JP2005034961A - Numerical control machining device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an NC machining device capable of making less occurrence of rejected products than conventional ones and quickly handling workpieces requiring corrective work. <P>SOLUTION: The NC machining device 10 automatically generates corrective working NC data while fixing a workpiece W on a jig 14 and correctively works on it, whereby the occurrence of rejected products is reduced compared with conventional ones and the workpieces requiring the corrective work can be quickly handled. In addition, a machined surface having a larger than reference ratio occupied by an area with a machining margin left more than a predetermined reference value is made to be a remaining machining margin region, so that judgment of the remaining machining margin can be stably made with a disturbance such as cutting chips eliminated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、設計上の目標形状に基づく基準NCデータに従って工具又は治具を位置決め制御して、ワークを目標形状に近づけるように加工するNC加工装置に関する。   The present invention relates to an NC processing apparatus that performs positioning control of a tool or a jig in accordance with reference NC data based on a designed target shape to process a workpiece so as to approach the target shape.

従来、この種のNC加工装置として、マシニングセンターの主軸に、工具に代えてタッチセンサを取り付け、目標形状に対するワークの加工誤差を計測するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。そして、このNC加工装置では、加工誤差が許容値範囲外となったワークを、不合格品(NG品)として排除していた。
特開平5−253800号公報(請求項1、段落[0008]、[0010])
Conventionally, as this type of NC machining apparatus, there is known a machine that attaches a touch sensor to a spindle of a machining center instead of a tool and measures a machining error of a workpiece with respect to a target shape (for example, see Patent Document 1). In this NC machining apparatus, a workpiece whose machining error is outside the allowable range is excluded as a rejected product (NG product).
JP-A-5-253800 (Claim 1, paragraphs [0008] and [0010])

ところで、ワークの一部分のみの加工誤差が許容範囲外にあり、それ以外の部分の加工誤差は許容範囲内に収まっている場合がある。しかしながら、上記した従来のNC加工装置では、ワークの一部分のみの加工誤差が許容範囲外となった場合も不合格品として排除していたので、多大なる資源の損失になり得た。   Incidentally, there is a case where the machining error of only a part of the workpiece is outside the allowable range, and the machining error of the other part is within the allowable range. However, in the above-described conventional NC machining apparatus, even when a machining error of only a part of the workpiece is out of the allowable range, it has been excluded as a rejected product, which can cause a great resource loss.

また、NC加工機が同じ動作を繰り返しても、工具の熱膨張や摩耗によって加工精度が経時的に変化し得る。従って、ワークに補正加工を行う場合には、各ワーク毎に補正加工用のNCデータを個別に作成しなければならず、NCデータ作成に長時間を要した。このため、一度、NC加工機から不合格品のワークを排除し、補正加工用のNCデータを作成してから、再度、NC加工機にセットしなければならず、作業効率が悪かった。   Even if the NC machine repeats the same operation, the machining accuracy can change over time due to thermal expansion and wear of the tool. Therefore, when performing correction processing on a workpiece, NC data for correction processing must be individually created for each workpiece, and it takes a long time to create NC data. For this reason, once rejected workpieces were removed from the NC processing machine, NC data for correction processing had to be created and then set again on the NC processing machine, resulting in poor work efficiency.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能なNC加工装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an NC machining apparatus that can reduce the number of rejected products and can quickly process a workpiece that requires correction machining.

上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係るNC加工装置は、ワークの目標形状に基づく基準NCデータに従って工具又は治具を位置決め制御し、治具に固定されたワークを目標形状に近づけるように加工するNC加工装置において、基準データに従って加工されたワークの実際の形状と目標形状との間の加工誤差を、そのワークが治具に固定されたままの状態で計測する加工誤差計測手段と、加工誤差計測手段の計測結果に基づき、ワークのうち所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する残加工代部位特定手段と、残加工代部位の加工代を所定の基準値以下にするための補正加工用NCデータを生成する補正加工用NCデータ生成手段と、補正加工用NCデータに従って工具又は治具を位置決め制御する補正加工制御部とを備えたところに特徴を有する。   The NC machining apparatus according to the invention of claim 1 made to achieve the above object performs positioning control of a tool or a jig in accordance with reference NC data based on a target shape of the workpiece, and the workpiece fixed to the jig is set to the target shape. Machining error that measures the machining error between the actual shape of the workpiece machined according to the reference data and the target shape while the workpiece is fixed to the jig Based on the measurement results of the measuring means and the machining error measuring means, a remaining machining allowance part specifying means for identifying a remaining machining allowance part in which a machining allowance exceeds a predetermined reference value in the workpiece, Correction machining NC data generating means for generating correction machining NC data for making the value below a predetermined reference value, and correction for positioning control of the tool or jig in accordance with the correction machining NC data Characterized in place and a factory controller.

請求項2の発明は、請求項1に記載のNC加工装置において、補正加工用NCデータ生成手段は目標形状における加工面より深い位置に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用NCデータを生成するところに特徴を有する。   According to a second aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to the first aspect, the correction machining NC data generating means sets the target machining surface for the correction machining at a position deeper than the machining surface in the target shape. It has a feature in generating NC data.

請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のNC加工装置において、補正加工用NCデータ生成手段は、基準NCデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用NCデータを生成するところに特徴を有する。   According to a third aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to the first or second aspect, the correction machining NC data generating means generates the correction machining NC data so that the remaining amount of cutting is smaller than the setting by the reference NC data. It has a feature.

請求項4の発明は、請求項3に記載のNC加工装置において、補正加工用NCデータ生成手段は、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも1つを基準NCデータによる設定より小さくして、基準NCデータによる設定より削り残り量が小さくなるように補正加工用NCデータを生成するところに特徴を有する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to the third aspect, the correction machining NC data generation means sets at least one of a cutting amount, a pick feed, a feed speed, and a tool rotation speed based on the setting based on the reference NC data. It is characterized in that the correction machining NC data is generated so that the remaining amount of cutting becomes smaller than the setting by the reference NC data.

請求項5の発明は、請求項1乃至4何れかに記載のNC加工装置において、残加工代部位特定手段は、所定の基準値以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工面を、残加工代部位とするところに特徴を有する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the remaining machining allowance portion specifying means has a portion where the machining allowance remains at a predetermined reference value or more when a predetermined reference ratio is exceeded. It is characterized in that the occupied machining surface is the remaining machining allowance.

請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れかに記載のNC加工装置において、残加工代部位特定手段は、所定の面積を超えた加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち所定の基準値以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工領域を、残加工代部位とするところに特徴を有する。   According to a sixth aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the remaining machining allowance site specifying means divides a machining surface exceeding a predetermined area into a plurality of machining areas, and performs the machining. It is characterized in that a portion of the region where the machining allowance exceeds a predetermined reference value is a remaining machining allowance region where the machining region occupies a predetermined reference ratio or more.

請求項7の発明は、請求項1乃至6の何れかに記載のNC加工装置において、目標形状における加工面とワークの実際の形状の加工面とが、全体的に所定の基準値以上に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する位置ずれ部位特定手段を備え、補正加工用NCデータ生成手段は、位置ずれ部位の位置ずれ量を基準値以下にするための補正加工用NCデータを生成するところに特徴を有する。   According to a seventh aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the machining surface in the target shape and the machining surface of the actual shape of the workpiece are positioned at a predetermined reference value or more as a whole. A misalignment part specifying means for identifying the misalignment part that caused the misalignment is provided, and the correction machining NC data generating means generates correction machining NC data for setting the positional deviation amount of the misalignment part to a reference value or less. However, it has characteristics.

請求項8の発明は、請求項7に記載のNC加工装置において、補正加工用NCデータ生成手段は、目標形状における加工面に対し、位置ずれを起こした側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用NCデータを生成するところに特徴を有する。   According to an eighth aspect of the present invention, in the NC machining apparatus according to the seventh aspect, the correction machining NC data generating means is a target for correction machining on a side opposite to the position where the positional deviation has occurred with respect to the machining surface in the target shape. It is characterized in that the NC data for correction machining is generated so as to set the machining surface.

[請求項1,2,3,4の発明]
請求項1のNC加工装置では、基準NCデータに従って加工されたワークを治具に固定されたままの状態にしてそのワークの加工誤差を計測し、所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する。そして、補正加工用NCデータ生成手段が残加工代部位の加工代を基準値以下にするための補正加工用NCデータを生成し、その補正加工用NCデータに従って残加工代部位に補正加工を施す。このように、本発明によれば、ワークを治具に固定した状態のままで、補正加工用NCデータを自動的生成して補正加工を施すので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能になる。
[Invention of Claims 1, 2, 3, 4]
In the NC machining apparatus according to claim 1, the machining error of the workpiece is measured while the workpiece machined according to the reference NC data is fixed to the jig, and the machining allowance more than a predetermined reference value remains. Specify the machining allowance part. Then, the correction machining NC data generating means generates correction machining NC data for making the machining allowance of the remaining machining allowance portion equal to or less than the reference value, and corrects the remaining machining allowance portion according to the corrected machining NC data. . As described above, according to the present invention, NC data for correction processing is automatically generated and correction processing is performed while the workpiece is fixed to the jig, so that the generation of rejected products is reduced and correction is performed. It is possible to quickly process a workpiece that requires machining.

ここで、残加工代部位に残った加工代を除去するためには、削り残り量を基準NCデータによる設定より小さくなるように補正加工用NCデータを生成すればよい(請求項3の発明)。具体的には、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも1つを基準NCデータによる設定より小さくすればよい(請求項4の発明)。   Here, in order to remove the machining allowance remaining in the remaining machining allowance portion, the correction machining NC data may be generated so that the remaining machining amount is smaller than the setting based on the reference NC data (invention of claim 3). . Specifically, at least one of the cutting amount, the pick feed, the feed speed, and the tool rotational speed may be made smaller than the setting based on the reference NC data (invention of claim 4).

[請求項5,6の発明]
また、所定の基準値以上に加工代が残っている部分の占める割合が基準比率以上であった加工面を残加工代部位とすることで、削りかす等の外乱を排除して、残加工代部位であるか否かの判別を安定して行うことができる(請求項5の発明)。さらに、所定の面積を超えた加工面に関しては、その加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち基準値以上に加工代が残っている部分が基準比率以上を占める加工領域を残加工代部位としてもよい。これにより、所定の面積を超えた加工面の全体を補正加工するより、補正加工を施す部分の面積が小さくなり、生産性が向上する(請求項6の発明)。
[Inventions of Claims 5 and 6]
In addition, the remaining machining allowance is eliminated by setting the machining surface where the machining allowance remaining above the predetermined reference value is the remaining machining allowance as the remaining machining allowance. Whether or not it is a part can be determined stably (invention of claim 5). Furthermore, for a machining surface exceeding a predetermined area, the machining surface is divided into a plurality of machining regions, and a machining region in which a machining allowance more than a reference value among those machining regions occupies a reference ratio or more. The remaining machining allowance portion may be used. As a result, the area of the portion subjected to the correction process becomes smaller and the productivity is improved than the correction process of the entire processed surface exceeding the predetermined area.

[請求項7,8の発明]
請求項7のNC加工装置では、ワークの実際の加工面が目標形状の加工面に対して所定の基準値以上に位置ずれを起こした場合には、その位置ずれ部位の位置ずれ量を基準値以下にするように補正加工用NCデータが自動生成され、その位置ずれ部位に補正加工が施される。具体的には、位置ずれ部位に対応した目標形状における加工面に対し、位置ずれ側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用NCデータを生成することで、位置ずれを抑えるように補正加工を施すことができる(請求項8の発明)。
[Inventions of Claims 7 and 8]
In the NC machining apparatus according to claim 7, when the actual machining surface of the workpiece is displaced more than a predetermined reference value with respect to the machining surface of the target shape, the positional deviation amount of the position deviation portion is set as a reference value. NC data for correction processing is automatically generated as will be described below, and correction processing is performed on the misaligned portion. Specifically, by generating NC data for correction machining so as to set a target machining surface for correction machining on the side opposite to the position deviation side with respect to the machining surface in the target shape corresponding to the position deviation portion, Correction processing can be performed so as to suppress the deviation (the invention of claim 8).

以下、本発明の一実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。本実施形態のNC加工装置10は、図1に示すようにマシニングセンター11とワークトレース装置20とを備えてなり、次述するワークWを加工する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the NC processing apparatus 10 according to the present embodiment includes a machining center 11 and a work trace apparatus 20, and processes a work W described below.

ワークWは、例えば成形用金型であって、図5に示すように金属ブロック50の一面に成形凹所51を形成してなる。成形凹所51は、例えば直方体状の本体部52の一端から半円溝53を延長し、その半円溝53の先端に半円状のフランジ成形部54を備える。また、本体部52の底面55はV字溝56によって長手方向に2分されている。さらに、本体部52の底面55には、1対の丸孔57,57が備えられている。   The workpiece W is, for example, a molding die, and is formed by forming a molding recess 51 on one surface of the metal block 50 as shown in FIG. The molding recess 51 includes, for example, a semicircular groove 53 that extends from one end of a rectangular parallelepiped main body portion 52, and includes a semicircular flange molding portion 54 at the tip of the semicircular groove 53. Further, the bottom surface 55 of the main body 52 is divided into two in the longitudinal direction by a V-shaped groove 56. Further, the bottom surface 55 of the main body 52 is provided with a pair of round holes 57 and 57.

ワークWは、例えばNC加工装置10とは異なる場所(例えば設計室)に備えたCAD/CAMによって設計される。そして、CAD/CAMは、設計者の端末操作に応じてワークWの3次元形状をディスプレイに表示して設計作業を補助すると共に、設計された形状をワークWの目標形状としてNCデータ化する。そして、このNCデータが本発明に係る基準NCデータとして、オンラインにより又は記憶媒体に一時的に記憶されてマシニングセンター11に取り込まれる。   The workpiece W is designed by, for example, CAD / CAM provided in a place (for example, a design room) different from the NC processing apparatus 10. The CAD / CAM displays the three-dimensional shape of the workpiece W on the display in accordance with the terminal operation of the designer to assist the design work, and converts the designed shape into NC data as the target shape of the workpiece W. Then, this NC data is stored as reference NC data according to the present invention on-line or temporarily in a storage medium and is taken into the machining center 11.

マシニングセンター11は、図1に全体が示されており、水平方向を向いた主軸12の先端部に種々の加工ツール12T(図3参照)を着脱可能な構成になっている。また、マシニングセンター11のうち主軸12の前方には治具14が備えられ、この治具14は、サーボモータを駆動源とした5つの駆動軸19(図3参照)によって駆動される。具体的には、治具14は、いわゆるチルトテーブルであり、傾動ベース14Aと、その傾動ベース14Aに取り付けられたツイストベース14Bとからなる。そして、図1に示すように傾動ベース14Aは、主軸12に直交しかつ水平方向を向いたA軸を中心にして回動すると共に、直動機構によってA軸と平行なX軸方向に直動する。また、主軸12と一体構成の主軸ヘッド12Hは、主軸12と平行がZ軸方向に直動するコラム11C内を上下に延びたY軸方向に直動する。さらに、ツイストベース14Bは、A軸と直交したB軸を中心にしてツイストする。   The entire machining center 11 is shown in FIG. 1, and is configured such that various machining tools 12T (see FIG. 3) can be attached to and detached from the distal end portion of the main shaft 12 facing in the horizontal direction. In addition, a jig 14 is provided in front of the main shaft 12 in the machining center 11, and the jig 14 is driven by five drive shafts 19 (see FIG. 3) using a servo motor as a drive source. Specifically, the jig 14 is a so-called tilt table, and includes a tilt base 14A and a twist base 14B attached to the tilt base 14A. As shown in FIG. 1, the tilting base 14 </ b> A rotates about the A axis orthogonal to the main shaft 12 and oriented in the horizontal direction, and linearly moves in the X axis direction parallel to the A axis by the linear motion mechanism. To do. Further, the spindle head 12H configured integrally with the spindle 12 linearly moves in the Y-axis direction extending vertically in the column 11C parallel to the spindle 12 and linearly moving in the Z-axis direction. Further, the twist base 14B twists about the B axis orthogonal to the A axis.

図3には、マシニングセンター11の電気的な構成が示されている。マシニングセンター11に備えたデータ記憶部16には、前述の如く例えば設計室のCAD/CAMにて生成された基準NCデータが、基準NCデータファイル17となって記憶されている。そして、マシニングセンター11に備えた駆動制御部15(本発明に係る「補正加工制御部」に相当する)が、基準NCデータファイル17から基準NCデータを読み込み、その基準NCデータに従って治具14の駆動軸19及び主軸12、主軸ヘッド12Hの駆動軸、コラムの駆動軸を駆動する。これにより、主軸12の先端の加工ツール12Tが、金属ブロック50の所定の位置に所定の姿勢で押し当てられ、ワークWに成形凹所51が加工される。   FIG. 3 shows an electrical configuration of the machining center 11. The data storage unit 16 provided in the machining center 11 stores the reference NC data generated by, for example, CAD / CAM in the design room as the reference NC data file 17 as described above. Then, the drive control unit 15 (corresponding to the “correction processing control unit” according to the present invention) provided in the machining center 11 reads the reference NC data from the reference NC data file 17 and drives the jig 14 according to the reference NC data. The shaft 19 and the main shaft 12, the driving shaft of the main shaft head 12H, and the driving shaft of the column are driven. As a result, the processing tool 12T at the tip of the spindle 12 is pressed against the predetermined position of the metal block 50 in a predetermined posture, and the forming recess 51 is processed in the workpiece W.

図1に示すように、ワークトレース装置20は、例えば治具14を挟んで主軸12に対峙するように配置されている。図2に示すように、ワークトレース装置20は、水平方向に進退する直動ロッド21の先端にタッチセンサ25を備える。タッチセンサ25は、先細り状になったセンサー基部22からトレース端子23を突出させた構造になっている。トレース端子23は、例えば軸体の先端に球体部24を備えてなり、常には、センサー基部22と同軸上に延びた姿勢に付勢されている。そして、トレース端子23が、外力を受けて任意の方向に傾動し、その傾動角度により球体部24の変位量が検出される。   As shown in FIG. 1, the work trace device 20 is disposed so as to face the main shaft 12 with the jig 14 interposed therebetween, for example. As shown in FIG. 2, the work trace device 20 includes a touch sensor 25 at the tip of a linear motion rod 21 that moves back and forth in the horizontal direction. The touch sensor 25 has a structure in which the trace terminal 23 protrudes from the tapered sensor base 22. The trace terminal 23 includes, for example, a spherical body portion 24 at the tip of the shaft body, and is always biased to a posture extending coaxially with the sensor base portion 22. Then, the trace terminal 23 is tilted in an arbitrary direction by receiving an external force, and the displacement amount of the spherical body portion 24 is detected by the tilt angle.

ワークトレース装置20及びマシニングセンター11は図3に示したメイン制御部41によって協調制御され、ワークWの目標形状に対する加工誤差を計測する。従って、本実施形態では、ワークトレース装置20、マシニングセンター11及びメイン制御部41によって、本発明に係る「加工誤差計測手段」を構成している。また、同図の符合42で示したCAD/CAM42は、本発明に係る「残加工代部位特定手段」、「補正加工用NCデータ生成手段」及び「位置ずれ部位特定手段」に相当する。これらメイン制御部41及びCAD/CAM42の構成に関しては、次述するNC加工装置10の動作と併せて説明する。   The workpiece tracing device 20 and the machining center 11 are cooperatively controlled by the main control unit 41 shown in FIG. 3 and measure a machining error with respect to the target shape of the workpiece W. Therefore, in the present embodiment, the “working error measuring means” according to the present invention is configured by the work trace device 20, the machining center 11, and the main control unit 41. Further, the CAD / CAM 42 indicated by reference numeral 42 in the figure corresponds to the “remaining machining allowance part specifying means”, the “correction machining NC data generating means” and the “misalignment part specifying means” according to the present invention. The configurations of the main control unit 41 and the CAD / CAM 42 will be described together with the operation of the NC machining apparatus 10 described below.

なお、メイン制御部41及びCAD/CAM42は、例えば、マシニングセンター11及びワークトレース装置20の近傍に配置されるメイン制御ボックス40に収容されている。   The main control unit 41 and the CAD / CAM 42 are accommodated in, for example, a main control box 40 disposed in the vicinity of the machining center 11 and the work trace device 20.

NC加工装置10により図5に示したワークWを加工するには、まずは、成形凹所51が加工されていない金属ブロック50を治具14に固定する。そして、メイン制御ボックス40に備えた図示しないメイン起動スイッチをオンする。すると、メイン制御部41からマシニングセンター11の駆動制御部15に起動信号が付与され、以下、図4のフローチャートに示したようにNC加工装置10が動作する。   In order to machine the workpiece W shown in FIG. 5 by the NC machining apparatus 10, first, the metal block 50 in which the molding recess 51 is not machined is fixed to the jig 14. Then, a main start switch (not shown) provided in the main control box 40 is turned on. Then, an activation signal is given from the main control unit 41 to the drive control unit 15 of the machining center 11, and the NC machining apparatus 10 operates as shown in the flowchart of FIG.

即ち、メイン制御部41から起動信号を受けた駆動制御部15は、データ記憶部16の基準NCデータファイル17から基準NCデータを読み込み、それら基準NCデータに基づいて主軸12の先端に所定の加工ツール12Tを装着する。次いで、主軸12及び各駆動軸19を駆動し、治具14に固定されたワークWの金属ブロック50に加工ツール12Tを押し付けて、成形凹所51を加工する(図4のS1)。より具体的には、主軸12に荒削り用の加工ツール12Tを取り付けられて金属ブロック50に大まかに成形凹所51を加工してから、仕上げ用の加工ツール12Tにて、その成形凹所51の内面を切削又は研磨する。   In other words, the drive control unit 15 that has received the start signal from the main control unit 41 reads the reference NC data from the reference NC data file 17 in the data storage unit 16, and performs predetermined machining on the tip of the spindle 12 based on the reference NC data. A tool 12T is mounted. Next, the main shaft 12 and each drive shaft 19 are driven, and the processing tool 12T is pressed against the metal block 50 of the workpiece W fixed to the jig 14 to process the forming recess 51 (S1 in FIG. 4). More specifically, a roughing machining tool 12T is attached to the main shaft 12, and the molding recess 51 is roughly machined in the metal block 50. Then, the finishing machining tool 12T is used to finish the molding recess 51. Cutting or polishing the inner surface.

ワークWの加工が終了すると、駆動制御部15からメイン制御部41に加工終了信号が付与される。これに応じて、メイン制御部41は、ワークトレース装置20及びマシニングセンター11の駆動制御部15に計測開始信号を付与する。すると、ワークトレース装置20における直動ロッド21が前方に駆動され、タッチセンサ25が治具14側に接近する。一方、駆動制御部15は、データ記憶部16の計測用NCデータファイル43から計測用NCデータを読み込む。そして、駆動軸19を駆動して治具14の姿勢制御を行うことで、トレース端子23の球体部24を、ワークWの加工面に押し付けて変位させた状態に保持しつつ、そのワークWの全部の加工面の全域にトレースさせる(S2)。   When the machining of the workpiece W is completed, a machining end signal is given from the drive control unit 15 to the main control unit 41. In response to this, the main control unit 41 gives a measurement start signal to the work trace device 20 and the drive control unit 15 of the machining center 11. Then, the linear rod 21 in the work trace device 20 is driven forward, and the touch sensor 25 approaches the jig 14 side. On the other hand, the drive control unit 15 reads the measurement NC data from the measurement NC data file 43 in the data storage unit 16. Then, by driving the drive shaft 19 and controlling the posture of the jig 14, the spherical portion 24 of the trace terminal 23 is pressed against the machining surface of the workpiece W and is displaced, and the workpiece W Trace is made over the entire processing surface (S2).

このとき、ワークWの姿勢変化に伴って、CAD/CAM42には、駆動制御部15からワークWの姿勢データと、ワークトレース装置20から球体部24の変位方向及び変位量に関するデータとが取り込まれる(S3)。そして、CAD/CAM42が、これら取り込んだデータに基づいて、ワークWの実際の形状を演算し、CAD/CAM42に記憶されたモデルデータ(基準NCデータと同じ)に基づく目標形状とを比較する(S4〜S6)。   At this time, along with the change in the posture of the workpiece W, the CAD / CAM 42 receives the posture data of the workpiece W from the drive control unit 15 and the data related to the displacement direction and the displacement amount of the sphere unit 24 from the workpiece trace device 20. (S3). Then, the CAD / CAM 42 calculates the actual shape of the workpiece W based on the acquired data, and compares it with the target shape based on the model data (same as the reference NC data) stored in the CAD / CAM 42 ( S4 to S6).

詳細には、実測データから求めたワークWの実際の形状から原点位置を特定する(S4)。具体的には、例えば金属ブロック50のうち成形凹所51が形成された端面において本体部52の一角部を原点とし、その原点から三方に延びた本体部52の直交3辺をX,Y,Z座標とする。   Specifically, the origin position is specified from the actual shape of the workpiece W obtained from the actual measurement data (S4). Specifically, for example, one end of the main body 52 is defined as an origin on the end surface of the metal block 50 where the molding recess 51 is formed, and three orthogonal sides of the main body 52 extending in three directions from the origin are defined as X, Y, The Z coordinate is used.

そして、モデルデータに基づいたワークWの目標形状と、ワークWの実際の形状とを重ね合わせてそれらの間の加工誤差を演算する(S5)。ここで、ワークWの実際の形状と目標形状との間の加工誤差が所定の基準値以下(所定の許容範囲以内)に収まっていた場合には、そのワークWは合格品であるので、NC加工装置10による全行程が終了した旨の報知を行う。なお、ワークWの実際の形状が目標形状より過度に削られていた場合には不合格品であることを報知する。   And the target shape of the workpiece | work W based on model data and the actual shape of the workpiece | work W are piled up, and the process error between them is calculated (S5). Here, when the machining error between the actual shape and the target shape of the workpiece W is within a predetermined reference value (within a predetermined allowable range), the workpiece W is a pass product, so the NC A notification that the entire process by the processing apparatus 10 has been completed is performed. In addition, when the actual shape of the workpiece W is excessively cut from the target shape, it is notified that the workpiece W is a rejected product.

上記した合格品及び不合格品以外の場合には、CAD/CAM42は、ワークWにおいて、所定の基準値以上に加工代が残った部分が所定の基準比率(例えば、80%)以上を占めた加工面を残加工代部位をとして特定する(S6)。具体的には、図6に示すように、例えばワークWにおけるV字溝56の底面56A2が、目標形状におけるV字溝56の底面56A1に対して所定の基準値(図6の誤差δ1参照)以上に加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占めていた場合に、V字溝56の底面56A2を残加工代部位と認定する。   In cases other than the above-mentioned acceptable products and non-acceptable products, the CAD / CAM 42 has a portion where the machining allowance exceeds a predetermined reference value in the workpiece W occupied a predetermined reference ratio (for example, 80%) or more. The machined surface is specified as the remaining machining allowance (S6). Specifically, as shown in FIG. 6, for example, the bottom surface 56A2 of the V-shaped groove 56 in the workpiece W is a predetermined reference value with respect to the bottom surface 56A1 of the V-shaped groove 56 in the target shape (see error δ1 in FIG. 6). When the portion where the machining allowance is left occupies a predetermined reference ratio or more, the bottom surface 56A2 of the V-shaped groove 56 is recognized as the remaining machining allowance portion.

また、CAD/CAM42は、所定の面積を超えた比較的大きな加工面に対しては、複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち所定の基準値以上に加工代が残った部分が所定の基準比率以上を占める加工領域を、残加工代部位と認定する。具体的には、図7に示すように、例えばワークWにおける本体部52の底面55を、所定の面積を超えた比較的大きな加工面として認定し、底面55を複数の加工領域R1,R2,R3・・に分割する。そして、所定の基準値以上に加工代が残った部分が所定の基準比率以上を占める加工領域R2,R3,R6,R7のみを残加工代部位と認定する。   Further, the CAD / CAM 42 divides a relatively large machining surface exceeding a predetermined area into a plurality of machining areas, and a portion of the machining area where a machining allowance exceeds a predetermined reference value is predetermined. The machining area that occupies more than the standard ratio is recognized as the remaining machining allowance. Specifically, as shown in FIG. 7, for example, the bottom surface 55 of the main body 52 in the workpiece W is recognized as a relatively large processing surface exceeding a predetermined area, and the bottom surface 55 is defined as a plurality of processing regions R1, R2, and so on. Divide into R3 .. Then, only the machining regions R2, R3, R6, and R7 in which the portion where the machining allowance exceeds a predetermined reference value occupies the predetermined reference ratio or more is recognized as the remaining machining allowance portion.

さらに、CAD/CAM42は、目標形状における加工面とワークWの実際の形状の加工面とが全体的に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する。具体的には、図8に示すように丸孔57が目標形状における丸孔57A1に対して、中心が所定の基準値(図8の誤差δ2参照)以上ずれかつ丸孔57A1に収まる範囲に加工されていた場合には、ここを位置ずれ部位として認定する。   Further, the CAD / CAM 42 specifies a position shift portion where a position shift between the processing surface in the target shape and the processing surface of the actual shape of the workpiece W has occurred. Specifically, as shown in FIG. 8, the center of the round hole 57 is shifted from the round hole 57A1 in the target shape by more than a predetermined reference value (see error δ2 in FIG. 8) and is processed in a range that fits in the round hole 57A1. If so, this is recognized as a position shift portion.

次いで、CAD/CAM42は、各残加工代部位及び位置ずれ部位に対して補正加工用NCデータを生成する(S7)。詳細には、CAD/CAM42は、例えば、残加工代部位に対応した目標形状における加工面より深い位置に補正加工用の目標加工面を設定するように補正加工用NCデータを生成する。具体的には、V字溝56の底面56A2に関しては、図6に示した底面56A1を目標にして加工を行った結果、削り残しが所定の基準値を超えて残ったのであるから、底面56A1より深い位置に補正加工用の目標加工面(図6の底面56A3参照)を設定して、補正加工用NCデータを生成する。   Next, the CAD / CAM 42 generates NC data for correction machining for each remaining machining allowance part and misalignment part (S7). Specifically, the CAD / CAM 42 generates the NC data for correction machining so as to set the target machining surface for correction machining at a position deeper than the machining surface in the target shape corresponding to the remaining machining allowance portion, for example. Specifically, with respect to the bottom surface 56A2 of the V-shaped groove 56, as a result of processing with the bottom surface 56A1 shown in FIG. 6 as a target, the uncut portion remains beyond a predetermined reference value. A target machining surface for correction machining (see bottom surface 56A3 in FIG. 6) is set at a deeper position, and NC data for correction machining is generated.

また、CAD/CAM42は、例えば、残加工代部位に対応した基準NCデータより削り残り量が小さくなるように補正加工用NCデータを生成する。削り残り量を小さくするには、例えば、図9(A)に示すように、[1]工具切り込み量(Ad)を小さくする、[2]工具のピックフィード(Pf)を小さくする、[3]工具の送り速度(f)を小さくする、[4]主軸(工具)の回転数(S)を小さくする等の基準NCデータに対する設定変更が挙げられる。これら[1]〜[4]の何れの場合も、図9(B)及び図9(C)に示した削り残り量(Kz)が減少する。その理由は、図10に示すように、[1]〜[3]の設定変更を行った場合は、時間当たりの除去量(削り量)が減少し、工具負荷が小さくなって工具の撓みが減少するからである。また、上記[4]では、工具の切れ刃あたりの切削速度が減少するからであり、これにより、工具寿命が向上し、工具が摩耗し難くなるというメリットがある。   Further, the CAD / CAM 42 generates the correction machining NC data so that the remaining amount of cutting is smaller than the reference NC data corresponding to the remaining machining allowance portion, for example. In order to reduce the remaining amount of cutting, for example, as shown in FIG. 9A, [1] decrease the tool cutting amount (Ad), [2] decrease the pick feed (Pf) of the tool, [3 Examples include setting changes to the reference NC data such as reducing the tool feed speed (f) and [4] reducing the rotational speed (S) of the spindle (tool). In any of these [1] to [4], the uncut remaining amount (Kz) shown in FIGS. 9B and 9C decreases. The reason for this is that, as shown in FIG. 10, when [1] to [3] are changed, the amount of removal (cutting amount) per hour is reduced, the tool load is reduced, and the tool is bent. This is because it decreases. Further, in the above [4], the cutting speed per cutting edge of the tool is reduced, and there is an advantage that the tool life is improved and the tool is hardly worn.

具体的には、本体部52の底面55における加工領域R2,R3,R6,R7(図7参照)に関しては、基準NCデータより加工速度を遅くする変更のみを行って補正加工用NCデータを生成する。これにより、本体部52の底面55における加工領域R2,R3,R6,R7のみが再び削り残しが生じないようにすることができる。   Specifically, with respect to the machining regions R2, R3, R6, and R7 (see FIG. 7) on the bottom surface 55 of the main body 52, the correction machining NC data is generated only by changing the machining speed slower than the reference NC data. To do. Thereby, it is possible to prevent only the machining regions R2, R3, R6, and R7 on the bottom surface 55 of the main body 52 from being left uncut.

さらに、CAD/CAM42は、位置ずれ部位に対応した目標形状における加工面に対し、位置ずれと反対側の目標加工面が設定されるように補正加工用NCデータを生成する。具体的には、図8に示した丸孔57に関しては、目標形状の丸孔57A1に対して同図において左側に誤差δ2だけずれて加工されたので、例えば目標形状の丸孔57A1に対して同図の右側に誤差δ2だけずれらして丸孔57を加工するように補正加工用NCデータを生成する。   Further, the CAD / CAM 42 generates correction machining NC data so that a target machining surface opposite to the positional deviation is set with respect to the machining surface in the target shape corresponding to the position deviation portion. Specifically, the round hole 57 shown in FIG. 8 is processed by shifting to the left side by an error δ2 in the drawing with respect to the target-shaped round hole 57A1, and for example, with respect to the target-shaped round hole 57A1. NC data for correction processing is generated so that the round hole 57 is processed with a deviation of δ2 on the right side of FIG.

なお、ワークWを全体に亘って補正加工が必要な場合には、全体を補正加工することを指令として伝えるための補正加工用NCデータが生成される。   If correction work is required for the entire workpiece W, NC data for correction processing for transmitting as a command to correct the whole work is generated.

上述の如く、CAD/CAM42により補正加工用NCデータの生成が完了したら、CAD/CAM42からメイン制御部41に終了信号が出力され、これら補正加工用NCデータが補正加工用NCデータファイル18としてマシニングセンター11のデータ記憶部16に取り込まれる。そして、マシニングセンター11の駆動制御部15が、データ記憶部16の補正加工用NCデータファイル18から読み込んだ補正加工用NCデータに従ってワークWに補正加工を施す。より具体的には、ワークWの全体を補正加工する指令としての補正加工用NCデータを読み込んだときには、さらにデータ記憶部16から計測用NCデータファイル43を読み込んで、再度、ワークW全体を加工する。それ以外の場合には、読み込んだ補正加工用NCデータに基づいて、ワークWにおける残加工代部位及び位置ずれ部位のみを補正加工する(S8)。   As described above, when the generation of NC data for correction machining is completed by the CAD / CAM 42, an end signal is output from the CAD / CAM 42 to the main control unit 41, and the NC data for correction machining is used as the NC data file 18 for correction machining. 11 data storage unit 16. Then, the drive control unit 15 of the machining center 11 corrects the workpiece W according to the correction machining NC data read from the correction machining NC data file 18 of the data storage unit 16. More specifically, when the NC data for correction machining as a command for correcting and processing the entire workpiece W is read, the NC data file 43 for measurement is further read from the data storage unit 16, and the entire workpiece W is processed again. To do. In other cases, based on the read NC data for correction processing, only the remaining machining allowance portion and the position shift portion in the workpiece W are corrected (S8).

この補正加工終了後に、例えば、再度、ワークトレース装置20を用いた形状計測を行い、ワークWと目標形状との誤差を所定の基準値以下に収束させる。或いは、補正加工を数回行った後、ワークWと目標形状との加工誤差が所定の基準値以下に収まらなかったワークWは不合格品として排除する。   After this correction processing is completed, for example, shape measurement using the workpiece trace device 20 is performed again, and the error between the workpiece W and the target shape is converged to a predetermined reference value or less. Alternatively, after the correction machining is performed several times, the workpiece W in which the machining error between the workpiece W and the target shape does not fall below a predetermined reference value is excluded as a rejected product.

このように本実施形態のNC加工装置10では、ワークWを治具14に固定した状態のままで、補正加工用NCデータを自動的に生成して補正加工を施すので、従来より不合格品の発生を減らし、補正加工が必要なワークを迅速に処理することが可能になる。また、所定の基準値以上に加工代が残っている部分の占める割合が基準比率以上であった加工面を残加工代部位とすることで、削りかす等の外乱を排除して、残加工代部位であるか否かの判別を安定して行うことができる。さらに、所定の面積を超えた加工面に補正加工を施す場合には、その所定の面積を超えた加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち所定の基準値以上に加工代が残っている加工領域を残加工代部位として認定して補正加工を施すので、比較的広い加工面全体を補正加工するより、補正加工を施す部分の面積が小さくなり、生産性が向上する。   As described above, in the NC processing apparatus 10 according to the present embodiment, NC data for correction processing is automatically generated and correction processing is performed while the workpiece W is fixed to the jig 14, so that it is a non-acceptable product. It is possible to reduce the occurrence of the workpiece and to quickly process a workpiece that requires correction processing. In addition, the remaining machining allowance is eliminated by setting the machining surface where the machining allowance remaining above the predetermined reference value is the remaining machining allowance as the remaining machining allowance. It is possible to stably determine whether or not it is a part. Further, when performing a correction process on a machining surface exceeding a predetermined area, the machining surface exceeding the predetermined area is divided into a plurality of machining areas, and a machining allowance exceeding a predetermined reference value among these machining areas is obtained. Since the remaining machining area is recognized as a remaining machining allowance portion and correction processing is performed, the area of the portion subjected to correction processing is reduced and the productivity is improved as compared with correction processing of the entire relatively wide processing surface.

[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.

(1)前記実施形態のワークWは金型であったが、ワークの形状は金型に限定されるものではない。 (1) Although the workpiece W of the embodiment is a mold, the shape of the workpiece is not limited to the mold.

(2)前記実施形態では、マシニングセンター11と対峙させてワークトレース装置20を備えた構成であったが、マシニングセンターの主軸に前記したタッチセンサ25を着脱自在に取り付けてワークの形状を計測可能としてもよい。また、ワークWの加工中には退避可能にマシニングセンタ11の適宜箇所(例えば、コラム11C)にタッチセンサ25を取り付けておいてもよい。 (2) In the above-described embodiment, the work trace device 20 is provided so as to face the machining center 11. However, even if the touch sensor 25 described above is detachably attached to the spindle of the machining center, the shape of the work can be measured. Good. Further, the touch sensor 25 may be attached to an appropriate position (for example, the column 11C) of the machining center 11 so that it can be retracted during processing of the workpiece W.

(3)前記実施形態のワークトレース装置20は、ワークに接触して形状を計測するものであったが、例えば、非接触の距離センサを備え、その距離センサによりワークの表面をスキャンしてワークの形状を計測する構成にしてもよい。 (3) The work trace device 20 of the above-described embodiment measures the shape in contact with the workpiece. For example, the workpiece trace device 20 includes a non-contact distance sensor, and scans the surface of the workpiece with the distance sensor. You may make it the structure which measures the shape of this.

(4)前記実施形態では、マシニングセンター11を備えたNC加工装置10を例示したが、本発明に係るNC加工装置はマシニングセンターを備えたものに限定されるものではなく、マシニングセンターに代えて旋盤やフライス盤等を備えて本発明のNC加工装置を構成してもよい。 (4) In the above-described embodiment, the NC processing apparatus 10 provided with the machining center 11 is exemplified. However, the NC processing apparatus according to the present invention is not limited to the one provided with the machining center, and a lathe or a milling machine is used instead of the machining center. Etc., the NC machining apparatus of the present invention may be configured.

本発明の一実施形態に係るNC加工装置の斜視図The perspective view of NC processing device concerning one embodiment of the present invention. 形状計測装置の側面図Side view of shape measuring device NC加工装置の電気的な構成を示すブロック図Block diagram showing electrical configuration of NC machining equipment NC加工装置の動作を示すフローチャートFlow chart showing the operation of NC machining equipment NC加工装置で加工したワークの斜視図Perspective view of workpiece machined by NC machining equipment ワークにおけるV字溝の部分拡大斜視図Partial enlarged perspective view of V-shaped groove in workpiece ワークにおける本体部の底面の斜視図Perspective view of the bottom of the main body of the work ワークにおける丸孔の平面図Plan view of round hole in workpiece 工具がワークを加工している状態の概念図Conceptual diagram of the state where the tool is machining the workpiece 切削工程の概念図Conceptual diagram of the cutting process

符号の説明Explanation of symbols

10 加工装置
11 マシニングセンター
14 治具
15 NC駆動制御部(補正加工制御部)
16 データ記憶部
19 駆動軸
20 形状計測装置
42 CAD/CAM
55 底面(加工面)
56A2 底面(加工面)
W ワーク
δ1 誤差
δ2 誤差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing apparatus 11 Machining center 14 Jig 15 NC drive control part (correction processing control part)
16 Data storage unit 19 Drive shaft 20 Shape measuring device 42 CAD / CAM
55 Bottom (machined surface)
56A2 Bottom (machined surface)
W Workpiece δ1 error δ2 error

Claims (8)

ワークの目標形状に基づく基準NCデータに従って工具又は治具を位置決め制御し、前記治具に固定された前記ワークを前記目標形状に近づけるように加工するNC加工装置において、
前記基準データに従って加工されたワークの実際の形状と前記目標形状との間の加工誤差を、そのワークが前記治具に固定されたままの状態で計測する加工誤差計測手段と、
前記加工誤差計測手段の計測結果に基づき、前記ワークのうち所定の基準値以上に加工代が残った残加工代部位を特定する残加工代部位特定手段と、
前記残加工代部位の前記加工代を前記所定の基準値以下にするための補正加工用NCデータを生成する補正加工用NCデータ生成手段と、
前記補正加工用NCデータに従って前記工具又は治具を位置決め制御する補正加工制御部とを備えたことを特徴とするNC加工装置。
In an NC processing apparatus that controls the positioning of a tool or a jig according to reference NC data based on a target shape of a workpiece, and processes the workpiece fixed to the jig so as to approach the target shape,
Machining error measuring means for measuring a machining error between an actual shape of the workpiece machined according to the reference data and the target shape in a state where the workpiece is fixed to the jig;
Based on the measurement result of the machining error measurement means, a remaining machining allowance part specifying means for specifying a remaining machining allowance part in which a machining allowance remains above a predetermined reference value in the workpiece,
NC data generating means for correction machining for generating NC data for correction machining for making the machining allowance of the remaining machining allowance portion equal to or less than the predetermined reference value;
An NC machining apparatus, comprising: a correction machining control unit that positions and controls the tool or jig in accordance with the correction machining NC data.
前記補正加工用NCデータ生成手段は、前記目標形状における加工面より深い位置に補正加工用の目標加工面を設定するように前記補正加工用NCデータを生成することを特徴とする請求項1に記載のNC加工装置。   2. The correction machining NC data generating unit generates the correction machining NC data so as to set a target machining surface for correction machining at a position deeper than a machining surface in the target shape. The NC processing device described. 前記補正加工用NCデータ生成手段は、前記基準NCデータによる設定より削り残り量が小さくなるように前記補正加工用NCデータを生成することを特徴とする請求項1又は2に記載のNC加工装置。   3. The NC machining apparatus according to claim 1, wherein the correction machining NC data generating unit generates the correction machining NC data so that a remaining amount of cutting is smaller than a setting based on the reference NC data. 4. . 前記補正加工用NCデータ生成手段は、切り込み量、ピックフィード、送り速度、工具回転数の少なくとも1つを前記基準NCデータによる設定より小さくして、前記基準NCデータによる設定より削り残り量が小さくなるように前記補正加工用NCデータを生成することを特徴とする請求項3に記載のNC加工装置。   The correction machining NC data generation means makes at least one of a cutting amount, a pick feed, a feed speed, and a tool rotation speed smaller than the setting by the reference NC data, and the remaining amount of cutting is smaller than the setting by the reference NC data. The NC processing apparatus according to claim 3, wherein the NC data for correction processing is generated as follows. 前記残加工代部位特定手段は、前記所定の基準値以上に前記加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工面を、前記残加工代部位とすることを特徴とする請求項1乃至4何れかに記載のNC加工装置。   The remaining machining allowance site specifying means sets a machining surface in which a portion where the machining allowance remains above the predetermined reference value occupies a predetermined reference ratio or more as the remaining machining allowance site. NC processing apparatus in any one of 1-4. 前記残加工代部位特定手段は、所定の面積を超えた加工面を複数の加工領域に分割し、それら加工領域のうち前記所定の基準値以上に前記加工代が残った部分が、所定の基準比率以上を占める加工領域を、前記残加工代部位とすることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のNC加工装置。   The remaining machining allowance site specifying means divides a machining surface exceeding a predetermined area into a plurality of machining areas, and a portion of the machining area where the machining allowance remains above the predetermined reference value is a predetermined reference. 6. The NC machining apparatus according to claim 1, wherein a machining area occupying a ratio or more is the remaining machining allowance. 前記目標形状における加工面と前記ワークの実際の形状の加工面とが、全体的に所定の基準値以上に位置ずれを起こした位置ずれ部位を特定する位置ずれ部位特定手段を備え、
前記補正加工用NCデータ生成手段は、前記位置ずれ部位の位置ずれ量を前記基準値以下にするための補正加工用NCデータを生成することを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のNC加工装置。
A misalignment site specifying means for specifying a misalignment site where the machining surface in the target shape and the machining surface of the actual shape of the workpiece are misaligned over a predetermined reference value as a whole;
7. The correction machining NC data generation unit generates correction machining NC data for making a positional deviation amount of the positional deviation portion equal to or less than the reference value. NC machining equipment.
前記補正加工用NCデータ生成手段は、前記目標形状における加工面に対し、前記位置ずれを起こした側と反対側に補正加工用の目標加工面を設定するように前記補正加工用NCデータを生成することを特徴とする請求項7に記載のNC加工装置。   The correction machining NC data generation means generates the correction machining NC data so as to set a correction machining target machining surface on the opposite side of the machining surface in the target shape from the side on which the positional deviation has occurred. The NC machining apparatus according to claim 7, wherein:
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