JP2005050255A - Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded - Google Patents

Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded Download PDF

Info

Publication number
JP2005050255A
JP2005050255A JP2003283690A JP2003283690A JP2005050255A JP 2005050255 A JP2005050255 A JP 2005050255A JP 2003283690 A JP2003283690 A JP 2003283690A JP 2003283690 A JP2003283690 A JP 2003283690A JP 2005050255 A JP2005050255 A JP 2005050255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
machining
data creation
engagement angle
trajectory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003283690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Iwao Yamaji
伊和夫 山路
Soichi Ibaraki
創一 茨木
Yoshiaki Kakino
義昭 垣野
Atsushi Matsubara
厚 松原
Daisaku Ikeda
大作 池田
Susumu Nishida
晋 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MFG TECHNOLOGY INST Inc
Manufacturing Technology Institute Inc
Original Assignee
MFG TECHNOLOGY INST Inc
Manufacturing Technology Institute Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MFG TECHNOLOGY INST Inc, Manufacturing Technology Institute Inc filed Critical MFG TECHNOLOGY INST Inc
Priority to JP2003283690A priority Critical patent/JP2005050255A/en
Publication of JP2005050255A publication Critical patent/JP2005050255A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently execute highly precise working by applying this working data preparing method to metallic mold working or the like adopting, for example, a CAM (Computer Aided Manufacturing) method. <P>SOLUTION: This working data preparing method, working data preparing program, and recording medium for recording the working data preparing program are configured to execute a cutting working by fixing the engage angle of a tool. Thus, it is possible to almost fix cutting resistance even when fixing the feeding speed of the tool. Therefore, it is possible to smooth finish surface roughness, and to efficiently execute highly precise working. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、加工データ作成方法、加工データ作成プログラム及び加工データ作成プログラムを記録した記録媒体に関し、例えばCAM(Computer Aided Manufacturing)の手法を適用した金型加工等に適用することができる。本発明は、工具のエンゲージアングルを一定にして切削加工を行うことにより、工具の送り速度を一定にしても切削抵抗をほぼ一定にすることができ、かつ、仕上げ面あらさを滑らかにすることができ、高精度の加工を効率良く行うことができるようにする。   The present invention relates to a machining data creation method, a machining data creation program, and a recording medium on which the machining data creation program is recorded, and can be applied to, for example, die machining using a CAM (Computer Aided Manufacturing) technique. According to the present invention, by performing cutting with a constant engagement angle of the tool, the cutting resistance can be made substantially constant even if the feed speed of the tool is constant, and the finished surface roughness can be made smooth. It is possible to perform high-precision machining efficiently.

従来、金型加工は、CAMにより工具軌跡のデータを作成することにより、金型作成工程を短縮化、簡略化するようになされている。   Conventionally, in die machining, tool locus data is created by CAM to shorten and simplify the die creation process.

すなわちこの金型加工におけるCAMは、CAD(Computer Aided Design)により作成された形状データの供給を受けることにより、また金型図面等に基づいて入力された形状データにより、コンピュータにおいて、加工対象でなる金型の形状を把握する。さらにCAMは、コンピュータにおいて、この形状に従って通常のNC工作の場合と同様の、荒加工用及び仕上げ加工用等のデータを生成し、この生成したデータをNC工作機械に供給する。   In other words, the CAM in this mold processing is processed by a computer by receiving shape data created by CAD (Computer Aided Design) and by using shape data input based on a mold drawing or the like. Know the shape of the mold. Further, the CAM generates data for rough machining, finishing machining, and the like in the computer according to the shape, and supplies the generated data to the NC machine tool.

このデータを作成する際、CAMのコンピュータは、対話形式によるオペレータの指定等により切削加工の条件を設定し、これにより切削加工に供する材料、工具、NC工作機械に応じた適切な切削条件により金型加工できるようになされている。   When creating this data, the CAM computer sets cutting conditions according to the operator's designation in an interactive format, etc., and this makes it possible to set the gold according to the appropriate cutting conditions according to the materials, tools, and NC machine tools used for cutting. The mold can be processed.

このような加工用データの作成方法に関連して、従来、工具軌跡の作成方法が種々に提案されるようになされており、例えば特開平7−20920号公報においては、加工する形状に対して工具半径だけオフセットしたデータを作成し、このデータに沿って工具を移動する方法が提案されている。この方法によれば、オフセットしたデータに沿って工具を移動させることにより、使用する工具に応じた金型加工を容易に行うことができる。   In relation to such a method for creating machining data, conventionally, various methods for creating a tool path have been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20920, a shape to be machined is proposed. A method has been proposed in which data offset by the tool radius is created and the tool is moved along this data. According to this method, by moving the tool along the offset data, it is possible to easily perform die processing according to the tool to be used.

ところで金型加工においては、z軸により等高線を描くように工具軌跡を生成し、この工具軌跡に沿って工具を移動することにより加工対象を等高線切削するようになされたものがある。この場合、加工形状に応じて工具の送り速度を変化させることにより、工具にかかる負荷である切削抵抗を一定にして所望の加工面精度を得ることができると考えられている。   By the way, in the die machining, there is one in which a tool trajectory is generated so as to draw a contour line along the z-axis, and the machining target is contoured by moving the tool along the tool trajectory. In this case, it is considered that by changing the feed rate of the tool according to the machining shape, a desired machining surface accuracy can be obtained with a constant cutting resistance as a load applied to the tool.

しかしながら、加工形状に応じて工具の送り速度を変化させると、加工効率が低下する問題があった。
特開平7−20920号公報
However, when the feed rate of the tool is changed according to the machining shape, there is a problem that the machining efficiency is lowered.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-20920

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、工具の送り速度を一定にしても切削抵抗をほぼ一定にすることができ、高精度の加工を効率良く行うことができる加工データ作成方法、加工データ作成プログラム及び加工データ作成プログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to make the cutting resistance substantially constant even when the feed rate of the tool is constant, and a machining data creation method capable of efficiently performing high-precision machining. The present invention intends to propose a machining data creation program and a recording medium on which the machining data creation program is recorded.

係る課題を解決するため請求項1の発明においては、加工対象を順次段階的に切削して最終的に目標形状を形成する切削加工の工具軌跡のデータを作成する加工データ作成方法において、少なくとも最終の仕上げに係る工具軌跡に沿って移動する工具のエンゲージアングルが所定値以下となるように、前段階の工具軌跡を作成するステップを有するようにする。   In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, in the machining data creation method for creating the tool trajectory data of the cutting work that cuts the work object sequentially step by step and finally forms the target shape, at least the final A step of creating a previous tool trajectory so that the engagement angle of the tool moving along the tool trajectory related to the finishing is less than or equal to a predetermined value.

また請求項2の発明においては、請求項1の構成において、前記工具軌跡を作成するステップは、前記最終の仕上げに係る工具軌跡を所定量だけオフセットさせてなる工具軌跡を修正するようにする。   According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the step of creating the tool trajectory corrects a tool trajectory obtained by offsetting the tool trajectory related to the final finishing by a predetermined amount.

また請求項3の発明においては、請求項1の構成において、前記工具軌跡を作成するステップは、前記前段階における工具軌跡上の各点を所定量ずつ法線方向に移動させながら前記エンゲージアングルが所定値以下となる修正位置を求めるようにする。   According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, in the step of creating the tool path, the engagement angle is set while moving each point on the tool path in the previous stage by a predetermined amount in the normal direction. A correction position that is less than or equal to a predetermined value is obtained.

また請求項4の発明においては、コンピュータに所定の処理手順を実行させるプログラムにおいて、前記プログラムは、加工対象を順次段階的に切削して最終的に目標形状を形成する切削加工の工具軌跡のデータを作成する加工データ作成プログラムであって、少なくとも最終の仕上げに係る工具軌跡に沿って移動する工具のエンゲージアングルが所定値以下となるように、前段階の工具軌跡を作成するステップを有するようにする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute a predetermined processing procedure, wherein the program sequentially cuts a machining target in a stepwise manner and finally forms a target shape. A machining data creation program for creating a tool trajectory in a previous stage so that an engagement angle of a tool moving along at least a tool trajectory related to final finishing is a predetermined value or less. To do.

また請求項5の発明においては、加工データ作成プログラムを記録した記録媒体に適用して、請求項4に記載の加工データ作成プログラムを記録してなるようにする。   In the invention of claim 5, the machining data creation program according to claim 4 is recorded by applying the machining data creation program to the recording medium.

請求項1の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、工具に対するエンゲージアングルが常に一定とすることにより、工具の送り速度を加工形状に合わせて変化させなくとも、工具の移動中にその工具に加わる切削抵抗を一定とすることができる。このように切削抵抗を一定にすることにより、均一な加工面を得ることができ、また加工目標値に対する誤差を小さくすることができる。かくして工具の送り速度を一定にしながら高精度で加工を行うことができ、これにより加工効率を高めることができる。   According to the configuration of claim 1, the tool is applied to the machining data creation method, and the engagement angle with respect to the tool is always constant. The cutting force applied to the tool can be made constant. By making the cutting resistance constant in this way, a uniform machined surface can be obtained, and an error with respect to the machining target value can be reduced. Thus, it is possible to perform machining with high accuracy while keeping the feed rate of the tool constant, thereby increasing machining efficiency.

また請求項2の構成によれば、請求項1の構成において、最終の仕上げに係る工具軌跡を所定量だけオフセットさせてなる工具軌跡を修正することにより、最終仕上げの際に工具のエンゲージアングルを一定にすることができ、かくして最終の仕上げにおいて工具の送り速度を一定にしながら高精度で加工を行うことができる。   According to the configuration of claim 2, in the configuration of claim 1, the tool trajectory obtained by offsetting the tool trajectory related to the final finishing by a predetermined amount is corrected to thereby increase the engagement angle of the tool at the time of final finishing. Thus, it is possible to perform machining with high accuracy while keeping the feed rate of the tool constant in the final finishing.

また請求項3の構成によれば、請求項1の構成において、前段階における工具軌跡上の各点を所定量ずつ法線方向に移動させながらエンゲージアングルが所定値以下となる修正位置を求めることにより、簡易な処理で最適な修正値を得ることができる。   According to the configuration of claim 3, in the configuration of claim 1, a correction position where the engagement angle becomes a predetermined value or less is obtained while moving each point on the tool trajectory in the previous stage by a predetermined amount in the normal direction. Thus, an optimum correction value can be obtained with a simple process.

また請求項4の構成によれば、加工データ作成プログラムに適用して、工具の送り速度を一定にしても切削抵抗をほぼ一定にすることができ、高精度の加工を効率良く行うことができる加工データ作成プログラムを得ることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the cutting resistance can be made substantially constant even when the feed rate of the tool is made constant by being applied to the machining data creation program, and highly accurate machining can be performed efficiently. A machining data creation program can be obtained.

また請求項5の構成によれば、加工データ作成プログラムを記録した記録媒体に適用して、請求項4の加工データ作成プログラムを記録することにより、従来に比して高精度の加工を効率良く行うことができる加工データ作成プログラムを記録した記録媒体を得ることができる。   According to the configuration of claim 5, by applying the machining data creation program to the recording medium and recording the machining data creation program of claim 4, high-precision machining can be efficiently performed compared to the conventional case. A recording medium on which a machining data creation program that can be performed is recorded can be obtained.

本発明によれば、工具のエンゲージアングルを一定にして切削加工を行うことにより、工具の送り速度を一定にしても切削抵抗をほぼ一定にすることができ、高精度の加工を効率良く行うことができる。   According to the present invention, by performing the cutting process with a constant engagement angle of the tool, it is possible to make the cutting resistance substantially constant even if the feed speed of the tool is constant, and to perform highly accurate machining efficiently. Can do.

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

(1)実施例の構成
図2は、本発明の実施例に係るCAMシステムを示すブロック図である。このCAMシステム1は、オンライン、フロッピー(登録商標)ディスク等を介して、CADにより作成された形状データD1により、また金型図面等に基づいて入力された形状データD1により、演算処理装置でなる加工データ作成装置2において、金型加工用の加工データD3を作成する。
(1) Configuration of Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing a CAM system according to an embodiment of the present invention. This CAM system 1 is an arithmetic processing unit based on shape data D1 created by CAD via online, floppy (registered trademark) disk, or by shape data D1 input based on a mold drawing or the like. The machining data creation device 2 creates machining data D3 for mold machining.

ここで加工データD3は、NCデータで形成され、加工データ作成装置2は、オンラインにより、又はフロッピーディスクによりこの加工データD3をNC工作機械に供給する。   Here, the machining data D3 is formed by NC data, and the machining data creation device 2 supplies the machining data D3 to the NC machine tool online or by a floppy disk.

この加工データ作成装置2においては、事前のインストールにより提供された加工データの作成処理に係る処理プログラムを内部の中央処理ユニットが実行することにより、必要に応じて表示装置3を介してメッセージ等を表示すると共に、キーボード、マウス等である入力装置4を介してワークの大きさ、材質、使用工具(エンドミル等)等についてオペレータの入力を受け付け、これにより対話形式で加工の条件を受け付ける。さらにこの受け付けた加工の条件に応じて形状データD1より工具のエンゲージアングルが一定となるような工具軌跡を生成する。なおこの処理プログラムにおいては、このような事前のインストールによる提供に代えて、記録媒体、インターネット等のネットワークにより提供するようにしてもよく、このような記録媒体としては、光ディスク、磁気テープ等、種々の記録媒体を広く適用することができる。   In the machining data creation device 2, an internal central processing unit executes a processing program related to machining data creation processing provided by prior installation, so that a message or the like can be sent via the display device 3 as necessary. In addition to the display, the operator inputs the work size, material, tool used (end mill, etc.), etc. via the input device 4 such as a keyboard, mouse, etc., thereby accepting the machining conditions interactively. Furthermore, a tool trajectory is generated from the shape data D1 so that the tool engagement angle is constant according to the accepted machining conditions. In this processing program, it may be provided by a network such as a recording medium or the Internet in place of such provisional installation. Examples of such a recording medium include various optical disks, magnetic tapes, and the like. The recording medium can be widely applied.

加工条件の設定の際、オペレータが等高線切削のメニューを選択すると、加工データ作成装置2は、この等高線切削に必要なz軸ピッチ等のパラメータの入力を受け付け、z軸の座標値が一定の平面(以下これをxy平面と呼ぶ)ごとに工具軌跡を生成し、工具の移動量が短くなるように、これら生成した工具軌跡間を結んで全体の工具軌跡を生成するようになされている。   When the operator selects the contour cutting menu when setting the machining conditions, the machining data creation device 2 accepts input of parameters such as the z-axis pitch necessary for the contour cutting, and the z-axis coordinate value is a constant plane. A tool trajectory is generated every time (hereinafter referred to as an xy plane), and the generated tool trajectory is connected to generate an entire tool trajectory so that the amount of tool movement is shortened.

この場合、加工対象であるワークを順次段階的に切削して最終的に目標形状を得るようになされており、各段階においてそれぞれの工具軌跡が求められる。以下の説明では、各段階をそれぞれ工程と呼ぶ。   In this case, a workpiece to be machined is sequentially cut stepwise to finally obtain a target shape, and each tool trajectory is obtained at each step. In the following description, each stage is referred to as a process.

図1は、処理プログラムによる加工データの作成処理に係る処理手順を示すフローチャートであり、加工データ作成装置2は、オペレータが実行のメニューを選択すると、ステップSP1からステップSP2に移り、オペレータが指定した工具、z座標ピッチ等により加工対象を等高線切削加工するための工具軌跡を逆オフセット法により作成する。逆オフセット法とは、最終加工形状を得るための工具軌跡から順次遡ってその前工程の各工具軌跡を生成する方法である。   FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure related to processing data creation processing by a processing program. When the operator selects an execution menu, the processing data creation device 2 moves from step SP1 to step SP2 and is designated by the operator. A tool trajectory for contour cutting of a processing object is created by a reverse offset method using a tool, z coordinate pitch, or the like. The reverse offset method is a method of generating each tool trajectory of the preceding process by sequentially going back from the tool trajectory for obtaining the final machining shape.

図3は逆オフセット法により生成された工具軌跡を示す略線図である。逆オフセット法においては、まず加工対象であるワークの最終加工面の法線方向に工具半径だけ座標値をオフセットさせ、このオフセットさせた座標値の連続により、最終加工に係る工具軌跡P3を生成する。さらに、この工具軌跡P3を基準にして法線方向に所定量だけオフセットさせた前工程の工具軌跡P2を生成し、以下同様に工具軌跡P1を生成する。このようにして生成された工具軌跡P1、P2、P3について、最終加工面からの距離が大きい工具軌跡P1から順次P2、P3の順に工具を移動させることにより、ワークを順次所定量だけ切削しながら、最終的に最終加工面を得ることができるようになされている。なおこの実施例では、3つの工具軌跡P1〜P3を生成する場合について説明するが、工具軌跡の数はこれに限らず、要は最終加工に係る工具軌跡P3に至る複数の工具軌跡を生成するようにすればよい。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a tool trajectory generated by the inverse offset method. In the inverse offset method, first, the coordinate value is offset by the tool radius in the normal direction of the final machining surface of the workpiece to be machined, and the tool locus P3 related to the final machining is generated by continuation of the offset coordinate values. . Further, the tool path P2 of the previous process offset by a predetermined amount in the normal direction with respect to the tool path P3 is generated, and the tool path P1 is generated in the same manner. For the tool trajectories P1, P2, and P3 generated in this way, the tool is sequentially moved in the order of P2 and P3 from the tool trajectory P1 having a large distance from the final machining surface, thereby cutting the workpiece sequentially by a predetermined amount. Finally, the final processed surface can be obtained. In addition, although this Example demonstrates the case where three tool locus | trajectories P1-P3 are produced | generated, the number of tool locus | trajectories is not restricted to this, In short, the several tool locus | trajectory which reaches the tool locus | trajectory P3 which concerns on final machining is produced | generated. You can do that.

ステップSP2においてxy平面ごとに工具軌跡P1、P2、P3を生成すると、加工データ作成装置2はステップSP3に移って、ステップSP2において生成された各工具軌跡P1、P2、P3のうち、最終加工用の工具軌跡P3を除いて、その前工程の工具軌跡P1、P2をそれぞれ次の工程の切削においてエンゲージアングルが一定となるように修正する。エンゲージアングルとは、工具の切削刃がワークを実際に切削する際の工具の回転方向の角度(切削関与角)をいう。   When the tool trajectories P1, P2, and P3 are generated for each xy plane in step SP2, the machining data creation device 2 moves to step SP3, and among the tool trajectories P1, P2, and P3 generated in step SP2, it is for final machining. The tool trajectories P1 and P2 of the previous process are corrected so that the engagement angle becomes constant in the cutting of the next process, except for the tool trajectory P3. The engagement angle refers to an angle (cutting participation angle) in the rotation direction of the tool when the cutting blade of the tool actually cuts the workpiece.

すなわち図4は、最終加工の1つ前工程において残された前加工面と最終加工に係る工具軌跡P3を移動する工具との関係を示す略線図である。エンゲージアングルは、工具の中心が移動する工具軌跡(図4において最終加工に係る工具軌跡P3)とその前加工面と工具半径との3つの変数によって決定される。この場合、工具軌跡P3と工具半径は固定値であることにより、前加工面の形状を制御してエンゲージアングルを一定値αにする。すなわち、最終加工に係る工具軌跡P3を工具が移動する際にエンゲージアングルが一定となるように、その前工程の切削加工によって前加工面を残す必要がある。このような前加工面が残るように工具軌跡P2を修正する。工具軌跡P2の修正が完了すると、この修正された工具軌跡P2を工具が移動する際にエンゲージアングルが一定となるように、さらにその前工程での工具軌跡P1の修正を同様に行う。   That is, FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the previous machining surface left in the process immediately before the final machining and the tool moving the tool path P3 related to the final machining. The engagement angle is determined by three variables, that is, a tool trajectory along which the center of the tool moves (tool trajectory P3 related to final machining in FIG. 4), its pre-machined surface, and the tool radius. In this case, since the tool path P3 and the tool radius are fixed values, the shape of the pre-machined surface is controlled to set the engagement angle to a constant value α. That is, it is necessary to leave a pre-processed surface by cutting in the previous process so that the engagement angle becomes constant when the tool moves on the tool path P3 related to the final process. The tool locus P2 is corrected so that such a pre-machined surface remains. When the correction of the tool trajectory P2 is completed, the tool trajectory P1 in the previous process is similarly corrected so that the engagement angle becomes constant when the tool moves along the corrected tool trajectory P2.

このようにしてxy平面ごとに生成された各工具軌跡P1、P2についてそれぞれの修正を完了すると、加工データ作成装置2はステップSP4に移って、この修正された工具軌跡P1、P2及び最終加工に係る工具軌跡P3を、各xy平面間で工具の移動量が短くなるように結ぶことにより、ワーク全体に係るNCデータ(加工データD3)を作成する。   When the correction of the tool paths P1 and P2 generated for each xy plane is completed in this way, the machining data creation device 2 moves to step SP4 to perform the corrected tool paths P1 and P2 and the final machining. NC data (machining data D3) relating to the entire workpiece is created by connecting the tool trajectory P3 so that the amount of movement of the tool between the xy planes becomes shorter.

かくして加工データD3が作成されると、加工データ作成装置2は、ステップSP5に移ってこの処理手順を終了する。   Thus, when the machining data D3 is created, the machining data creation device 2 moves to step SP5 and ends this processing procedure.

次に、エンゲージアングルαを一定にするための工具軌跡の具体的な修正方法を説明する。図5は、最終加工に係る工具軌跡P3を移動する工具(半径r)のエンゲージアングルを一定値αとするようにその1つ前工程での工具軌跡P2を修正する修正方法を示す略線図である。   Next, a specific method for correcting the tool path for making the engagement angle α constant will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a correction method for correcting the tool path P2 in the immediately preceding process so that the engagement angle of the tool (radius r) that moves the tool path P3 related to the final machining is set to a constant value α. It is.

この修正方法では、工具軌跡P3の1つ前工程での工具軌跡P2をo(i)として、この工具軌跡o(i)をその法線方向に距離x(i)だけ移動させる。この移動させた工具軌跡を工具が移動することにより生成される前加工面をその次の切削工程(最終加工に係る工程)において工具軌跡P3を移動する工具が切削する際に、そのエンゲージアングルが目標値α(定数)となるように距離x(i)を求める。なおここでは、エンゲージアングルを距離x(i)の関数としてf(x(i))で表す。   In this correction method, the tool trajectory P2 in the immediately preceding process of the tool trajectory P3 is set to o (i), and the tool trajectory o (i) is moved in the normal direction by a distance x (i). When the tool moving on the tool trajectory P3 cuts the pre-machined surface generated by moving the tool trajectory on the moved tool trajectory in the next cutting process (process related to final machining), the engagement angle is The distance x (i) is obtained so as to be the target value α (constant). Here, the engagement angle is expressed as f (x (i)) as a function of the distance x (i).

工具軌跡o(i)をその工具軌跡に対して法線方向に距離x(i)だけ移動(修正)した点P(i)を工具が通る瞬間にできる前加工面の点Q(i)を求めることにより、この場合のエンゲージアングルf(x(i))が求まる。このf(x(i))が目標値αとなるような距離x(i)を求める。   A point Q (i) on the pre-machined surface that can be obtained at the moment when the tool passes the point P (i) obtained by moving (correcting) the tool locus o (i) by a distance x (i) in the normal direction to the tool locus. By obtaining, the engagement angle f (x (i)) in this case is obtained. A distance x (i) is determined such that f (x (i)) becomes the target value α.

すなわち、エンゲージアングルが一定値αであることからf(x(i))=αであり、これはe(x)=f(x)−αとおいた場合にe(x(i))=0を解くことと同値である。この方程式をニュートン法を用いて解く。   That is, since the engagement angle is a constant value α, f (x (i)) = α, which is e (x (i)) = 0 when e (x) = f (x) −α. Is equivalent to solving This equation is solved using Newton's method.

まずf(x(i))、e(x(i))を求める。この場合、x(i)の初期値としてx(i−1)を用いる。   First, f (x (i)) and e (x (i)) are obtained. In this case, x (i-1) is used as the initial value of x (i).

次に、f(x(i)+dx)を求め(dx<<1)、次式、   Next, f (x (i) + dx) is calculated (dx << 1),

Figure 2005050255
Figure 2005050255

により、de/dx(x(i))を求める。これにより、距離x(i)の変化分に対するエンゲージアングルf(x(i))の変化量が求まる。 Thus, de / dx (x (i)) is obtained. Thereby, the change amount of the engagement angle f (x (i)) with respect to the change amount of the distance x (i) is obtained.

これにより、次式、   This gives the following formula:

Figure 2005050255
Figure 2005050255

により、距離x(i)を更新する。 To update the distance x (i).

さらに、更新された距離x(i)を用いて再びe(x(i))を求め、この結果が指定の値以下である場合にはエンゲージアングルが一定値αとなる距離x(i)が得られたこととなり、計算を終了する。これに対してe(x(i))が指定値以上である場合には、未だエンゲージアングルがαとはならないことを意味しており、再び(1)式に戻って距離x(i)に微小距離dxを加えた際のエンゲージアングルf(x(i))を求める。なおこのような工具軌跡の修正処理においては、修正後の工具軌跡により過切削が生じるか否かを判断するようになされていることは言うまでもない。   Further, e (x (i)) is obtained again using the updated distance x (i), and when this result is equal to or less than a specified value, the distance x (i) at which the engagement angle becomes a constant value α is obtained. As a result, the calculation is terminated. On the other hand, if e (x (i)) is greater than or equal to the specified value, it means that the engagement angle has not yet become α, and again returns to the equation (1) to the distance x (i). An engagement angle f (x (i)) when the minute distance dx is added is obtained. Needless to say, in such correction processing of the tool path, it is determined whether or not overcutting is caused by the corrected tool path.

このようにして、距離x(i)を微小距離dxずつ変化させながらエンゲージアングルf(x(i))がαとなる距離、すなわちe(x(i))が指定値以下となる距離を工具軌跡P2のすべての点列o(i)(i=1、……、N)について求める。   In this way, while changing the distance x (i) by the minute distance dx, the distance at which the engagement angle f (x (i)) is α, that is, the distance at which e (x (i)) is equal to or less than the specified value is set. All point sequences o (i) (i = 1,..., N) of the locus P2 are obtained.

かくして工具経路P2は修正され、その工具軌跡P2に沿って工具を移動させた際にできる前加工面は、最終加工面に係る工具軌跡P3に沿って移動する工具に対して常にエンゲージアングルが一定となるような加工面となる。   Thus, the tool path P2 is corrected, and the pre-machined surface formed when the tool is moved along the tool path P2 always has a constant engagement angle with respect to the tool moving along the tool path P3 related to the final machined surface. It becomes the processing surface that becomes.

図6は、このようにして作成された工具軌跡を示す略線図である。切削対象であるワークの最終加工に係る工具軌跡P3に対して、その1つ前工程に係る工具軌跡P2が実線で示すように修正され、さらにその1つ前工程に係る工具軌跡P1が修正される。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the tool trajectory created in this way. With respect to the tool path P3 related to the final machining of the workpiece to be cut, the tool path P2 related to the previous process is corrected as indicated by a solid line, and the tool path P1 related to the previous process is further corrected. The

因みに図7は、直径6[mm]のエンドミル11によって加工対象12をエンゲージアン
グル一定で切削加工する実験例を示す断面図である。この場合、半径6[mm]の円弧が1
2[mm]のピッチで連続する形状を最終加工形状としており、直線切削による削りしろを
0.2[mm]とした場合のエンゲージアングルを基準にして、このエンゲージアングルが一
定となるように制御する。これにより図8に示すように、最終加工の1つ前工程における切削加工の結果、最終加工に係る削りしろは凸部で最大0.293[mm]となり、凹部で最小
0.148[mm]となる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an experimental example in which the workpiece 12 is cut with a constant engagement angle by the end mill 11 having a diameter of 6 [mm]. In this case, an arc with a radius of 6 [mm] is 1
The shape that is continuous at a pitch of 2 [mm] is the final machining shape, and the cutting margin by linear cutting is used.
Control is performed so that the engagement angle is constant with reference to the engagement angle in the case of 0.2 mm. As a result, as shown in FIG. 8, as a result of the cutting process in the process immediately before the final machining, the machining margin for the final machining is 0.293 [mm] at the maximum at the convex part and the minimum at the concave part.
0.148 [mm].

このような削りしろが残った状態で最終加工に係る工具軌跡に沿ってエンドミル11を移動させることにより、エンドミル11は一定のエンゲージアングルで切削加工を行うことができる。図9(A)はエンゲージアングルを一定とした場合のエンドミル11に加わる切削抵抗Fxyの時間による変化を示す特性曲線図であり、図9(B)は削りしろを一定とした場合、すなわちエンゲージアングルが変化する場合のエンドミル11に加わる切削抵抗Fxyの時間による変化を示す特性曲線図である。この図9に示すように、エンゲージアングルが一定の場合にエンドミル11に加わる切削抵抗Fxy(図9(A))の変化は、エンゲージアングルが変化する場合(図9(B))に比べて十分に小さくなる。   By moving the end mill 11 along the tool trajectory related to the final machining in a state where such a margin for cutting remains, the end mill 11 can perform the cutting with a constant engagement angle. FIG. 9A is a characteristic curve diagram showing a change with time of the cutting resistance Fxy applied to the end mill 11 when the engagement angle is constant, and FIG. 9B is a characteristic curve when the cutting margin is constant, that is, the engagement angle. It is a characteristic curve figure showing change with time of cutting resistance Fxy added to end mill 11 when changes. As shown in FIG. 9, the change in the cutting force Fxy applied to the end mill 11 when the engagement angle is constant (FIG. 9A) is sufficiently larger than that when the engagement angle is changed (FIG. 9B). Becomes smaller.

また図10(A)は、エンゲージアングルを一定にした場合の加工面のxy平面上での実測値と設計値との関係を示す特性曲線図であり、図10(B)は、削りしろを一定にした通常の場合、すなわちエンゲージアングルが変化する場合の加工面の実測値と設計値との関係を示す特性曲線図である。この図10に示すように、エンゲージアングルを一定とした場合には、一段と設計値に近い加工面精度を得ることができる。   FIG. 10 (A) is a characteristic curve diagram showing the relationship between the measured value on the xy plane and the design value when the engagement angle is fixed, and FIG. 10 (B) shows the cutting margin. It is a characteristic curve diagram showing the relationship between the measured value and the design value of the machined surface in the normal case where it is constant, that is, when the engagement angle changes. As shown in FIG. 10, when the engagement angle is constant, a machined surface accuracy closer to the design value can be obtained.

(2)実施例の動作
以上の構成において、このCAMシステム1では(図2)、金型等の加工目標の形状を表す形状データD1がCADシステム等より供給され、加工データ作成装置2における演算処理により、この形状データD1に基づいてNC切削装置の加工に供する加工データD3が作成される。CAMシステム1では、この加工データD3でNC切削装置を駆動することにより、形状データD1による外形形状の金型等を作成することができる。
(2) Operation of Example In the above configuration, in this CAM system 1 (FIG. 2), shape data D1 representing the shape of a machining target such as a mold is supplied from a CAD system or the like, and calculation in machining data creation device 2 By processing, processing data D3 used for processing of the NC cutting device is created based on the shape data D1. In the CAM system 1, by driving the NC cutting device with the machining data D3, it is possible to create a die having an outer shape based on the shape data D1.

このようにして加工データD3を作成するにつき、CAMシステム1では、始めに形状データD1による加工目標面に対して逆オフセット法により最終加工に係る工具軌跡P3、その1つ前の加工に係る工具軌跡P2、さらにその1つ前の加工に係る工具軌跡P1の順に工具軌跡P1〜P3が作成される。   In creating the machining data D3 in this way, in the CAM system 1, the tool trajectory P3 related to the final machining by the inverse offset method with respect to the machining target surface based on the shape data D1 first, and the tool related to the previous machining. Tool trajectories P1 to P3 are created in the order of the trajectory P2 and the tool trajectory P1 related to the immediately preceding machining.

作成された各工具軌跡P1〜P3のうち、最終加工に係る工具軌跡P3はそのままNCデータとして用いられるのに対して、その前工程に係る工具軌跡P2、P1に対しては、それぞれの工具軌跡P1、P2を工具が移動することによって得られる加工面がその次の工具軌跡を移動する工具に対してエンゲージアングルが一定となるように修正される。   Among the created tool paths P1 to P3, the tool path P3 related to the final machining is used as NC data as it is, whereas the tool paths P2 and P1 related to the previous process are used for the respective tool paths. The machining surface obtained by moving the tool on P1 and P2 is corrected so that the engagement angle is constant with respect to the tool moving on the next tool path.

従って、修正された工具軌跡P1を工具が移動することにより得られる加工面について、その次の工具軌跡P2を工具が移動しながら切削加工を行うと、この工具に対するエンゲージアングルは一定となり、さらにこの工具軌跡P2も同様にして修正されていることにより、この工具軌跡P2に沿って工具が移動することにより得られる加工面は、次の最終加工に係る工具軌跡P3を工具が移動した際にその工具に対するエンゲージアングルが一定となる形状となる。   Therefore, when the cutting is performed while the tool moves on the next tool path P2 on the machining surface obtained by moving the tool along the corrected tool path P1, the engagement angle with respect to this tool becomes constant, and this Since the tool path P2 is also corrected in the same manner, the machining surface obtained by moving the tool along the tool path P2 is obtained when the tool moves on the tool path P3 related to the next final machining. The engagement angle with respect to the tool is constant.

このように工具に対するエンゲージアングルが常に一定となると、工具の送り速度を加工形状に合わせて変化させなくとも、工具の移動中にその工具に加わる切削抵抗は一定となる。切削抵抗が一定になると、均一な加工面を得ることができ、また加工目標値に対する誤差を小さくすることができる。かくして工具の送り速度を一定にしながら高精度で加工を行うことができ、これにより加工効率を高めることができる。   Thus, when the engagement angle with respect to the tool is always constant, the cutting resistance applied to the tool during the movement of the tool is constant without changing the feed rate of the tool according to the machining shape. When the cutting resistance becomes constant, a uniform machined surface can be obtained, and an error with respect to the machining target value can be reduced. Thus, it is possible to perform machining with high accuracy while keeping the feed rate of the tool constant, thereby increasing machining efficiency.

(3)実施例の効果
以上の構成によれば、エンゲージアングルを一定にして切削加工を行うようにしたことにより、工具の送り速度を一定にしても切削抵抗をほぼ一定にすることができ、高精度の加工を効率良く行うことができる。
(3) Advantages of the embodiment According to the above configuration, by performing the cutting process with the engagement angle being constant, the cutting resistance can be made substantially constant even if the feed rate of the tool is constant, High precision machining can be performed efficiently.

(4)他の実施例
なお上述の実施例においては、ストレートエンドミルで2次元自由形状を加工する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ボールエンドミルで仕上げを等高線加工する場合に適用しても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiments, the case where a two-dimensional free shape is machined by a straight end mill has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a case where contour finishing is performed by a ball end mill. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.

また上述の実施例においては、等高線切削加工の工具軌跡について、各xy平面上での加工を行う場合にエンゲージアングルを一定にする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、xyz空間上で工具軌跡を求める場合においても工具の送り方向に基づいてエンゲージアングルを一定とするように制御すれば同様の効果を得ることができる。   Further, in the above-described embodiment, the case where the engagement angle is made constant when performing machining on each xy plane with respect to the tool trajectory of contour cutting is described. However, the present invention is not limited to this, and is in xyz space. In the case of obtaining the tool trajectory, the same effect can be obtained if the engagement angle is controlled to be constant based on the feed direction of the tool.

また上述の実施例においては、すべてのxy平面について工具軌跡を生成した後、これらの工具軌跡をエンゲージアングルが一定となるように修正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、xy平面毎に工具軌跡の作成及び修正を行うようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which tool trajectories are generated for all xy planes, and then these tool trajectories are corrected so that the engagement angle is constant. However, the present invention is not limited to this, and xy Tool trajectory creation and correction may be performed for each plane.

また上述の実施例においては、最終加工及びそれ以前の加工についてエンゲージアングルが一定となるようにする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、最終加工だけをエンゲージアングルが一定となるようにしても同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the case where the engagement angle is made constant for the final processing and the processing before that is described. However, the present invention is not limited to this, and only the final processing is performed so that the engagement angle is constant. However, the same effect can be obtained.

また上述の実施例においては、エンゲージアングルが一定となるように工具軌跡を修正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、エンゲージアングルが所定値以下となるように修正してもよい。   In the above-described embodiments, the case where the tool path is corrected so that the engagement angle is constant has been described. However, the present invention is not limited to this, and the engagement angle may be corrected so as to be equal to or less than a predetermined value. .

また上述の実施例においては、一旦作成された工具軌跡を修正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、工具軌跡の作成段階においてエンゲージアングルを一定にするように作成してもよい。   In the above-described embodiments, the case where the tool path once created is corrected has been described. However, the present invention is not limited to this, and the tool path may be created so that the engagement angle is constant in the stage of creating the tool path. .

また上述の実施例においては、加工データD3としてNC工作機械に供給するNCデータを作成する際に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、NC工作機械の演算部において、供給されたNCデータをエンゲージアングルが一定となるように修正しながら加工を行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied when generating NC data to be supplied to the NC machine tool as the machining data D3 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the calculation unit of the NC machine tool is described. Then, the processing may be performed while correcting the supplied NC data so that the engagement angle becomes constant.

また上述の実施例においては、等高線加工を行う場合に本発明を適用したが、本発明はこれに限らず、その他の加工においても広く適用することができる。   In the above-described embodiments, the present invention is applied when performing contour line processing. However, the present invention is not limited to this and can be widely applied to other processing.

また上述の実施例においては、金型を作成する場合に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばモックアップの製品を作成する場合、種々の金属製品を製品加工する場合等、形状データで表される形状を加工目標にして、切削材料を切削加工する場合に広く適用することができる。   Further, in the above-described embodiments, the case where the present invention is applied when creating a mold has been described. However, the present invention is not limited thereto, and various metal products can be used as products when creating mock-up products. The present invention can be widely applied to a case where a cutting material is cut with a shape represented by shape data as a processing target, such as when processing.

本発明は、加工データ作成方法、加工データ作成プログラム及び加工データ作成プログラムを記録した記録媒体に関し、例えばCAMシステムに適用することができる。   The present invention relates to a machining data creation method, a machining data creation program, and a recording medium on which the machining data creation program is recorded, and can be applied to, for example, a CAM system.

本発明の実施例に係る加工データ作成処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process data creation process procedure which concerns on the Example of this invention. 図1の加工データ作成処理を実行するCAMシステムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the CAM system which performs the process data creation process of FIG. 逆オフセット法による工具軌跡の生成方法を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the production | generation method of the tool locus | trajectory by a reverse offset method. エンゲージアングルを決定する要素の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the element which determines an engagement angle. 工具軌跡の修正方法の説明に供する略線図である。It is an approximate line figure used for explanation of a correction method of a tool locus. 修正後の工具軌跡を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the tool locus | trajectory after correction. 所定の加工条件によるエンドミル及び加工形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the end mill and process shape by a predetermined process condition. 修正後の工具軌跡に沿って工具を移動させた際に残る削りしろを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cutting margin which remains when a tool is moved along the tool locus after correction. 修正前後における切削抵抗Fを示す特性曲線図である。It is a characteristic curve figure which shows the cutting resistance F before and behind correction. 修正前後における加工形状を示す特性曲線図である。It is a characteristic curve figure which shows the processing shape before and behind correction.

符号の説明Explanation of symbols

1……CAMシステム、2……加工データ作成装置、3……表示装置、4……入力装置、D1……形状データ、D3……加工データ、P1〜P3……工具軌跡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CAM system, 2 ... Machining data creation device, 3 ... Display device, 4 ... Input device, D1 ... Shape data, D3 ... Machining data, P1-P3 ... Tool locus

Claims (5)

加工対象を順次段階的に切削して最終的に目標形状を形成する切削加工の工具軌跡のデータを作成する加工データ作成方法において、
少なくとも最終の仕上げに係る工具軌跡に沿って移動する工具のエンゲージアングルが所定値以下となるように、前段階の工具軌跡を作成するステップ
を有することを特徴とする加工データ作成方法。
In the machining data creation method for creating tool trajectory data for cutting that sequentially cuts the machining target step by step and finally forms the target shape,
A machining data creation method, comprising: creating a previous tool path so that an engagement angle of a tool moving along at least a tool path related to final finishing is a predetermined value or less.
前記工具軌跡を作成するステップは、
前記最終の仕上げに係る工具軌跡を所定量だけオフセットさせてなる工具軌跡を修正する
ことを特徴とする請求項1に記載の加工データ作成方法。
The step of creating the tool path includes
The machining data creation method according to claim 1, wherein a tool path formed by offsetting a tool path related to the final finishing by a predetermined amount is corrected.
前記工具軌跡を作成するステップは、
前記前段階における工具軌跡上の各点を所定量ずつ法線方向に移動させながら前記エンゲージアングルが所定値以下となる修正位置を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の加工データ作成方法。
The step of creating the tool path includes
The machining data creation method according to claim 1, wherein a correction position at which the engagement angle becomes a predetermined value or less is obtained while moving each point on the tool trajectory in the previous stage by a predetermined amount in the normal direction.
コンピュータに所定の処理手順を実行させるプログラムにおいて、
前記プログラムは、
加工対象を順次段階的に切削して最終的に目標形状を形成する切削加工の工具軌跡のデータを作成する加工データ作成プログラムであって、
少なくとも最終の仕上げに係る工具軌跡に沿って移動する工具のエンゲージアングルが所定値以下となるように、前段階の工具軌跡を作成するステップ
を有することを特徴とする加工データ作成プログラム。
In a program for causing a computer to execute a predetermined processing procedure,
The program is
A machining data creation program for creating tool trajectory data for cutting that sequentially cuts a processing target step by step and finally forms a target shape,
A machining data creation program comprising: a step of creating a previous tool trajectory so that an engagement angle of a tool moving along at least a tool trajectory relating to final finishing is a predetermined value or less.
請求項4に記載の加工データ作成プログラムを記録した記録媒体。
The recording medium which recorded the process data creation program of Claim 4.
JP2003283690A 2003-07-31 2003-07-31 Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded Pending JP2005050255A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003283690A JP2005050255A (en) 2003-07-31 2003-07-31 Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003283690A JP2005050255A (en) 2003-07-31 2003-07-31 Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005050255A true JP2005050255A (en) 2005-02-24

Family

ID=34268498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003283690A Pending JP2005050255A (en) 2003-07-31 2003-07-31 Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005050255A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016011624A1 (en) 2015-09-30 2017-03-30 Fanuc Corporation A numerical control device for controlling a collision position of a cutting tip of a tool and a workpiece

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016011624A1 (en) 2015-09-30 2017-03-30 Fanuc Corporation A numerical control device for controlling a collision position of a cutting tip of a tool and a workpiece

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201219150A (en) Manufacturing method for CNC machine tools
US20160039014A1 (en) Machine tool
JP2008246594A (en) Machining data calculating method of free curved surface and manufacturing method of free curved surface
JPH1190774A (en) Method for deciding feed rate adaptable to machine tool
JP2007018495A (en) Contour machining method by numerical control single cutting tool
JP6038331B2 (en) Tool path generation method and tool path generation apparatus
JP4143384B2 (en) EDM method
JP2006227701A (en) Circular machining command creation device, method and program
JP2006127213A (en) Machining data creation method, program of machining data creation method, and recording medium with the program of machining data creation method stored
JP2005050255A (en) Working data preparing method and program, and recording medium with program recorded
JP4517156B2 (en) Method for calculating uneven shape of cutting surface in milling and processing control method for uneven shape
US20230103408A1 (en) Turning method for workpiece, machine tool, and non-transitory computer-readable storage medium storing machining program
JP4614935B2 (en) Cutting method and tool path generation device
JP4728205B2 (en) Machining data generation method
JP3666947B2 (en) NC data creation device and correction data creation method thereof
JP2007203457A (en) Nc processing method and processing machine
JPH08174335A (en) Method for chamfering gear-like workpiece
WO2009101688A1 (en) Electric discharge machining device
CN109991928B (en) Method for realizing segmented variable slope machining
JP2002219567A (en) Correcting method for metal mold
JPH09292913A (en) Nc data preparing device
JPH08292808A (en) Method and device for cutting by ball end mill
JP2002239874A (en) Life determining method for curved face machining tool
JP2000259218A (en) Method for preparing tool path for fast working
JPH11333577A (en) Control method for working operation of laser beam machine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050707

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20050711

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051102