JP2005084778A - 加工プログラム作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークのポケット加工を短時間で効率よく行うことができ、しかも、オペレータが加工開始点の確認作業を行う必要のない加工プログラムを作成することができる加工プログラム作成装置を提供する。
【解決手段】ポケット加工用の加工プログラムを作成する際、加工開始点Ａ及びヘリカル切削動作の開始点であるヘリカル降下開始点Ｂの双方が、ポケット形状ＰＳの中心に設定されるので、ポケット形状ＰＳの中心に設定されている加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）に工具Ｔを位置決めした後、その加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）から、直ちに、ヘリカル切削動作を開始し、ヘリカル切削動作の終了時点でヘリカル降下開始点Ｂ（加工開始点Ａ）に戻ってきた工具Ｔが、加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）から、ポケット形状ＰＳに沿うように、工具Ｔの径方向への切削加工が開始されるようなツールパスが作成される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、ＮＣ工作機械の加工プログラムを自動作成する加工プログラム作成装置に関する。

近年、ＮＣ工作機械には、ワークを加工するための加工プログラムを自動的に作成する加工プログラム作成装置が搭載されたものがあり、代表的な加工プログラム作成装置としては、例えば、ＮＣ装置の表示画面に順次表示される質問や入力要求に答える形でデータを入力していけば、加工プログラムが自動的に作成される対話式加工プログラム作成装置が広く知られている。

例えば、ワークにポケット加工を行う場合は、まず、ポケット加工を行おうとする領域内にエンドミル等の工具を用いてその軸方向（ポケットの深さ方向）にヘリカル切削を行うことにより、回転切削工具の径方向への切削加工の加工開始点（以下、単に「加工開始点」という。）を含む円形凹部を形成した後、その円形凹部内の加工開始点を起点として、ポケット形状に沿うように、工具の径方向に切削加工を行うことになるが、こういったポケット加工の加工プログラムを対話式加工プログラム作成装置によって自動作成する場合は、ポケット形状の中心に加工開始点が自動的に設定されると共に、この加工開始点にヘリカル切削における工具の旋回中心であるヘリカル中心が自動的に設定されるようになっている。

従って、従来の対話式加工プログラム作成装置によって自動作成されたポケット加工の加工プログラムでは、図６及び図７に示すように、まず、ポケット形状ＰＳの中心に設定されている加工開始点Ａに工具Ｔが位置決めされた後、同図に一点鎖線で示すように、この加工開始点Ａから、オペレータによって入力されたヘリカル半径ｒ分だけシフトさせたヘリカル切削動作の開始点（以下、ヘリカル降下開始点という）Ｂまで工具Ｔを移動させ、そのヘリカル降下開始点Ｂからヘリカル切削動作が開始されることになる。そして、ヘリカル切削動作が終了すると、再び、工具がポケット形状ＰＳの中心に設定されている加工開始点Ａに戻り、この加工開始点Ａから、ポケット形状ＰＳに沿うように、工具Ｔの径方向への切削加工が開始されることになる。なお、図７に示されたツールパスにおいて、工具Ｔの切削を伴わない移動動作を点線で、工具Ｔによるヘリカル切削動作を実線で、工具Ｔの径方向への切削動作を一点鎖線でそれぞれ示している。

特開２０００−３０５６１５号公報

しかしながら、従来の対話式加工プログラム作成装置によって自動作成されたポケット加工の加工プログラムでは、上述したように、ヘリカル切削動作を行う際は、工具Ｔが一旦加工開始点Ａに位置決めされた後、ヘリカル降下開始点Ｂまで移動することになると共に、ヘリカル切削動作から工具Ｔの径方向への切削動作に移行する際は、ヘリカル降下開始点Ｂから加工開始点Ａに移動することになるので、そういった工具の移動に要する時間分だけ、ワークＷの加工時間が長くなり、ワークＷのポケット加工を短時間で効率よく行うことができないという問題がある。

従って、工具Ｔを加工開始点Ａに位置決めするのではなく、ポケット形状の中心からずれたヘリカル降下開始点Ｂに直接位置決めすることによって、工具Ｔの無駄な移動動作を削減することが考えられるが、ポケット加工の一般的な加工プログラムでは、上述したように、ポケット形状の中心に必ず位置決めするようになっているので、ポケット形状の中心以外の点に、工具Ｔを位置決めするような加工プログラムが作成されると、オペレータが、その加工プログラムを最初に試験的に実行させる際、加工開始点が間違っているのではないかといった疑念を抱くことが予想され、疑念を抱いたオペレータは加工開始点の確認作業を行わざるを得ないといった問題がある。

そこで、この発明の課題は、ワークのポケット加工を短時間で効率よく行うことができ、しかも、オペレータが加工開始点の確認作業を行う必要のない加工プログラムを作成することができる加工プログラム作成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、ＮＣ工作機械の加工プログラムを自動作成する加工プログラム作成装置であって、回転切削工具の軸方向にヘリカル切削加工を行った後、回転切削工具の径方向に切削加工を行うポケット加工用の加工プログラムを作成する際は、回転切削工具の径方向への切削加工の加工開始点に、ヘリカル切削動作の開始点であるヘリカル降下開始点を設定するようにしたことを特徴とする加工プログラム作成装置を提供するものである。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明の加工プログラム作成装置において、入力されたヘリカル半径に従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを判断し、削りすぎが発生する場合は、入力されたヘリカル半径が適正でない旨を報知するようにしたのである。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明の加工プログラム作成装置において、入力されたヘリカル半径に従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを判断し、削りすぎが発生する場合は、入力された不適正なヘリカル半径を、削りすぎが発生しない適正なヘリカル半径に自動修正するようにしたのである。

以上のように、請求項１にかかる発明の加工プログラム作成装置では、加工開始点に回転切削工具のヘリカル降下開始点を設定するようになっているので、従来の加工プログラム作成装置によって作成されたポケット加工の加工プログラムのように、加工開始点とヘリカル降下開始点との間で回転切削工具を移動させる必要がなく、加工開始点への位置決め後はヘリカル切削加工を即座に開始させることができると共に、ヘリカル切削加工が終了すると、回転切削工具の径方向への切削加工を即座に開始させることができる。従って、ワークの加工時間が短くなり、ワークのポケット加工を短時間で効率よく行うことが可能となる。

また、この加工プログラム作成装置によって作成された加工プログラムでは、従来の加工プログラム作成装置によって作成されたポケット加工の加工プログラムと同様に、ワークのポケット加工を開始すると、まず、回転切削工具が、通常、ポケット形状の中心に設定される加工開始点に位置決めされるので、オペレータが、その加工プログラムを最初に試験的に実行させる際、加工開始点が間違っているのではないかといった疑念を抱くことがなく、加工開始点の確認作業を行う必要もない。

ただし、この加工プログラム作成装置によって作成された加工プログラムに従って、ポケット加工を行うと、ヘリカル切削される円形凹部が、従来の加工プログラム作成装置によって作成されたポケット加工の加工プログラムに従って、ポケット加工を行う場合のように、加工形状の中心に形成されることがなく、一方側にずれた状態で形成されることになるので、削りすぎが発生する頻度が高くなる。従って、請求項２にかかる発明の加工プログラム作成装置のように、入力されたヘリカル半径に従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを判断し、削りすぎが発生する場合は、入力されたヘリカル半径が適正でない旨を報知するようにしておくと、入力したヘリカル半径のままでは適正な加工を行うことができないことをオペレータに認識させることができる。

特に、請求項３にかかる発明の加工プログラム作成装置のように、入力されたヘリカル半径に従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを判断し、削りすぎが発生する場合は、入力された不適正なヘリカル半径を、削りすぎが発生しない適正なヘリカル半径に自動修正するようにしておくと、オペレータにヘリカル半径の修正入力を行わせることなく、適正な加工プログラムを作成することができる。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、ＮＣ工作機械に搭載される対話式加工プログラム作成装置１の機能ブロック図である。この対話式加工プログラム作成装置１は、同図に示すように、製品形状や素材形状といったワークの形状データやヘリカル切削加工におけるヘリカル半径といった加工条件等の種々の情報を入力するためのキーボード等からなる入力部１１と、ワークの形状データ、加工条件及び選定工具情報、工具データベース等が記憶されるＲＡＭ等からなる記憶部１２と、データ入力画面等の対話式画面が表示されるＣＲＴからなる表示部１３と、ワークの形状データに基づいて使用工具を選定する工具選定部１４と、入力されたヘリカル半径に従って、ヘリカル切削加工を行った場合、ワークに削りすぎが発生するか否かを判定する削りすぎ判定部１５と、ツールパスを作成し、加工プログラムに変換するプログラム作成部１６と、入力部１１、記憶部１２、表示部１３、工具選定部１４、削りすぎ判定部１５及びプログラム作成部１６を統括的に制御する制御部１７とを備えており、工具選定部１４、削りすぎ判定部１５、プログラム作成部１６及び制御部１７は、ＣＰＵによって構成されている。なお、プログラム作成部１６によって作成された加工プログラムは、インターフェース１８を介して、ＮＣ装置２に送信され、ＮＣ装置２の記憶部に記憶されることになる。

以上のように構成された対話式加工プログラム作成装置１によって、ワークにポケット加工を行うための加工プログラムを作成する場合について、図２に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。

同図に示すように、まず、オペレータが製品形状や素材形状といったワークの形状データやヘリカル切削加工におけるヘリカル半径といった加工条件の一部等を入力すると（ステップＳ１）、入力されたワークの形状データやヘリカル半径等の入力データが記憶部１２のワーキングエリアに記憶される。ここで、工具選定部１４がワークの形状データに基づいて、エンドミル等の回転切削工具をポケット加工用工具として選定し（ステップＳ２）、このポケット加工用工具の工具情報が記憶部１２に記憶されている工具データベースから抽出され、記憶部１２のワーキングエリアに記憶される。続いて、入力された形状データと抽出された工具情報とから加工条件が演算され（ステップＳ３）、演算された加工条件が記憶部１２のワーキングエリアに記憶される。

このようにして、ワークの形状データ、ポケット加工用工具の工具情報及び加工条件が決定されると、これらの情報に基づいて、削りすぎ判定部１５が交点計算を実行する（ステップＳ４）。このとき、図３に示すように、加工開始点Ａがポケット形状ＰＳの中心に設定されると共に、この加工開始点Ａと同じ位置にヘリカル切削動作の開始点であるヘリカル降下開始点Ｂが設定されるので、ヘリカル切削動作における工具Ｔの旋回中心（ヘリカル中心）Ｏは、加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）から、オペレータによって入力されたヘリカル半径ｒ分だけシフトさせた位置に設定されることになる。

続いて、削りすぎ判定部１５が、交点計算の結果に基づいて、ヘリカル切削工程においてワークＷに削りすぎが発生するか否か、即ち、ヘリカル切削工程においてポケット形状ＰＳの内側に設定される仕上代ｆａが削り取られてしまうか否か（ヘリカル切削工程において形成される円形凹部ＣＨが仕上代ｆａに重なるか否か）が判定される（ステップＳ５）。ここで、ワークに削りすぎが発生しないと判定された場合は、プログラム作成部１６が、削りすぎ判定部１５が実行した交点計算の結果に基づいて、ツールパスを作成した後（ステップＳ８）、これを加工プログラムに変換する（ステップＳ９）。

ステップＳ８では、図４に示すように、ポケット形状ＰＳの中心に設定されている加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）に工具Ｔを位置決めした後、その加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）から、直ちに、ヘリカル切削動作を開始し、ヘリカル切削動作の終了時点でヘリカル降下開始点Ｂ（加工開始点Ａ）に戻ってきた工具Ｔが、加工開始点Ａ（ヘリカル降下開始点Ｂ）から、ポケット形状ＰＳに沿うように、工具Ｔの径方向への切削加工が開始されるようなツールパスが作成される。なお、同図に示されたツールパスにおいて、工具Ｔの移動動作を点線で、工具Ｔによるヘリカル切削動作を実線で、工具Ｔの径方向への切削動作を一点鎖線でそれぞれ示している。

一方、ステップＳ５において、図５（ａ）に示すように、ワークに削りすぎが発生すると判定された場合は、入力されたヘリカル半径ｒを、同図（ｂ）に示すように、ヘリカル切削工程において形成される円形凹部ＣＨが仕上代ｆａの内縁に接するようなヘリカル半径ｒ１に自動修正すると共に（ステップＳ６）、入力されたヘリカル半径ｒが適正でなかったために自動修正された旨を表示部１３にアラーム表示した後（ステップＳ７）、ツールパスを作成し（ステップＳ８）、これを加工プログラムに変換する（ステップＳ９）。

以上のように、この対話式加工プログラム作成装置１では、加工開始点Ａと同じ位置に工具Ｔのヘリカル降下開始点Ｂを設定するようになっているので、従来の加工プログラム作成装置によって作成されたポケット加工の加工プログラムのように、加工開始点とヘリカル降下開始点との間で工具を移動させる必要がなく、加工開始点への位置決め後はヘリカル切削加工を即座に開始させることができると共に、ヘリカル切削加工が終了すると、工具の径方向への切削加工を即座に開始させることができる。従って、ワークの加工時間が短くなり、ワークのポケット加工を短時間で効率よく行うことが可能となる。

また、この対話式加工プログラム作成装置１によって作成された加工プログラムでは、従来の加工プログラム作成装置によって作成されたポケット加工の加工プログラムと同様に、ワークのポケット加工を開始すると、まず、工具Ｔが、ポケット形状ＰＳの中心に設定される加工開始点Ａに位置決めされるので、オペレータが、その加工プログラムを最初に試験的に実行させる際、加工開始点が間違っているのではないかといった疑念を抱くことがなく、加工開始点の確認作業を行う必要もない。

ただし、この対話式加工プログラム作成装置１によって作成された加工プログラムに従ってポケット加工を行うと、ヘリカル切削される円形凹部ＣＨが、従来の加工プログラム作成装置によって作成されたポケット加工の加工プログラムに従ってポケット加工を行う場合のように、ポケット形状の中心に形成されることがなく、ポケット形状ＰＳの一方側にずれた状態で形成されることになるので、削りすぎが発生する頻度が高くなるが、この対話式加工プログラム作成装置１では、上述したように、オペレータによって入力されたヘリカル半径ｒに従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを事前に判断し、削りすぎが発生する場合は、入力されたヘリカル半径ｒを適正なヘリカル半径ｒ１に自動修正すると共に、その旨を表示部１３にアラーム表示するようになっているので、入力したヘリカル半径のままでは適正な加工を行うことができないことをオペレータに認識させることができると共に、オペレータにヘリカル半径の修正入力を行わせることなく、適正な加工プログラムを作成することができる。

なお、上述した実施形態では、オペレータによって入力されたヘリカル半径ｒに従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生する場合は、適正なヘリカル半径ｒ１に自動修正するようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、入力されたヘリカル半径ｒが適正でない旨をアラーム表示し、オペレータにヘリカル半径の再入力を促すようにしたり、ヘリカル半径をオペレータに入力させるのではなく、自動決定するようにしてもよい。

また、工具径に比べてヘリカル半径が大きい場合は、ヘリカル切削によって形成される円形凹部ＣＨの中心部に削り残しが発生する場合があるので、そういった削り残しのチェックも併せて行うようにしておき、削り残しが発生する場合は、適正なヘリカル半径に自動修正したり、オペレータに再入力を促すようにしておくことが望ましい。

また、上述した実施形態では、対話式の加工プログラム作成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、種々の加工プログラム作成装置に適用することができることはいうまでもない。

この発明にかかる加工プログラム作成装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 同上の加工プログラム作成装置によって、ワークにポケット加工を行うための加工プログラムを作成する場合に実行される一連の処理を示すフローチャートである。 同上の加工プログラム作成装置によって作成された加工プログラムに従って実行されるヘリカル切削加工を説明するための説明図である。 同上の加工プログラム作成装置によって作成されるポケット加工のツールパスを示す図である。 （ａ）はヘリカル切削加工において削りすぎが発生する状態を説明するための説明図、（ｂ）は削りすぎが発生しないようにヘリカル半径を自動修正する場合の修正方法を説明するための説明図である。 従来の加工プログラム作成装置によって作成された加工プログラムに従って実行されるヘリカル切削加工を説明するための説明図である。 同上の加工プログラム作成装置によって作成されるポケット加工のツールパスを示す図である。

符号の説明

１ 対話式加工プログラム作成装置
２ ＮＣ装置
１１ 入力部
１２ 記憶部
１３ 表示部
１４ 工具選定部
１５ 削りすぎ判定部
１６ プログラム作成部
１７ 制御部
１８ インターフェース
Ｗ ワーク
Ｔ 工具
ＰＳ ポケット形状
ＣＨ 円形凹部
Ａ 加工開始点
Ｂ ヘリカル降下開始点
ｒ ヘリカル半径
Ｏ ヘリカル中心

Claims (3)

1. ＮＣ工作機械の加工プログラムを自動作成する加工プログラム作成装置であって、
   回転切削工具の軸方向にヘリカル切削加工を行った後、回転切削工具の径方向に切削加工を行うポケット加工用の加工プログラムを作成する際は、回転切削工具の径方向への切削加工の加工開始点に、ヘリカル切削動作の開始点であるヘリカル降下開始点を設定するようにしたことを特徴とする加工プログラム作成装置。
2. 入力されたヘリカル半径に従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを判断し、削りすぎが発生する場合は、入力されたヘリカル半径が適正でない旨を報知するようになっている請求項１に記載の加工プログラム作成装置。
3. 入力されたヘリカル半径に従ってヘリカル切削加工を行った場合、削りすぎが発生するか否かを判断し、削りすぎが発生する場合は、入力された不適正なヘリカル半径を、削りすぎが発生しない適正なヘリカル半径に自動修正するようになっている請求項１または２に記載の加工プログラム作成装置。

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