JP2002328708A

JP2002328708A - Ｎｃデータ作成装置、ｎｃ加工装置、およびｎｃ加工方法

Info

Publication number: JP2002328708A
Application number: JP2001136438A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hagiyama; 敦史萩山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】剛性の低い被加工物を変形させることなく加
工するための最適なＮＣデータを作成することができる
ＮＣデータ作成装置と、剛性の低い被加工物を変形させ
ることなく加工することができるＮＣ工作装置およびＮ
Ｃ工作方法を提供すること。【解決手段】被加工物Ｗの低剛性部分Ｗ１に加工代Ｔ
ａを付けて、その低剛性部分Ｗ１を剛性の高い形状に加
工してから、その低剛性部分Ｗ１に変形を生じやすい加
工を実施し、その後に、低剛性部分Ｗ１に付けた加工代
Ｔａを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、剛性の低い被加工
物の加工に適したＮＣデータ作成装置、ＮＣ加工装置、
およびＮＣ加工方法に関するものである。

【０００２】さらに詳細には、本発明は、数値制御（Ｎ
Ｃ）工作機械あるいはＮＣ工作機械用自動プログラミン
グ装置における自動プログラミング機能などを用いて、
剛性の低い被加工物の変形を回避すべく、その加工に適
したＮＣデータを作成することができるＮＣデータ作成
装置、および剛性の低い被加工物を変形させることなく
加工することができるＮＣ加工装置、およびＮＣ加工方
法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】マシニングセンターなどのＮＣ加工装置
（ＮＣ工作機械）を用いての加工例としては、図６
（ａ），（ｂ）のような最終形状の被加工物Ｗを製造す
べく、その剛性の低い部分（以下、「低剛性部分」とい
う）Ｗ１を工具Ｔ１，Ｔ２（図６（ａ）および図７
（ａ）参照）により切削加工する場合がある。このよう
な加工例においては、厚さＴＡ，幅ＷＡの低剛性部分Ｗ
１は、その厚さＴＡが小さいために、図６（ａ）のよう
に、工具Ｔ２を用いて低剛性部分Ｗ１の左右の端面を加
工するときに、図６（ａ），（ｂ）のように、その低剛
性部分Ｗ１が変形するおそれがある。

【０００４】従来は、このような低剛性部分Ｗ１の加工
時の変形を回避するために、工具の移動軌跡や加工条件
を人手により修正していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、低剛性部分Ｗ
１の変形を回避すべく、ＮＣデータ作成装置の作成デー
タを修正しようとした場合には、被加工物ＷのＣＡＤ図
形要素、および加工条件（工具の回転数、切り込み量、
および送り速度など）を修正しなければならず、多大な
工数と時間を要するという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、剛性の低い被加工物を変
形させることなく加工するための最適なＮＣデータを作
成することができるＮＣデータ作成装置と、剛性の低い
被加工物を変形させることなく加工することができるＮ
Ｃ工作装置およびＮＣ工作方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のＮＣデータ作成
装置は、低剛性部分が含まれた被加工物を加工するため
のＮＣデータを作成するＮＣデータ作成装置において、
前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の前または同時
に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代を付けた形
状に加工するためのＮＣデータを作成する第１作成手段
と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の後に、前
記低剛性部分に付けた前記加工代を除去するためのＮＣ
データを作成する第２作成手段と、を備えたことを特徴
とする。

【０００８】また、本発明のＮＣデータ作成装置は、低
剛性部分が含まれた被加工物を加工するためのＮＣデー
タを作成するＮＣデータ作成装置において、前記低剛性
部分に変形が生じやすい加工方向の加工の前または同時
に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代を付けた形
状に加工するためのＮＣデータを作成する第１作成手段
と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工
の後に、前記低剛性部分に付けた前記加工代を除去する
ためのＮＣデータを作成する第２作成手段と、を備えた
ことを特徴とする。

【０００９】本発明のＮＣ加工装置は、ＮＣデータに基
づいて、低剛性部分が含まれた被加工物を加工するＮＣ
加工装置において、前記低剛性部分に変形が生じやすい
加工の前または同時に、前記低剛性部分を、剛性を高め
る加工代を付けた形状に加工する第１加工手段と、前記
低剛性部分に変形が生じやすい加工の後に、前記低剛性
部分に付けた前記加工代を除去する第２加工手段と、を
備えたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明のＮＣ加工装置は、ＮＣデー
タに基づいて、低剛性部分が含まれた被加工物を加工す
るＮＣ加工装置において、前記低剛性部分に変形が生じ
やすい加工方向の加工の前または同時に、前記低剛性部
分を、剛性を高める加工代を付けた形状に加工する第１
加工手段と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方
向の加工の後に、前記低剛性部分に付けた前記加工代を
除去する第２加工手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】本発明のＮＣ加工方法は、ＮＣデータに基
づいて、低剛性部分が含まれた被加工物を加工するＮＣ
加工方法において、前記低剛性部分に変形が生じやすい
加工の前または同時に、前記低剛性部分を、剛性を高め
る加工代を付けた形状に加工し、前記低剛性部分に変形
が生じやすい加工の後に、前記低剛性部分に付けた前記
加工代を除去することを特徴とする。

【００１２】また、本発明のＮＣ加工方法は、ＮＣデー
タに基づいて、低剛性部分が含まれた被加工物を加工す
るＮＣ加工方法において、前記低剛性部分に変形が生じ
やすい加工方向の加工の前または同時に、前記低剛性部
分を、剛性を高める加工代を付けた形状に加工し、前記
低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の後に、
前記低剛性部分に付けた前記加工代を除去することを特
徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明を適用したＮＣデータ作成
装置１０のブロック構成図である。

【００１５】ＮＣデータ作成装置１０には、通信手段と
しての通信インターフェース９を介してＮＣ工作機械
（ＮＣ加工装置）２０やＣＡＤ／ＣＡＭエンジニアリン
グワークステーション（ＥＷＳ）２１が接続されてお
り、それらの間において種々のデータの通信が可能であ
る。１はＣＰＵであり、後述するように、低剛性部分を
加工する工具の移動軌跡を算出してＮＣデータを生成す
る。ＮＣデータは、ＣＡＤデータを基礎として生成され
る。２は、各種のデータやパラメータ等の入力を行うキ
ーボードなどの入力部である。３は、各種のデータやパ
ラメータ等の表示を行うＣＲＴなどの表示部である。４
はプリンタなどの出力部、５は内部通信用のバスであ
る。６は、固定パラメータ、およびＮＣデータや工具軌
跡の算出部のプログラムを記憶するＲＯＭである。７
は、可変パラメータの一時記憶やワーキングエリアとし
て使用されるＲＡＭである。８は、ハードディスクドラ
イブやフロッピー（登録商標）ディスク等の記憶装置で
ある。

【００１６】ＮＣデータ作成装置１０は、ＣＰＵ１によ
って、記憶装置８に格納されている被加工物のＣＡＤ図
形要素を演算処理する。ＣＰＵ１は、被加工物の図形要
素とテキストデータとに基づき、後述するＮＣデータ生
成処理により、被加工物における低剛性部分を抽出し
て、その変形を回避するために必要な工具軌跡を算出す
る。

【００１７】図２は、そのＮＣデータ生成処理を説明す
るためのフローチャートである。以下においては、図３
（ａ），（ｂ）のような被加工物Ｗ、つまり前述した図
６（ａ），（ｂ）と同様に低剛性部分Ｗ１をもつ被加工
物Ｗを最終的に製作する場合を想定し、それを切削加工
により製作するためのＮＣデータの生成処理例について
説明する。

【００１８】まず、記憶装置８に格納されたＣＡＤデー
タから、被加工物Ｗの図形要素とテキストデータを取り
出す（ステップＳ１）。そして、取り出した図形要素か
ら、図形として閉じた領域（以下、「閉領域」という）を
抽出し、その閉領域から加工範囲を解釈する(ステップ
Ｓ２)。その後、解釈された加工範囲において、テキス
トデータにより低剛性として指定された部分、つまり低
剛性のために加工による変形を回避する処理が必要な低
剛性部分Ｗ１を抽出する(ステップＳ３)。

【００１９】その後、図４（ａ），（ｂ）のように、低
剛性部分Ｗ１に関して、その変形を回避するために必要
な加工代Ｔａを設定する。厚さＴＡ，幅ＷＡの低剛性部
分Ｗ１は、前述したように、その厚さＴＡが小さいため
に、その左右の端面を加工するときの加工力により変形
するおそれがある。そこで、低剛性部分Ｗ１の左右の端
面を加工するときの厚さＴＡ′として、目標厚さＴＡに
加工代Ｔａを上下に加えた厚さ（ＴＡ＋２・Ｔａ）を設
定する。したがって、加工代Ｔａは、低剛性部分Ｗ１の
左右の端面の加工時における変形を回避するために充分
な厚さＴＡ′を確保する大きさであり、低剛性部分Ｗ１
の形状などに応じて選定できるように、予め、諸条件に
応じて設定しておくことができる。

【００２０】このように加工代Ｔａを設定した後は、そ
の加工代Ｔａを考慮した形状の低剛性部分Ｗ１を加工す
るための工具軌跡を算出する(ステップＳ５)。つまり、
工具Ｔ１，Ｔ２などを用いて低剛性部分Ｗ１を図４
（ａ），（ｂ）のような厚さＴＡ′の形状に加工すべ
く、その表面を粗取りおよび仕上げ加工するための工具
軌跡を算出する(ステップＳ５)。その際、厚さＴＡ′の
低剛性部分Ｗ１の上下面に関しては、後に仕上げ加工す
るため、粗取りのための工具軌跡のみを算出すればよ
い。実際のＮＣ加工においては、このような工具軌跡を
画くように生成されたＮＣデータに基づいて、後述する
ように、低剛性部分Ｗ１の上下面を粗取りして厚さをＴ
Ａ′としてから、その左右の端面を粗取りおよび仕上げ
加工する。したがって、その左右の端面の加工時におけ
る変形が回避できる。

【００２１】その後、被加工物Ｗの加工段階として、低
剛性部分Ｗ１が図４（ａ），（ｂ）の形状に加工され
て、その左右の端部が仕上げ加工された段階を想定し、
その加工段階の後に加工代Ｔａ分を除去するときの工具
の逃げ代Ｗａ（図５（ａ）参照）を設定する(ステップ
Ｓ６)。この逃げ代Ｗａは、低剛性部分Ｗ１の左右の端
面が既に仕上げ加工されていることを考慮し、その左右
の端面が上下面を加工する工具によって不要に加工され
ることを回避するために設定するものであり、左右の逃
げ代Ｗａを含む幅ＷＡ′を低剛性部分Ｗ１の幅として上
下面を加工することにより、既に仕上げ加工されている
左右の端面が保護されることになる。

【００２２】このように逃げ代Ｗａを設定した後は、そ
の逃げ代Ｗａを考慮した形状の低剛性部分Ｗ１の上下面
を加工するための工具軌跡を算出する(ステップＳ７)。
つまり、工具Ｔ１などを用いて低剛性部分Ｗ１を図５
（ａ），（ｂ）のような厚さＴＡの形状に加工すべく、
その上下面を粗取りおよび仕上げ加工するための工具軌
跡を算出する(ステップＳ７)。実際のＮＣ加工において
は、このような工具軌跡を画くように生成されたＮＣデ
ータに基づいて、後述するように、左右の逃げ代Ｗａを
含む幅ＷＡ′を低剛性部分Ｗ１の幅として、その上下面
を加工する。したがって、既に仕上げ加工されている左
右の端面が保護される。

【００２３】その後、未処理の閉領域の有無を判断し
(ステップＳ８)、未処理の閉領域がある場合にはステッ
プＳ２に戻る。そして、被加工物Ｗの全ての閉領域に関
してステップＳ２〜Ｓ７の処理を実施した後に、図２の
ＮＣデータ生成処理を終了する。このように、低剛性部
分Ｗ１を考慮して、ＮＣデータを自動的に作成すること
により、工数を大幅に削減することができる。

【００２４】次に、以上のようなＮＣデータ生成処理に
より生成されたＮＣデータに基づいて、実際に、被加工
物Ｗの低剛性部分Ｗ１を加工する場合の手順について説
明する。

【００２５】まず、ＮＣデータに基づいて、被加工物Ｗ
を図４（ａ），（ｂ）の形状に加工すべく、低剛性部分
Ｗ１の上下面を粗取りして厚さをＴＡ′としてから、そ
の左右の端面を粗取りおよび仕上げ加工する。その際、
厚さＴＡ′の低剛性部分Ｗ１は、加工代Ｔａ分だけ剛性
が高められているため、左右の端面の加工時における変
形が回避される。

【００２６】その後、図５（ａ），（ｂ）のように、Ｎ
Ｃデータに基づいて加工代Ｔａ分を除去すべく、低剛性
部分Ｗ１の上下面を粗取りおよび仕上げ加工する。その
際、左右の逃げ代Ｗａを含む幅ＷＡ′を低剛性部分Ｗ１
の幅とすることにより、既に仕上げ加工されている左右
の端面を保護する。仮に、低剛性部分Ｗ１の左右の端面
が不要に加工されて、その左右の端面に対して再度の仕
上げ加工が必要となった場合には、既に低剛性部分Ｗ１
の厚さがＴＡとなっているために、その左右の端面の加
工時に前述した図７（ａ），（ｂ）のような変形を生じ
るおそれがある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、被加工
物の低剛性部分に加工代を付けて、その低剛性部分を剛
性の高い形状に加工してから、その低剛性部分に変形を
生じやすい加工を実施し、その後に、低剛性部分に付け
た加工代を除去するように、ＮＣデータを作成すること
により、剛性の低い被加工物を変形させることなく加工
するための最適なＮＣデータを作成することができる。
また、このような加工処理を実施することにより、剛性
の低い被加工物を変形させることなく加工することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＮＣデータ作成装置のブロッ
ク構成図である。

【図２】図１のＮＣデータ作成装置によるＮＣデータ生
成処理を説明するためのフローチャートである。

【図３】（ａ）は、本発明における被加工物の最終形状
の一例の正面図、（ｂ）は、その被加工物の側面図であ
る。

【図４】（ａ）は、図３の被加工物に加工代を設定した
ときの正面図、（ｂ）は、その被加工物の側面図であ
る。

【図５】（ａ）は、図３の被加工物に逃げ代を設定した
ときの正面図、（ｂ）は、その被加工物の側面図であ
る。

【図６】（ａ）は、従来の加工例を説明するための被加
工物の正面図、（ｂ）は、その被加工物の側面図であ
る。

【図７】（ａ）は、従来の加工例により変形が生じた被
加工物の正面図、（ｂ）は、その被加工物の側面図であ
る。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２入力部３表示部４出力部５バス６ＲＯＭ７ＲＡＭ８記憶装置１０ＮＣデータ作成装置２０ＮＣ工作機械（ＮＣ加工装置）３１ＣＡＤ／ＣＡＭエンジニアリングワークステーシ
ョン（ＥＷＳ）Ｗ被加工物Ｗ１低剛性部分Ｔａ加工代Ｗａ逃げ代Ｔ１，Ｔ２工具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低剛性部分が含まれた被加工物を加工す
るためのＮＣデータを作成するＮＣデータ作成装置にお
いて、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の前または同時
に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代を付けた形
状に加工するためのＮＣデータを作成する第１作成手段
と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の後に、前記低
剛性部分に付けた前記加工代を除去するためのＮＣデー
タを作成する第２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２】低剛性部分が含まれた被加工物を加工す
るためのＮＣデータを作成するＮＣデータ作成装置にお
いて、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の前
または同時に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代
を付けた形状に加工するためのＮＣデータを作成する第
１作成手段と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の後
に、前記低剛性部分に付けた前記加工代を除去するため
のＮＣデータを作成する第２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３】前記被加工物に関するテキストデータに
基づいて、前記低剛性部分を指定する手段を備えたこと
を特徴とする請求項１または２に記載のＮＣデータ作成
装置。
【請求項４】前記第１作成手段および前記第２作成手
段は、前記ＮＣデータを作成するために、前記低剛性部
分を加工する工具の移動軌跡を算出することを特徴とす
る請求項１から３のいずれかに記載のＮＣデータ作成装
置。
【請求項５】前記第２作成手段は、逃げ代を含む工具
の移動軌跡に基づいて前記ＮＣデータを作成することを
特徴とする請求項４に記載のＮＣデータ作成装置。
【請求項６】ＮＣデータに基づいて、低剛性部分が含
まれた被加工物を加工するＮＣ加工装置において、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の前または同時
に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代を付けた形
状に加工する第１加工手段と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の後に、前記低
剛性部分に付けた前記加工代を除去する第２加工手段
と、を備えたことを特徴とするＮＣ加工装置。
【請求項７】ＮＣデータに基づいて、低剛性部分が含
まれた被加工物を加工するＮＣ加工装置において、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の前
または同時に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代
を付けた形状に加工する第１加工手段と、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の後
に、前記低剛性部分に付けた前記加工代を除去する第２
加工手段と、を備えたことを特徴とするＮＣ加工装置。
【請求項８】前記第１加工手段および前記第２加工手
段は、前記被加工物を切削加工する工具の使用が可能で
あることを特徴とする請求項６または７に記載のＮＣ加
工装置。
【請求項９】ＮＣデータに基づいて、低剛性部分が含
まれた被加工物を加工するＮＣ加工方法において、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の前または同時
に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代を付けた形
状に加工し、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工の後に、前記低
剛性部分に付けた前記加工代を除去することを特徴とす
るＮＣ加工方法。
【請求項１０】ＮＣデータに基づいて、低剛性部分が
含まれた被加工物を加工するＮＣ加工方法において、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の前
または同時に、前記低剛性部分を、剛性を高める加工代
を付けた形状に加工し、前記低剛性部分に変形が生じやすい加工方向の加工の後
に、前記低剛性部分に付けた前記加工代を除去すること
を特徴とするＮＣ加工方法。