JP2005144563A - Making method of work manufacturing error model and making method of nc data for cutting work using work manufacturing error model made by this method - Google Patents

Making method of work manufacturing error model and making method of nc data for cutting work using work manufacturing error model made by this method Download PDF

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和博 毎田
Takanori Sakamoto
貴則 坂本
Yuji Fujinaka
裕治 藤中
Mitsuo Kawakita
光雄 川北
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily make a manufacturing error model of a work for cutting work in a short time. <P>SOLUTION: Moving locus data of the center of a tip surface of a first tool model is made when moving the tip surface of the semispherical first tool model having the tip surface having a predetermined radius R1 along a surface of a manufacturing error nonexistent model 11 by abutting on the surface of the manufacturing error nonexistent model 11 of the work. Next, the manufacturing error model of the work is made on the basis of a moving locus of a tip surface of a second tool model 13 when moving the semispherical second tool model 13 having a tip surface having a radius R2 (= R1-E) smaller by a manufacturing error E of the work than the predetermined radius R1 so that a moving locus of the center P2 of the tip surface of the second tool model 13, coincides with a central moving locus of the tip surface of the first tool model. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、NC工作機械を用いてワークを切削加工する際にそのワークの製造誤差を考慮するために必要なワーク製造誤差モデルの作成方法及び該方法により作成したワーク製造誤差モデルを用いた切削加工用NCデータの作成方法に関する技術分野に属する。   The present invention relates to a method for creating a workpiece manufacturing error model necessary for considering the manufacturing error of a workpiece when the workpiece is cut using an NC machine tool, and cutting using the workpiece manufacturing error model created by the method. The present invention belongs to a technical field related to a method for creating machining NC data.

一般に、NC(数値制御)工作機械による切削加工においては、所定方向に延びる中心軸回りに回転するエンドミル等の回転加工工具の先端側にワークを配置し、上記工具を回転させながら所定の経路(NCデータに従う経路)で移動させることで切削加工を行う。このとき、工具送り速度は、通常、一定であり、切削負荷の最も大きい部分に対応した速度に設定している。   In general, in machining by an NC (numerical control) machine tool, a workpiece is arranged on the tip side of a rotary machining tool such as an end mill that rotates about a central axis extending in a predetermined direction, and a predetermined path ( Cutting is performed by moving along the route according to NC data. At this time, the tool feed speed is normally constant and is set to a speed corresponding to the portion with the largest cutting load.

ところが、上記のように工具送り速度が一定であると、加工時間が長くなるという問題がある。そこで、従来、例えば特許文献1に示されているように、工具の1刃当たりの切削量が一定になるように工具送り速度を制御することが提案されている。
特開2002−200540号公報
However, when the tool feed rate is constant as described above, there is a problem that the machining time becomes long. Therefore, conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, it has been proposed to control the tool feed rate so that the cutting amount per blade of the tool becomes constant.
JP 2002-200540 A

しかし、上記のように工具送り速度を制御するようにしても、ワークには製造誤差が存在するので、その製造誤差を考慮しないと、速い送り速度で工具が移動中に負荷が急激に大きくなる可能性があり、改善の余地がある。   However, even if the tool feed rate is controlled as described above, there is a manufacturing error in the workpiece. Therefore, if the manufacturing error is not taken into consideration, the load increases rapidly while the tool is moving at a high feed rate. There is a possibility and there is room for improvement.

そこで、製造誤差を考慮するために、ワークの製造誤差無しモデルに対して全体に製造誤差分だけ大きくした製造誤差モデルを作成し、この製造誤差モデルを用いて、工具移動経路上の工具位置に対応した切削量を求めて、その切削量に応じて工具送り速度を設定するようにすることが考えられる。   Therefore, in order to consider the manufacturing error, a manufacturing error model is created that is enlarged by the manufacturing error as a whole with respect to the workpiece-free manufacturing error model. Using this manufacturing error model, the tool position on the tool movement path is set. It is conceivable that a corresponding cutting amount is obtained and the tool feed speed is set according to the cutting amount.

しかしながら、上記の製造誤差無しモデルは、ワークを鋳造する鋳型のキャビティや寸法等のような該ワーク製造時のデータから容易に得られるものの、製造誤差モデルは、通常、CADシステムを使用して製造誤差無しモデルの各面をオフセットしたり、ソリッドモデルを変形したりして作成する必要があり、そのような作業には多大な時間がかかるという問題がある。   However, although the above-mentioned model without manufacturing error can be easily obtained from data at the time of manufacturing the workpiece such as the cavity and dimensions of the mold for casting the workpiece, the manufacturing error model is usually manufactured using a CAD system. It is necessary to create each model of the error-free model by offsetting or transforming the solid model, and such work has a problem that it takes a lot of time.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単にかつ短時間で切削加工用ワークの製造誤差モデルを作成できるようにすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to make it possible to create a manufacturing error model of a workpiece for cutting easily and in a short time.

上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、所定方向に延びる中心軸回りに回転する回転加工工具の先端側に配置されて該工具により切削加工される切削加工用ワークの製造誤差モデルを作成するワーク製造誤差モデルの作成方法であって、上記工具のモデルとして、先端面が所定半径を有する半球状をなすとした第1工具モデルの該先端面を、上記ワークの製造誤差無しモデルの表面に当接させかつ該製造誤差無しモデルの表面に沿って移動させたときの、該第1工具モデルの先端面の中心の移動軌跡データを作成するステップと、上記工具のモデルとして、先端面が上記所定半径よりも上記ワークの製造誤差分だけ小さい半径を有する半球状をなすとした第2工具モデルを、該第2工具モデルの先端面の中心の移動軌跡が上記第1工具モデルの先端面の中心移動軌跡と一致するように移動させたときの、該第2工具モデルの先端面の移動軌跡に基づいて、上記ワークの製造誤差モデルを作成するステップとを備えるようにした。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a manufacturing error of a workpiece for cutting that is disposed on the tip side of a rotary machining tool that rotates about a central axis extending in a predetermined direction and is machined by the tool. A method of creating a workpiece manufacturing error model for creating a model, wherein the tip surface of the first tool model in which the tip surface forms a hemisphere having a predetermined radius is used as the tool model. Creating a movement trajectory data of the center of the tip surface of the first tool model when the model is brought into contact with the surface of the model and moved along the surface of the model without manufacturing error; A second tool model in which the tip surface has a hemispherical shape having a radius smaller than the predetermined radius by the manufacturing error of the workpiece, the movement locus of the center of the tip surface of the second tool model is the first tool model. Creating a manufacturing error model of the workpiece based on the movement locus of the tip surface of the second tool model when the tool model is moved so as to coincide with the center movement locus of the tip surface of the tool model. did.

このことにより、第1工具モデルの先端面をワークの製造誤差無しモデルの表面に当接させかつ該製造誤差無しモデルの表面に沿って移動させることで、第1工具モデルの先端面の中心(半球の中心)の移動軌跡は、製造誤差無しモデルの表面に対して所定半径の分だけ離れて位置し、第2工具モデルの先端面の中心の移動軌跡が第1工具モデルの先端面の中心移動軌跡と一致しているので、第2工具モデルの先端面の移動軌跡は、製造誤差無しモデルの表面に対して製造誤差分だけ離れて位置することになり、この移動軌跡から製造誤差モデルが得られる。このような移動軌跡データは、CAMシステムを使用することで容易に得られ、CADシステムを使用して製造誤差無しモデルの各面をオフセットしたり(オフセットした面同士を繋げる作業が複雑になる)、ソリッドモデルを変形したりすることでワークの製造誤差モデルを作成する方法に比べて、簡単にかつ短時間でワークの製造誤差モデルを作成することができる。   As a result, the tip surface of the first tool model is brought into contact with the surface of the workpiece-free model and moved along the surface of the model without the manufacturing error, whereby the center of the tip surface of the first tool model ( The movement locus of the center of the hemisphere is located away from the surface of the model with no manufacturing error by a predetermined radius, and the movement locus of the center of the tip surface of the second tool model is the center of the tip surface of the first tool model. Since the movement locus coincides with the movement locus, the movement locus of the tip surface of the second tool model is located away from the surface of the model with no production error by the production error, and the production error model is determined from this movement locus. can get. Such movement trajectory data can be easily obtained by using a CAM system, and each surface of a model with no manufacturing error can be offset using the CAD system (the work of connecting the offset surfaces is complicated). Compared to a method of creating a workpiece manufacturing error model by deforming a solid model, a workpiece manufacturing error model can be created easily and in a short time.

請求項2の発明では、切削加工用NCデータの作成方法として、請求項1記載のワーク製造誤差モデルの作成方法により作成したワーク製造誤差モデルと、ワークを切削加工するために予め作成しておいた、回転加工工具の移動経路及び一定の送り速度を含む初期NCデータとに基づいて、該初期NCデータに従って作動する工具により上記ワーク製造誤差モデルと同じ大きさのワークを切削加工するときの、上記工具移動経路上の工具位置に対応する切削量を求めるステップと、上記切削量に応じて当該工具位置の工具送り速度を設定して、上記初期NCデータの工具送り速度を該設定した工具送り速度に修正することで、切削加工用NCデータを作成するステップとを備えるようにする。   In the invention of claim 2, as a method of creating NC data for cutting, a workpiece manufacturing error model created by the workpiece manufacturing error model creating method of claim 1 and a workpiece manufacturing error model created in advance for cutting the workpiece. When a workpiece having the same size as the workpiece manufacturing error model is cut by a tool that operates according to the initial NC data, based on the initial NC data including the moving path of the rotary machining tool and a constant feed speed, Obtaining a cutting amount corresponding to a tool position on the tool movement path, setting a tool feed rate at the tool position according to the cutting amount, and setting the tool feed rate of the initial NC data to the set tool feed rate A step of creating NC data for cutting by correcting to the speed.

このことで、ワークの製造誤差モデルを使用することで、製造誤差を加味した最適な工具送り速度が容易にかつ短時間で得られるとともに、比較的速い工具送り速度で工具が移動中に負荷が急激に大きくなるのを防止しつつ、ワークの切削加工時間を短縮することができる。   This makes it possible to easily and quickly obtain the optimum tool feed speed that takes into account the manufacturing error by using the workpiece manufacturing error model, and at the same time the tool is moving at a relatively fast tool feed speed. The cutting time of the workpiece can be shortened while preventing a sudden increase.

請求項3の発明では、請求項2の発明において、切削量を求めるステップの前に、ワーク製造誤差モデルと初期NCデータとに基づいて、該初期NCデータに従って作動する工具により該ワーク製造誤差モデルと同じ大きさのワークを切削加工する場合の加工シミュレーションを行うステップを更に備えるようにする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, before the step of obtaining a cutting amount, the workpiece manufacturing error model is generated by a tool that operates according to the initial NC data based on the workpiece manufacturing error model and the initial NC data. The method further includes a step of performing a machining simulation when cutting a workpiece having the same size as.

こうすることで、加工シミュレーションによりワークと工具との干渉チェックを行うことができ、ワークと工具との干渉が有る場合には、初期NCデータの工具移動経路を変更し、切削量を求めるステップにおいて、その変更後の初期NCデータに基づいて切削量を求めるようにすればよい。したがって、工作機械のオペレータが不要となり、自動で切削加工を行うようにすることができる。   In this way, the interference between the workpiece and the tool can be checked by machining simulation. If there is an interference between the workpiece and the tool, the tool moving path of the initial NC data is changed and the cutting amount is calculated in the step. The cutting amount may be obtained based on the initial NC data after the change. Therefore, the operator of the machine tool becomes unnecessary, and cutting can be performed automatically.

以上説明したように、本発明によると、簡単にかつ短時間でワークの製造誤差モデルを作成することができ、この製造誤差モデルを使用することで、製造誤差を加味した最適な工具送り速度が容易にかつ短時間で得られるとともに、比較的速い工具送り速度で工具が移動中に負荷が急激に大きくなるのを防止しつつ、加工時間の短縮化を容易に図ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to create a manufacturing error model of a workpiece easily and in a short time, and by using this manufacturing error model, an optimum tool feed speed considering the manufacturing error can be obtained. It can be obtained easily and in a short time, and the machining time can be easily shortened while preventing the load from rapidly increasing while the tool is moving at a relatively fast tool feed speed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、NC工作機械において、所定方向(この実施形態では、上下方向)に延びる中心軸回りに回転する回転加工工具2(エンドミル等)の先端側に配置されて該工具2により切削加工される切削加工用ワーク1を示す。このワーク1は鋳物であって、矩形部1aと、該矩形部1aの上面に設けられた円形部1bとで構成されている。そして、上記工具2により、上記ワーク1の円形部1bの上面側の部分(図1に示す二点鎖線よりも上側の部分)である切削部1cを切削加工するものとする。尚、ワーク1は、鋳物である必要はなく、切削加工できるものであればどのようなものであってもよい。   FIG. 1 shows an NC machine tool that is arranged on the tip side of a rotary machining tool 2 (such as an end mill) that rotates about a central axis extending in a predetermined direction (in this embodiment, the vertical direction) and is cut by the tool 2. A cutting work 1 is shown. The workpiece 1 is a casting, and includes a rectangular portion 1a and a circular portion 1b provided on the upper surface of the rectangular portion 1a. And the cutting part 1c which is a part (upper part from the dashed-two dotted line shown in FIG. 1) of the upper surface side of the circular part 1b of the said workpiece | work 1 with the said tool 2 shall be cut. In addition, the workpiece | work 1 does not need to be a casting and what kind of thing may be sufficient as long as it can cut.

上記切削加工に先立って、上記ワーク1の製造誤差モデルを作成する。この作成方法を以下に説明する。   Prior to the cutting process, a manufacturing error model of the workpiece 1 is created. This creation method will be described below.

先ず、図2に示すように、CAD(コンピュータ支援デザイン)システムより得られるワーク1の製造誤差無しモデル11(ワーク1形成のための鋳型のキャビティの形状データから得られる)と、上記工具2のモデルとして、先端面が所定半径R1を有する半球状をなすとした第1工具モデル12(先端工具半径R1のボールエンドミルに相当する)とを、上記工具2によるワーク1の切削加工時と同じ位置関係に配置して、上記第1工具モデル12の先端面を、上記製造誤差無しモデル11の表面に当接させかつ該製造誤差無しモデル11の表面に沿って移動させる。こうすることで、第1工具モデル12の先端面の中心P1(半球の中心)の移動軌跡データを作成する。この移動軌跡は、図2に一点鎖線で示すように、製造誤差無しモデル11の表面に対して所定半径R1の分だけ離れて位置することになる。このような移動軌跡データは、CAM(コンピュータ支援生産)システムを使用することで容易に得られる。つまり、この移動軌跡データは、先端工具半径R1のボールエンドミルで、上記ワーク1形成のための鋳型のキャビティを切削加工する場合のNCデータから容易に得られる。尚、上記所定半径R1は、いくらの値でもよいが、製造誤差無しモデル11の表面に凹み部や隅部がある場合にその凹み部や隅部の内面にも当接可能にするためにできる限り小さい値の方が好ましい。但し、後述の製造誤差Eよりも大きくしておく必要がある。   First, as shown in FIG. 2, a model 11 having no manufacturing error of the workpiece 1 (obtained from the shape data of the mold cavity for forming the workpiece 1) obtained from a CAD (computer-aided design) system, and the tool 2 As a model, a first tool model 12 (corresponding to a ball end mill having a tip tool radius R1) whose tip surface has a hemispherical shape having a predetermined radius R1 is the same position as when the workpiece 1 is cut by the tool 2. Arranged in the relationship, the tip surface of the first tool model 12 is brought into contact with the surface of the model 11 without manufacturing error and moved along the surface of the model 11 without manufacturing error. In this way, movement trajectory data of the center P1 (center of the hemisphere) of the tip surface of the first tool model 12 is created. As shown by the one-dot chain line in FIG. 2, this movement locus is located away from the surface of the model 11 without manufacturing error by a predetermined radius R1. Such movement trajectory data can be easily obtained by using a CAM (computer-aided production) system. That is, the movement trajectory data can be easily obtained from NC data when the cavity of the mold for forming the workpiece 1 is cut by the ball end mill having the tip tool radius R1. The predetermined radius R1 may be any value, but if the surface of the model 11 having no manufacturing error has a dent or a corner, the predetermined radius R1 can be made to contact the inner surface of the dent or the corner. A smaller value is preferable. However, it must be larger than the manufacturing error E described later.

続いて、図3に示すように、上記製造誤差無しモデル11と、上記工具2のモデルとして、先端面が上記所定半径R1よりも上記ワークの製造誤差E(生じ得る製造誤差の最大値(例えば10mm))分だけ小さい半径R2(=R1−E)を有する半球状をなす第2工具モデル13(先端工具半径R2のボールエンドミルに相当する)とを、上記工具によるワークの切削加工時と同じ位置関係に配置して、上記第2工具モデル13を、該第2工具モデル13の先端面の中心P2(半球の中心)の移動軌跡が上記第1工具モデル12の先端面の中心P1の移動軌跡と一致するように移動させる。このときの第2工具モデル13の先端面の移動軌跡に基づいて、製造誤差モデル14(図5参照)を作成する。つまり、第2工具モデル13の先端面の移動軌跡の最も内側(製造誤差無しモデル11側)の点を繋ぐと、製造誤差無しモデル11の表面に対して製造誤差E(=R1−R2)分だけ離れた面(図3の破線参照)が得られ、この面が、製造誤差モデル14の表面を構成することになる。   Subsequently, as shown in FIG. 3, as a model of the manufacturing error-free model 11 and the tool 2, the tip surface has a manufacturing error E of the workpiece (the maximum value of the manufacturing error that can occur (for example, 10 mm)) and a second tool model 13 (corresponding to a ball end mill with a tip tool radius R2) having a radius R2 (= R1-E) that is smaller by the same amount as that when cutting the workpiece with the tool. The second tool model 13 is arranged in a positional relationship, and the movement locus of the center P2 (the center of the hemisphere) of the tip surface of the second tool model 13 is the movement of the center P1 of the tip surface of the first tool model 12. Move to match the trajectory. A manufacturing error model 14 (see FIG. 5) is created based on the movement locus of the tip surface of the second tool model 13 at this time. That is, when the point on the innermost side (the model 11 side without manufacturing error) of the movement locus of the tip surface of the second tool model 13 is connected, the manufacturing error E (= R1−R2) is obtained with respect to the surface of the model 11 without manufacturing error. A surface separated by a distance (see the broken line in FIG. 3) is obtained, and this surface constitutes the surface of the manufacturing error model 14.

より具体的には、図4に示すように、上記製造誤差無しモデル11を、上下方向に延びる多数の線分で構成されかつ製造誤差モデル14よりも大きい直方体モデル15(所謂Z−mapモデル)に置き換え、第1工具モデル12を第2工具モデル13に置き換えて、上記ワーク1形成のための鋳型のキャビティを切削加工する場合のNCデータを利用して、第2工具モデル13でその直方体モデル15を削り取るようにする。こうして残ったものが、製造誤差モデル14となる(図5参照)。   More specifically, as shown in FIG. 4, the model 11 without manufacturing error is a rectangular parallelepiped model 15 (so-called Z-map model) that is composed of a large number of line segments extending in the vertical direction and is larger than the manufacturing error model 14. The first tool model 12 is replaced with the second tool model 13, and the cuboid model is used as the second tool model 13 by using NC data when the cavity of the mold for forming the workpiece 1 is cut. 15 is scraped off. What remains is the manufacturing error model 14 (see FIG. 5).

次に、上記製造誤差モデル14を使用して、上記ワーク1を切削加工するための切削加工用NCデータを作成する。この作成方法を図6により説明する。   Next, using the manufacturing error model 14, cutting NC data for cutting the workpiece 1 is created. This creation method will be described with reference to FIG.

すなわち、最初のステップS1で、上記ワーク1の製造誤差無しモデル11のデータと、上記ワーク1の切削後の形状データとをCADシステムからCAMシステムに取り込んで、工具移動経路の計算等を行う。続いて、ステップS2で、その計算値をNC工作機械に適合するフォーマットに変換して初期NCデータを作成する。この初期NCデータには、上記工具移動経路に加えて一定の工具送り速度が含まれている。   That is, in the first step S1, the data of the model 11 without manufacturing error of the workpiece 1 and the shape data after cutting the workpiece 1 are taken from the CAD system into the CAM system, and the tool movement path is calculated. Subsequently, in step S2, the calculated value is converted into a format suitable for the NC machine tool to create initial NC data. The initial NC data includes a fixed tool feed speed in addition to the tool movement path.

次のステップS3では、上記製造誤差モデル14と上記ステップS2で作成した初期NCデータとに基づいて、該初期NCデータに従って作動する工具2により製造誤差モデル14と同じ大きさのワーク1を切削加工する場合の加工シミュレーションを行う。つまり、ディスプレイの画面上で工具2のモデルを移動させて、ワーク1と工具2との干渉チェックを行う。   In the next step S3, based on the manufacturing error model 14 and the initial NC data created in step S2, the work 1 having the same size as the manufacturing error model 14 is cut by the tool 2 operating according to the initial NC data. Processing simulation is performed. That is, the model of the tool 2 is moved on the display screen, and the interference check between the workpiece 1 and the tool 2 is performed.

本実施形態では、そのような干渉は生じないが、例えば、図7(a)に示すような形状のワーク21の切削部21a(二点鎖線よりも上側の部分)を、工具22(刃が先端近傍部にしかないとする)を水平の矢印の方向に移動させて切削加工する場合、図7(b)に示すように、このワーク21の製造誤差モデル24では、ワーク21の立壁部21bと工具22の刃のない部分とが干渉することが分かる。尚、図7(b)中、26は、工具22のモデルであり、27は、上記ワーク21の誤差無しモデルである。   In the present embodiment, such interference does not occur. For example, the cutting portion 21a (the portion above the two-dot chain line) of the workpiece 21 having a shape as shown in FIG. 7 (b), in the manufacturing error model 24 of the workpiece 21, the vertical wall portion 21b of the workpiece 21 It can be seen that the part of the tool 22 without a blade interferes. In FIG. 7B, 26 is a model of the tool 22, and 27 is a model with no error of the workpiece 21.

このような干渉が有る場合には、工具移動経路を変更して新たな初期NCデータを作成する。図7の例の場合には、工具22を下方向に移動させながら立壁部21bを先に切削し、その後に切削部21aを切削するように工具移動経路を変更する。   If there is such interference, the tool moving path is changed to create new initial NC data. In the case of the example in FIG. 7, the tool moving path is changed so that the standing wall 21 b is cut first while the tool 22 is moved downward, and then the cutting portion 21 a is cut.

次のステップS4では、工具送り速度の最適化処理を行う。具体的には、先ず、上記製造誤差モデル14と上記初期NCデータ(上記干渉が有った場合には、工具移動経路を変更した後の新たな初期NCデータ)とに基づいて、該初期NCデータに従って作動する工具2により上記製造誤差モデル14と同じ大きさのワーク1を切削加工するときの、上記工具移動経路上の工具位置に対応する切削量(切削体積)を求める。そして、この切削量に応じて当該工具位置の工具送り速度を設定して、上記NCデータの工具送り速度を該設定した工具送り速度に修正することで、切削加工用NCデータを作成する。   In the next step S4, a tool feed speed optimization process is performed. Specifically, first, based on the manufacturing error model 14 and the initial NC data (if there is interference, new initial NC data after changing the tool movement path), the initial NC A cutting amount (cutting volume) corresponding to the tool position on the tool movement path when the workpiece 1 having the same size as the manufacturing error model 14 is cut by the tool 2 operating according to the data is obtained. Then, the tool feed speed at the tool position is set in accordance with the cutting amount, and the NC feed data for cutting is created by correcting the tool feed speed of the NC data to the set tool feed speed.

この実施形態では、工具2をワーク1の切削部1cの側方から水平の矢印方向に移動させて切削部1cを切削加工するとして、図8(a)に示すように、上記製造誤差モデル14と工具2のモデルである工具モデル16とにより上記切削量を求める。すなわち、図8(b)に示すように、工具モデル16が製造誤差モデル14に当接する位置までは、切削量は0であり、その当接位置から工具モデル16が移動するに連れて切削量が多くなり、その当接位置から工具モデル16の直径分移動したところからは、一定の切削量となる。この結果、図8(c)に示すように、工具モデル16が製造誤差モデル14に当接する位置までは、工具送り速度を比較的速くし(当接直前に速度を少し遅くする)、その当接位置から工具モデル16が移動するに連れて速度を徐々に遅くし、その当接位置から工具モデル16の直径分移動したところからは、比較的遅い一定の工具送り速度とする。そして、この工具モデル16と同じ作動を工具2にさせて、ワーク1を実際に加工する。   In this embodiment, assuming that the tool 2 is moved in the horizontal arrow direction from the side of the cutting part 1c of the workpiece 1 to cut the cutting part 1c, as shown in FIG. And the cutting amount is obtained from the tool model 16 which is a model of the tool 2. That is, as shown in FIG. 8B, the cutting amount is zero until the tool model 16 comes into contact with the manufacturing error model 14, and the cutting amount as the tool model 16 moves from the contact position. From the point of movement of the tool model 16 from the contact position, the amount of cutting is constant. As a result, as shown in FIG. 8 (c), the tool feed speed is made relatively fast (the speed is slightly slowed just before the contact) until the tool model 16 comes into contact with the manufacturing error model 14. As the tool model 16 moves from the contact position, the speed is gradually decreased, and from a position moved from the contact position by the diameter of the tool model 16, a relatively slow constant tool feed speed is set. Then, the same operation as that of the tool model 16 is performed on the tool 2 to actually machine the workpiece 1.

また、別の切削加工例として、図9(a)に示すような形状のワーク31の切削部31a(二点鎖線で囲まれた部分)を、工具32を矢印の方向(下方向)に移動させて切削加工する場合、図9(b)に示すように、このワーク31が該ワーク31の製造誤差モデル34と同じ大きさであるとすると、上記切削部31aを切削加工する前に、ワーク31の立壁部31bを切削加工する必要がある。そこで、工具32のモデルである工具モデル36が製造誤差モデル34(立壁部31bに相当する部分)に当接する位置までは、工具送り速度を比較的速くし(当接直前に速度を少し遅くする)、その当接位置から工具モデル36が製造誤差モデル34の切削部31aに相当する部分の上面に当接するまで、比較的遅い一定の工具送り速度とし、その上面当接位置からは、切削量が増大するので、更に遅い一定の工具送り速度とする。   As another example of cutting, the tool 32 is moved in the direction of the arrow (downward) in the cutting part 31a (the part surrounded by a two-dot chain line) of the workpiece 31 having a shape as shown in FIG. 9B, if the workpiece 31 has the same size as the manufacturing error model 34 of the workpiece 31, as shown in FIG. 9B, before the cutting portion 31a is cut, It is necessary to cut the standing wall 31b of 31. Therefore, the tool feed speed is made relatively high until the tool model 36 which is a model of the tool 32 comes into contact with the manufacturing error model 34 (the portion corresponding to the standing wall portion 31b) (the speed is slightly reduced just before contact). ) The tool model 36 is set to a relatively slow constant feed speed until the tool model 36 contacts the upper surface of the portion corresponding to the cutting portion 31a of the manufacturing error model 34 from the contact position. Therefore, a slower constant tool feed speed is set.

ここで、上記のように製造誤差モデル14(34)を用いて製造誤差を考慮しないとすると、工具2(32)が速い速度で移動中にワーク1(31)に当接して負荷が急激に大きくなる可能性がある。しかし、この実施形態のように、製造誤差モデル14(34)を作成して製造誤差を考慮するようにしているので、そのような不具合をなくして、常に適切な負荷で切削加工を行いつつ、加工時間の短縮化を図ることができる。また、製造誤差モデル14(24)を用いて加工シミュレーションを行うことにより、ワーク1(21)と工具2(22)との干渉チェックを行うことができ、工作機械のオペレータが不要となり、自動で切削加工を行うようにすることができる。   Here, if the manufacturing error is not taken into account using the manufacturing error model 14 (34) as described above, the load abruptly comes into contact with the workpiece 1 (31) while the tool 2 (32) is moving at a high speed. It can grow. However, since the manufacturing error model 14 (34) is created and the manufacturing error is taken into account as in this embodiment, such a problem is eliminated and cutting is always performed with an appropriate load. Processing time can be shortened. Further, by performing a machining simulation using the manufacturing error model 14 (24), it is possible to check the interference between the workpiece 1 (21) and the tool 2 (22), eliminating the need for a machine tool operator, and automatically Cutting can be performed.

そして、上記のような製造誤差モデル14(24,34)は、第1工具モデル12の先端面の中心の移動軌跡データを作成し、第2工具モデル13の先端面の中心の移動軌跡が上記第1工具モデル12の先端面の中心移動軌跡と一致するように移動させたときの、該第2工具モデル13の先端面の移動軌跡に基づいて、容易に作成することができ、CADシステムを使用して製造誤差無しモデル11の各面をオフセットしたり(オフセットした面同士を繋げる作業が複雑になる)、ソリッドモデルを変形したりすることでワーク1(21,31)の製造誤差モデルを作成する方法に比べて、簡単にかつ短時間でワーク1(21,31)の製造誤差モデル14(24,34)を作成することができる。   Then, the manufacturing error model 14 (24, 34) as described above creates movement locus data of the center of the tip surface of the first tool model 12, and the movement locus of the center of the tip surface of the second tool model 13 is the above-described movement locus data. The CAD system can be easily created based on the movement locus of the tip surface of the second tool model 13 when moved so as to coincide with the center movement locus of the tip surface of the first tool model 12. The manufacturing error model of the workpiece 1 (21, 31) can be obtained by offsetting each surface of the model 11 without manufacturing error (complicating the operation of connecting the offset surfaces to each other) or by deforming the solid model. The manufacturing error model 14 (24, 34) of the workpiece 1 (21, 31) can be created easily and in a short time compared to the method of creating.

本発明は、NC工作機械を用いてワークを切削加工する際に、工具移動経路上の工具位置に対応した切削量に応じて工具送り速度を可変とする場合等に有用である。   The present invention is useful when, for example, a tool feed speed is made variable according to a cutting amount corresponding to a tool position on a tool movement path when a workpiece is cut using an NC machine tool.

本発明の実施形態に係るワーク製造誤差モデル作成方法により製造誤差モデルを作成する切削加工用ワークの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the workpiece | work for a cutting process which produces a manufacturing error model with the workpiece manufacturing error model preparation method concerning embodiment of this invention. 第1工具モデルの先端面の中心の移動軌跡データを作成する要領を示す図である。It is a figure which shows the point which produces the movement locus data of the center of the front end surface of a 1st tool model. 第2工具モデルの先端面の移動軌跡に基づいてワークの製造誤差モデルを作成する要領を示す図である。It is a figure which shows the point which produces the manufacturing error model of a workpiece | work based on the movement locus | trajectory of the front end surface of a 2nd tool model. 上下方向に延びる多数の線分で構成された直方体モデルを第2工具モデルで削り取る前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before scraping off the rectangular parallelepiped model comprised by many line segments extended in an up-down direction with a 2nd tool model. 直方体モデルを第2工具モデルで削り取って製造誤差モデルが完成した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which scraped off the rectangular parallelepiped model with the 2nd tool model, and the manufacturing error model was completed. ワークを切削加工するための切削加工用NCデータを作成する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which produces the NC data for cutting for cutting a workpiece | work. 加工シミュレーションの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a process simulation. 工具位置と、切削量及び工具送り速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a tool position, a cutting amount, and a tool feed rate. 他の切削加工例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a cutting process.

符号の説明Explanation of symbols

1 ワーク
2 工具
11 製造誤差無しモデル
12 第1工具モデル
13 第2工具モデル
14 製造誤差モデル
21 ワーク
22 工具
24 製造誤差モデル
31 ワーク
32 工具
34 製造誤差モデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work 2 Tool 11 No manufacturing error model 12 1st tool model 13 2nd tool model 14 Manufacturing error model 21 Work 22 Tool 24 Manufacturing error model 31 Work 32 Tool 34 Manufacturing error model

Claims (3)

所定方向に延びる中心軸回りに回転する回転加工工具の先端側に配置されて該工具により切削加工される切削加工用ワークの製造誤差モデルを作成するワーク製造誤差モデルの作成方法であって、
上記工具のモデルとして、先端面が所定半径を有する半球状をなすとした第1工具モデルの該先端面を、上記ワークの製造誤差無しモデルの表面に当接させかつ該製造誤差無しモデルの表面に沿って移動させたときの、該第1工具モデルの先端面の中心の移動軌跡データを作成するステップと、
上記工具のモデルとして、先端面が上記所定半径よりも上記ワークの製造誤差分だけ小さい半径を有する半球状をなすとした第2工具モデルを、該第2工具モデルの先端面の中心の移動軌跡が上記第1工具モデルの先端面の中心移動軌跡と一致するように移動させたときの、該第2工具モデルの先端面の移動軌跡に基づいて、上記ワークの製造誤差モデルを作成するステップとを備えたことを特徴とするワーク製造誤差モデルの作成方法。
A workpiece manufacturing error model creation method for creating a manufacturing error model of a workpiece for cutting that is disposed on the tip side of a rotary machining tool that rotates about a central axis extending in a predetermined direction and is cut by the tool,
As the model of the tool, the tip surface of the first tool model whose tip surface has a hemispherical shape having a predetermined radius is brought into contact with the surface of the model without manufacturing error of the workpiece, and the surface of the model without manufacturing error. Creating movement trajectory data of the center of the tip surface of the first tool model when moved along
As a model of the tool, a second tool model in which the tip surface has a hemispherical shape having a radius smaller than the predetermined radius by the manufacturing error of the workpiece, a movement locus of the center of the tip surface of the second tool model is used. Creating a manufacturing error model of the workpiece based on the movement trajectory of the tip surface of the second tool model when the tool is moved so as to coincide with the center movement trajectory of the tip surface of the first tool model; A method for creating a workpiece manufacturing error model, comprising:
請求項1記載のワーク製造誤差モデルの作成方法により作成したワーク製造誤差モデルと、ワークを切削加工するために予め作成しておいた、回転加工工具の移動経路及び一定の送り速度を含む初期NCデータとに基づいて、該初期NCデータに従って作動する工具により上記ワーク製造誤差モデルと同じ大きさのワークを切削加工するときの、上記工具移動経路上の工具位置に対応する切削量を求めるステップと、
上記切削量に応じて当該工具位置の工具送り速度を設定して、上記初期NCデータの工具送り速度を該設定した工具送り速度に修正することで、切削加工用NCデータを作成するステップとを備えたことを特徴とする切削加工用NCデータの作成方法。
An initial NC including a workpiece manufacturing error model created by the workpiece manufacturing error model creating method according to claim 1 and a moving path of a rotary machining tool and a constant feed speed created in advance for cutting the workpiece. A cutting amount corresponding to a tool position on the tool movement path when a workpiece having the same size as the workpiece manufacturing error model is cut by a tool operating according to the initial NC data based on the data; ,
Creating a cutting NC data by setting a tool feed speed at the tool position according to the cutting amount and correcting the tool feed speed of the initial NC data to the set tool feed speed. A method of creating NC data for cutting, comprising:
請求項2記載の切削加工用NCデータの作成方法において、
切削量を求めるステップの前に、ワーク製造誤差モデルと初期NCデータとに基づいて、該初期NCデータに従って作動する工具により該ワーク製造誤差モデルと同じ大きさのワークを切削加工する場合の加工シミュレーションを行うステップを更に備えていることを特徴とする切削加工用NCデータの作成方法。
In the preparation method of NC data for cutting of Claim 2,
Before the step of obtaining the cutting amount, based on the workpiece manufacturing error model and the initial NC data, a machining simulation in which a workpiece having the same size as the workpiece manufacturing error model is cut by a tool that operates according to the initial NC data The method for creating NC data for cutting, further comprising the step of
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020024676A (en) * 2018-06-14 2020-02-13 サンドビック マシニング ソリューションズ アクティエボラーグ Machine work based on principles selected from database

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