ｌ＋α＋最大ホルダつかみ代≧シャンク長≧最小シャン
クつかみ代＋Ｌ−β の関係を満たすホルダを抽出する。次に、そのうちから
最大ホルダつかみ代が シャンク長−Ｌ より大きくかつ最も近いホルダを決定する。
にあたり、まず、選択されたホルダの中から要求された
突出し長さを確保できる深さのホルダを抽出する。図６
に示すように、要求突出し長さをＬ、そのプラス側許容
値をα、マイナス側許容値をβとすると、シャンク長が Ｌ＋α＋最大ホルダつかみ代≧シャンク長≧最小シャン
クつかみ代＋Ｌ−β の関係を満たすホルダを抽出する。次に、そのうちから
最大ホルダつかみ代が シャンク長−Ｌ より大きくかつ最も近いホルダを決定する。
【００２４】続いて、図７に示すように、シャンク長を
考慮して突出し長さλを決定する。シャンク長が （Ａ）Ｌ＋α＋最大ホルダつかみ代≧シャンク長＞Ｌ＋
最大ホルダつかみ代 である場合は、刃具を最大ホルダつかみ代に相当する長
さでつかむため、突出し長さλａは λａ＝シャンク長−最大ホルダつかみ代 である。シャンク長が （Ｂ）Ｌ＋最大ホルダつかみ代≧シャンク長＞Ｌ＋最小
シャンクつかみ代 である場合は、刃先端を要求突出し長さＬに合わせて、
刃具を最小シャンクつかみ代以上、最大ホルダつかみ代
未満の長さでつかむため、突出し長さλｂは λｂ＝Ｌ である。また、シャンク長が （Ｃ）Ｌ＋最小シャンクつかみ代＞シャンク長≧Ｌ−β
＋最小シャンクつかみ代 である場合は、刃具を最小シャンクつかみ代に相当する
長さでつかむため、突出し長さλｃは λｃ＝シャンク長−最小シャンクつかみ代 である。
考慮して突出し長さλを決定する。シャンク長が （Ａ）Ｌ＋α＋最大ホルダつかみ代≧シャンク長＞Ｌ＋
最大ホルダつかみ代 である場合は、刃具を最大ホルダつかみ代に相当する長
さでつかむため、突出し長さλａは λａ＝シャンク長−最大ホルダつかみ代 である。シャンク長が （Ｂ）Ｌ＋最大ホルダつかみ代≧シャンク長＞Ｌ＋最小
シャンクつかみ代 である場合は、刃先端を要求突出し長さＬに合わせて、
刃具を最小シャンクつかみ代以上、最大ホルダつかみ代
未満の長さでつかむため、突出し長さλｂは λｂ＝Ｌ である。また、シャンク長が （Ｃ）Ｌ＋最小シャンクつかみ代＞シャンク長≧Ｌ−β
＋最小シャンクつかみ代 である場合は、刃具を最小シャンクつかみ代に相当する
長さでつかむため、突出し長さλｃは λｃ＝シャンク長−最小シャンクつかみ代 である。
【００２５】こうれば、刃具のつかみ代を最小シャンク
つかみ代から最大ホルダつかみ代までの範囲で調整可能
であるから、刃具を要求値とほぼ等しい突出し長さでホ
ルダに組み付けることができる。従って、短い刃具の場
合にホルダがワークに干渉するおそれがなく、長い刃具
の場合につかみ代が不足して加工精度に悪影響を及ぼす
おそれもなく、実加工に適った切削効率のよい工具セッ
トを作成することができる。なお、図７の（Ｂ）及び
（Ｃ）に示す工具セットの場合は、突出し長さを確定す
るためのアジャスタ１４がホルダ１２に螺着される。
つかみ代から最大ホルダつかみ代までの範囲で調整可能
であるから、刃具を要求値とほぼ等しい突出し長さでホ
ルダに組み付けることができる。従って、短い刃具の場
合にホルダがワークに干渉するおそれがなく、長い刃具
の場合につかみ代が不足して加工精度に悪影響を及ぼす
おそれもなく、実加工に適った切削効率のよい工具セッ
トを作成することができる。なお、図７の（Ｂ）及び
（Ｃ）に示す工具セットの場合は、突出し長さを確定す
るためのアジャスタ１４がホルダ１２に螺着される。
【００２６】工具セットが作成されると、次に、切削条
件設定部７は刃具の突出し長さに応じた切削条件を設定
する（ステップＳ５）。切削条件は刃具の周速、送り速
度及び切込速度を含む。先に選択された刃具は所要の加
工条件（素材区分、方向区分、仕上げ区分）に応じた切
削条件を持つが、これは図８に示すように、充分な剛性
を保有する保持具１５で基準つかみ代を把握し基準切込
量で切削したときの基準となる条件である。切削条件設
定部７は、その刃具に固有の基準条件を突出し長さによ
る刃具の剛性変化に応じて変更する手段を備える。該手
段による基準条件の変更方法を以下に詳述する。
件設定部７は刃具の突出し長さに応じた切削条件を設定
する（ステップＳ５）。切削条件は刃具の周速、送り速
度及び切込速度を含む。先に選択された刃具は所要の加
工条件（素材区分、方向区分、仕上げ区分）に応じた切
削条件を持つが、これは図８に示すように、充分な剛性
を保有する保持具１５で基準つかみ代を把握し基準切込
量で切削したときの基準となる条件である。切削条件設
定部７は、その刃具に固有の基準条件を突出し長さによ
る刃具の剛性変化に応じて変更する手段を備える。該手
段による基準条件の変更方法を以下に詳述する。
【００２７】基準条件で切削したときに刃先にかかる平
均荷重ωは次の一般式で求められる。 ω=μf(v,s,f) v：周速 s：切削面積 f：送り速度 μ：刃具に応じ
た比例定数 また、刃具の剛性については、一般に基準条件下の平均
荷重ωによる刃先のたわみ量σが適正であるとみなされ
る。従って、突出し長さの変化により刃具の剛性が変化
した場合に、このときのたわみ量が適正量と等しくなる
ような平均荷重とこれを生じさせる切削条件とを求めれ
ば、その突出し長さに最適な条件を設定することができ
る。
均荷重ωは次の一般式で求められる。 ω=μf(v,s,f) v：周速 s：切削面積 f：送り速度 μ：刃具に応じ
た比例定数 また、刃具の剛性については、一般に基準条件下の平均
荷重ωによる刃先のたわみ量σが適正であるとみなされ
る。従って、突出し長さの変化により刃具の剛性が変化
した場合に、このときのたわみ量が適正量と等しくなる
ような平均荷重とこれを生じさせる切削条件とを求めれ
ば、その突出し長さに最適な条件を設定することができ
る。
【００２８】具体的には、エンドミルを円柱とみなす
と、基準条件下における刃具の突出し長さがλであると
き、刃先のたわみ量σは σ=ωλ3/3EΙ より求められる。エンドミルの断面２次モーメントΙは Ι=πd4/64 であるから、刃先のたわみ量σは σ=64・ωλ3/3Eπd4 となり、定数部をαとすると、 σ=α・ω・λ3/d4 より求められる。
と、基準条件下における刃具の突出し長さがλであると
き、刃先のたわみ量σは σ=ωλ3/3EΙ より求められる。エンドミルの断面２次モーメントΙは Ι=πd4/64 であるから、刃先のたわみ量σは σ=64・ωλ3/3Eπd4 となり、定数部をαとすると、 σ=α・ω・λ3/d4 より求められる。
【００２９】突出し長さλが変化したときのたわみ量が
基準条件下のたわみ量σと等しくなる平均荷重ωは、 ω=σ・d4/α・λ3 より求められる。ここで、突出し長さλの変化率をβと
したときの平均荷重ω'は、 ω'=σ・d4/α・(βλ)3 =σ・d4/α・β3・λ3 =ω/β3 となる。つまり、適正な平均荷重は突出し長さ変化率の
３乗に反比例する。
基準条件下のたわみ量σと等しくなる平均荷重ωは、 ω=σ・d4/α・λ3 より求められる。ここで、突出し長さλの変化率をβと
したときの平均荷重ω'は、 ω'=σ・d4/α・(βλ)3 =σ・d4/α・β3・λ3 =ω/β3 となる。つまり、適正な平均荷重は突出し長さ変化率の
３乗に反比例する。
【００３０】従って、その平均荷重を生じさせる切削条
件(v,s,f)を求めれば、これをその突出し長さにおける
最適条件として設定することができる。それ故、金型加
工等に際して、工具干渉や刃具振れを防止するために、
突出し長さを必要最小限に決定した場合でも、この突出
し長さに応じて刃具の剛性を変化させ、その工具セット
の性能を最大限に活かして、切削効率及び加工精度を向
上させることができる。
件(v,s,f)を求めれば、これをその突出し長さにおける
最適条件として設定することができる。それ故、金型加
工等に際して、工具干渉や刃具振れを防止するために、
突出し長さを必要最小限に決定した場合でも、この突出
し長さに応じて刃具の剛性を変化させ、その工具セット
の性能を最大限に活かして、切削効率及び加工精度を向
上させることができる。
【００３１】こうして切削条件が設定されると、最後
に、工具情報出力部８は、工具組合せ情報に切削条件を
合わせてパラメータファイル形式の工具情報を作成し、
これをＣＡＤ／ＣＡＭシステムの参照フィールドに出力
する(ステップＳ６）。従って、この実施形態の工具自
動決定装置によれば、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム又は自動
プログラミング装置を工具部門から支援して、工作機械
用のＮＣプログラムを効率よく作成することができる。
に、工具情報出力部８は、工具組合せ情報に切削条件を
合わせてパラメータファイル形式の工具情報を作成し、
これをＣＡＤ／ＣＡＭシステムの参照フィールドに出力
する(ステップＳ６）。従って、この実施形態の工具自
動決定装置によれば、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム又は自動
プログラミング装置を工具部門から支援して、工作機械
用のＮＣプログラムを効率よく作成することができる。
【００３２】
【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、加工条件毎に付された適合度の合計値に基づい
て刃具を選択するので、刃具の適性を多角的に評価し
て、要求された加工条件に最適な刃具を選択できるとい
う優れた効果を奏する。
よれば、加工条件毎に付された適合度の合計値に基づい
て刃具を選択するので、刃具の適性を多角的に評価し
て、要求された加工条件に最適な刃具を選択できるとい
う優れた効果を奏する。
【００３３】請求項２の発明によれば、加工条件の優先
順を考慮して刃具を選択するので、合計値が同じ複数の
刃具が選択された場合でも、その中から一つを容易に厳
選できる効果がある。
順を考慮して刃具を選択するので、合計値が同じ複数の
刃具が選択された場合でも、その中から一つを容易に厳
選できる効果がある。
【００３４】請求項３の発明によれば、機種を考慮して
ホルダを選択するので、複数種の工作機械が設置された
加工工場において、多数の工具パーツを一元的に管理
し、実機に適った工具を決定できる効果がある。
ホルダを選択するので、複数種の工作機械が設置された
加工工場において、多数の工具パーツを一元的に管理
し、実機に適った工具を決定できる効果がある。
【００３５】請求項４の発明によれば、刃具の突出し長
さに適した切削条件を付加して工具の組合せ情報を出力
するので、実加工に適った工具セットを簡単に入手でき
る効果がある。
さに適した切削条件を付加して工具の組合せ情報を出力
するので、実加工に適った工具セットを簡単に入手でき
る効果がある。
【００３６】請求項５の発明によれば、刃具及びホルダ
双方のつかみ代を考慮して入力値と略等しい突出し長さ
を算出するので、切削効率のよい工具セットを簡単に入
手できる効果がある。
双方のつかみ代を考慮して入力値と略等しい突出し長さ
を算出するので、切削効率のよい工具セットを簡単に入
手できる効果がある。
【００３７】請求項６の発明によれば、突出し長さによ
る刃具の剛性変化を考慮して切削条件を設定するので、
工具セットの性能を最大限に活かして、切削効率及び加
工精度を向上できる効果がある。
る刃具の剛性変化を考慮して切削条件を設定するので、
工具セットの性能を最大限に活かして、切削効率及び加
工精度を向上できる効果がある。
【図１】本発明の一実施形態を示す工具自動決定装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】同装置の作用を示すフローチャートである。
【図３】刃具選択方法を説明する適合度情報のフォーマ
ット図である。
ット図である。
【図４】加工条件の優先順による刃具選択方法の説明図
である。
である。
【図５】シャンクつかみ代の説明図である。
【図６】要求突出し長さの説明図である。
【図７】突出し長さ算出方法の説明図である。
【図８】切削条件設定方法の説明図である。
１・・加工条件入力部、２・・刃具情報記憶部、３・・
刃具選択部、４・・ホルダ・コレット情報記憶部、５・
・ホルダ・コレット選択部、６・・工具セット作成部、
７・・切削条件設定部、８・・工具情報出力部、１１・
・刃具、１２・・ホルダ、１３・・コレット。
刃具選択部、４・・ホルダ・コレット情報記憶部、５・
・ホルダ・コレット選択部、６・・工具セット作成部、
７・・切削条件設定部、８・・工具情報出力部、１１・
・刃具、１２・・ホルダ、１３・・コレット。
Claims (6)
- 【請求項１】 加工条件毎に刃具の適合度を記憶し、要
求された加工条件に該当する適合度を合計し、合計値が
最大の刃具を選択する刃具選択方法。 - 【請求項２】 合計値が最大の刃具が複数ある場合に、
加工条件の優先順に最大適合度の刃具を選択する請求項
１記載の刃具選択方法。 - 【請求項３】 加工条件を入力する加工条件入力部と、
刃具に関連する情報を記憶する刃具情報記憶部と、加工
条件に適合する刃具を選択する刃具選択部と、ホルダに
関連する情報を記憶するホルダ情報記憶部と、工作機械
の種類及び刃具に適合するホルダを選択するホルダ選択
部とからなる工具自動決定装置。 - 【請求項４】 ホルダに対する刃具の突出し長さを含む
組合せ情報を作成する工具セット作成部と、突出し長さ
に適合する切削条件を設定する切削条件設定部と、組合
せ情報及び切削条件を出力する工具情報出力部とを備え
た請求項３記載の工具自動決定装置。 - 【請求項５】 工具セット作成部は、刃具の最大及び最
小つかみ代とホルダの最大及び最小つかみ代とに基づい
て入力値と略等しい突出し長さを算出する手段を備えた
請求項４記載の工具自動決定装置。 - 【請求項６】 切削条件設定部は、刃具に固有の基準条
件を突出し長さによる刃具の剛性変化に応じて変更する
手段を備えた請求項５記載の工具自動決定装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001085802A JP3967557B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 刃具選択方法及び工具自動決定装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001085802A JP3967557B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 刃具選択方法及び工具自動決定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002283191A true JP2002283191A (ja) | 2002-10-03 |
| JP3967557B2 JP3967557B2 (ja) | 2007-08-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001085802A Expired - Fee Related JP3967557B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 刃具選択方法及び工具自動決定装置 |
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Cited By (12)
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-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001085802A patent/JP3967557B2/ja not_active Expired - Fee Related
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