JP2006007363A - Nc program correcting device and nc program generating device including it - Google Patents

Nc program correcting device and nc program generating device including it Download PDF

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JP2006007363A JP2004187765A JP2004187765A JP2006007363A JP 2006007363 A JP2006007363 A JP 2006007363A JP 2004187765 A JP2004187765 A JP 2004187765A JP 2004187765 A JP2004187765 A JP 2004187765A JP 2006007363 A JP2006007363 A JP 2006007363A
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Makoto Fujishima
誠 藤嶋
Michihiko Sumino
充彦 角野
Keizo Kashihara
圭蔵 樫原
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DMG Mori Co Ltd
Intelligent Manufacturing Systems International Inc
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Mori Seiki Co Ltd
Intelligent Manufacturing Systems International Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an NC program correcting device, correcting the feed speed to the proper speed to obtain the machined surface with proper accuracy from the beginning in consideration of vibration caused by acceleration and deceleration of a feed shaft. <P>SOLUTION: This NC program correcting device includes: an NC program storage part 5 for storing an NC program; a vibration characteristic storage part 8 for storing data related to the vibration characteristics of an NC machine tool used in machining; and an NC program correction processing part 9 for setting the data related to the limit acceleration change rate for preventing excessive vibration of the NC machine tool concerning the feed speed of the tool on the basis of the vibration characteristic data stored in the vibration characteristic storage part 8, analyzing the NC program stored in the NC program storage part 5 to calculate the change rate related to the cutting feed acceleration of the tool and determine whether or not the calculated change rate exceeds the limit acceleration change rate, and correcting the concerned cutting feed speed to be below the limit acceleration change rate when it exceeds the limit acceleration change rate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、NC工作機械の制御に使用されるNCプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むNCプログラムの前記送り速度を適正な速度に修正するNCプログラム修正装置及びこれを備えたNCプログラム生成装置に関する。   The present invention is an NC program used for control of an NC machine tool, and includes a plurality of command blocks, and the feed speed of the NC program including at least data relating to a tool movement path and its feed speed is set to an appropriate speed. The present invention relates to an NC program correcting device that corrects to NC and an NC program generating device equipped with the NC program correcting device.

CAD(Computer aided design)により作成された被加工物(以下、ワークという)の設計データを用いてNCプログラムを自動的に生成する装置として、従来から、CAM(Computer aided manufacturing)手法を用いたNCプログラム生成装置が知られている。   As an apparatus that automatically generates an NC program using design data of a workpiece (hereinafter referred to as a workpiece) created by CAD (Computer Aided Design), an NC using a CAM (Computer Aided Manufacturing) method has been conventionally used. A program generator is known.

CADにより作成される設計データ(以下、CADデータという)は、加工後のワークの最終的な形状及び寸法などを示す形状データ、例えば座標データ,数式データといったデータや寸法線などに関するデータからなる。NCプログラム生成装置は、このようなCADデータからワークの形状データのみを抽出した後、ワーク形状が円形なのか、矩形なのか、円柱形なのか、角柱形なのか、凸曲面なのか、或いは凹曲面なのかといったワーク形状の特徴や、使用工具,切削条件といった加工法に関するデータなど、NCプログラムを生成するために必要なデータを、適宜入力装置を用いたオペレータからの入力によって受け取り、この入力されたデータ及び前記CADデータから抽出された形状データを基にしてNCプログラムを生成する。   Design data created by CAD (hereinafter referred to as CAD data) includes shape data indicating the final shape and dimensions of a workpiece after machining, for example, data such as coordinate data and mathematical data, and data relating to dimension lines. After extracting only the workpiece shape data from such CAD data, the NC program generating device can determine whether the workpiece shape is circular, rectangular, cylindrical, prismatic, convex, or concave. Data necessary for generating NC programs, such as workpiece shape characteristics such as curved surfaces, data related to machining methods such as tools used and cutting conditions, etc. are received and inputted by an operator using an input device as appropriate. An NC program is generated based on the acquired data and the shape data extracted from the CAD data.

ところが、かかるNCプログラム生成装置では、上記のように、NCプログラムを生成するために必要なデータである、ワーク形状の特徴に関するデータや加工法に関するデータを、オペレータが入力するように設けられているので、データ入力に長時間を要し、そのために当該ワークの加工に長時間を要するという問題があり、また、上記データ入力の人為的なミスを完全に防止することが困難で、そのためにワークが不良品となったり、或いは治工具が損傷するといった問題を生じる。   However, in such an NC program generation device, as described above, the operator inputs data related to the feature of the workpiece shape and data related to the machining method, which are data necessary for generating the NC program. Therefore, there is a problem that it takes a long time to input data and, therefore, it takes a long time to process the workpiece, and it is difficult to completely prevent human error in the data input. Becomes a defective product, or the tool is damaged.

また、生成したNCプログラムを用いて加工を行う際に、工具のビビリや過負荷等によって期待した結果が得られない場合には、長時間を要する原因追求を行って当該NCプログラムを修正する必要があり、また、かかる修正作業を行うためにはNCプログラム生成装置における処理の初期段階まで戻って作業しなければならず、修正後のNCプログラムを再出力するまでに長時間を要し、その間、工作機械を停止させなければならないという問題もある。   Also, when machining using the generated NC program, if the expected result cannot be obtained due to tool chatter or overload, etc., it is necessary to investigate the cause that requires a long time and correct the NC program. In order to perform such correction work, it is necessary to return to the initial stage of processing in the NC program generation device, and it takes a long time to re-output the corrected NC program. There is also a problem that the machine tool must be stopped.

そこで、本出願人は、このような問題を解決すべく、特開2001−75624号公報に開示されるNCプログラム生成装置(ツールパスデータ生成装置)を既に提案している。このNCプログラム生成装置によれば、特徴データ抽出処理部及び加工法設定処理部を備えているので、被加工物の特徴形状に関するデータや、使用工具,切削条件といった加工法に関するデータなどを、オペレータが入力する必要が無く、NCプログラムを迅速に生成することができ、また、人為的な入力ミスも起こり得ないため、かかる入力ミスによって被加工物が不良品となったり、或いは治工具が損傷するといった問題が生じることもない。   Therefore, the present applicant has already proposed an NC program generation device (tool path data generation device) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-75624 in order to solve such a problem. According to this NC program generating device, since the feature data extraction processing unit and the processing method setting processing unit are provided, the data related to the feature shape of the workpiece, the data related to the processing method such as the tool to be used, and the cutting conditions, etc. The NC program can be generated quickly, and human input errors cannot occur. Therefore, the input error can cause the workpiece to become defective or damage the tool. There will be no problems.

また、加工法設定処理部によって設定された加工法、及び加工関連情報生成処理部によって生成された加工関連情報を、加工シナリオ出力処理部から加工シナリオとして外部に出力するようにすれば、実加工において、工具のビビリ現象を生じたり或いは過負荷等によって期待通りの結果が得られなかった場合でも、出力された加工シナリオを参照することで、迅速な原因追求を行うことができるという効果もある。   If the processing method set by the processing method setting processing unit and the processing related information generated by the processing related information generation processing unit are output to the outside as a processing scenario from the processing scenario output processing unit, actual processing In this case, even if the tool chatter phenomenon occurs or the expected result is not obtained due to overload, etc., it is possible to quickly find the cause by referring to the output machining scenario. .

特開2001−75624号公報JP 2001-75624 A

ところで、前記NC工作機械は完全な剛体から構成されるものではなく、主軸やテーブルなどNC工作機械を構成する構造物の移動によって容易に振動する。これは、構造物が移動する際の加速度に振動成分が含まれているためである。   By the way, the NC machine tool is not composed of a complete rigid body, but easily vibrates by the movement of a structure constituting the NC machine tool, such as a spindle or a table. This is because the vibration component is included in the acceleration when the structure moves.

そして、この振動がNC工作機械の固有振動数に近い振動数を持つ場合には、当該NC工作機械が共振状態となって、入力振動(移動構造物の加速に起因する振動)の振幅よりも大きな振幅で振動するようになる。とりわけ、切削加工時に共振状態に至ると、これが加工面に影響して、その面精度が悪化することになる。   When this vibration has a frequency close to the natural frequency of the NC machine tool, the NC machine tool is in a resonance state, and is larger than the amplitude of the input vibration (vibration caused by acceleration of the moving structure). Vibrates with large amplitude. In particular, when a resonance state is reached during cutting, this affects the machined surface, and the surface accuracy deteriorates.

例えば、図6(a)に示すように、X−Y平面で軌跡が直線から円弧を描くように工具が移動する場合、通常、円弧加工における工具の送り速度が一定の値として設定されることから、機械制御的には、X軸の送り速度FとY軸の送り速度Fとを合成した送り速度Fが設定値となるように各送り軸が制御される。即ち、X軸及びY軸の送り速度F,Fは工具の移動位置に応じて刻々と加減速されるのである。したがって、このような加減速にNC工作機械の固有振動数に近い振動成分が含まれる場合には、上記の如く、当該NC工作機械が共振状態となって、加工面の面精度が悪化することになる。 For example, as shown in FIG. 6A, when the tool moves so that the trajectory draws an arc from a straight line on the XY plane, the feed speed of the tool in arc machining is usually set as a constant value. Therefore, in terms of machine control, each feed axis is controlled such that a feed speed F obtained by combining the feed speed FX of the X axis and the feed speed F Y of the Y axis becomes a set value. That is, the feed rates F X and F Y of the X axis and the Y axis are accelerated and decelerated every moment according to the moving position of the tool. Therefore, when the acceleration / deceleration includes a vibration component close to the natural frequency of the NC machine tool, the NC machine tool is in a resonance state as described above, and the surface accuracy of the machining surface is deteriorated. become.

しかるに、上記特開2001−75624号公報に代表される従来のNCプログラム生成装置では、もっぱら、工具の形状やその材質、並びにワークの材質などから一般的に設定される送り速度を採用してNCプログラムを生成するようになっており、上記加減速に伴う振動については全く考慮されていなかった。   However, the conventional NC program generation device represented by the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-75624 employs a feed speed generally set based on the shape of the tool, its material, and the material of the workpiece, etc. A program is generated, and the vibration associated with the acceleration / deceleration is not considered at all.

このため、自動生成されたNCプログラムをそのまま使用して加工したとしても、予定された精度の加工面を得ることができない場合があり、結局は、当該NCプログラムを用いて試し加工を行い、その結果を検証して、面精度が悪い部分については、試行錯誤の上、適正な送り速度(振動が適正でしかも最も速い送り速度)となるように、当該NCプログラムを修正しなければならなかった。   For this reason, even if machining is performed using the automatically generated NC program as it is, it may not be possible to obtain a machined surface with a predetermined accuracy. Eventually, trial machining is performed using the NC program. After verifying the results, for those parts with poor surface accuracy, the NC program had to be modified to achieve an appropriate feed rate (vibration was appropriate and the fastest feed rate) after trial and error. .

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、送り軸の加減速に伴う振動を考慮し、適正精度の加工面を当初から得ることのできるように、送り速度を適正な速度に修正するNCプログラム修正装置及びこれを備えたNCプログラム生成装置の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and considering the vibration associated with acceleration / deceleration of the feed shaft, the feed speed is corrected to an appropriate speed so that a machining surface with appropriate accuracy can be obtained from the beginning. An object of the present invention is to provide an NC program correcting device and an NC program generating device having the NC program correcting device.

上記目的を達成するための本発明は、NC工作機械の制御に使用されるNCプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むNCプログラムを記憶するNCプログラム記憶部と、
加工に使用される前記NC工作機械の振動特性に係るデータを記憶する振動特性記憶部と、
前記振動特性記憶部に格納された、前記加工に使用されるNC工作機械の振動特性に係るデータを基に、前記工具の送り速度に関し、前記NC工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを設定するとともに、前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムを解析して、前記工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するNCプログラム修正処理部とを設けて構成したNCプログラム修正装置に係る。
The present invention for achieving the above object is an NC program used for controlling an NC machine tool, comprising an NC program comprising a plurality of command blocks and including at least data relating to a tool movement path and its feed speed. An NC program storage unit for storing;
A vibration characteristic storage unit for storing data relating to vibration characteristics of the NC machine tool used for machining;
Based on data relating to the vibration characteristics of the NC machine tool used for the machining stored in the vibration characteristic storage unit, the limit acceleration for preventing excessive vibration of the NC machine tool with respect to the feed rate of the tool While setting data related to the variation rate, the NC program stored in the NC program storage unit is analyzed to calculate a variation rate related to the cutting feed acceleration of the tool, and the calculated variation rate is the critical acceleration variation rate NC program correction configured by providing an NC program correction processing unit that corrects the corresponding cutting feed rate so that the rate of change is below the limit acceleration fluctuation rate. Related to the device.

本発明に係るNCプログラム修正装置によると、まず、適宜作成されたNCプログラムがNCプログラム記憶部に格納される。   According to the NC program correcting device according to the present invention, first, an appropriately created NC program is stored in the NC program storage unit.

次に、NCプログラム修正処理部において、前記振動特性記憶部に格納された振動特性に係るデータを基に、前記工具の送り速度に関し、前記NC工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率を設定する処理が行われる。   Next, in the NC program correction processing unit, the limit acceleration fluctuation for preventing excessive vibration of the NC machine tool with respect to the feed rate of the tool based on the data relating to the vibration characteristic stored in the vibration characteristic storage unit Processing to set the rate is performed.

ここに、前記振動特性データに関しては、その一例として、振動周波数と振動振幅の大きさとの相関関係を表すデータを挙げることができ、工作機械の移動体(テーブルなど)を適当な速度で移動させた際の振動を検出して、これを周波数解析したり、或いは、工作機械に適当な衝撃を加えて、この衝撃により生じる振動を検出して、これを周波数解析することにより得られ、このようにして取得された振動特性データが予め前記振動特性記憶部に格納される。   As an example of the vibration characteristic data, data representing the correlation between the vibration frequency and the vibration amplitude can be cited as an example. The moving body (table, etc.) of the machine tool is moved at an appropriate speed. This is obtained by detecting the vibration at the time and analyzing the frequency, or by applying an appropriate impact to the machine tool and detecting the vibration caused by the impact and analyzing the frequency. The vibration characteristic data acquired as described above is stored in the vibration characteristic storage unit in advance.

次に、NCプログラム修正処理部において、前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムが順次解析されて工具の切削送り加速度に係る変動率が算出され、ついで算出した変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかが判定され、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度が修正される。   Next, in the NC program correction processing unit, the NC program stored in the NC program storage unit is sequentially analyzed to calculate the variation rate related to the cutting feed acceleration of the tool, and the calculated variation rate is the critical acceleration variation rate. Is determined, and when the limit acceleration fluctuation rate is exceeded, the corresponding cutting feed speed is corrected so as to be equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate.

尚、切削送り加速度の変動率は、NCプログラムに含まれる切削送り速度データを微分処理して切削送り加速度を算出した後、算出した切削送り加速度を更に微分処理することによって得られる。また、限界加速度変動率については、NC工作機械の振動によって加工面の面精度が許容値を超える状態となる付近の加速度変動率を充当することができ、或いは、この加速度変動率から所定の割合(例えば10%)を減じた値を充当することができる。   The variation rate of the cutting feed acceleration is obtained by differentiating the cutting feed acceleration calculated by differentiating the cutting feed rate data included in the NC program and then further differentiating the calculated cutting feed acceleration. As for the limit acceleration fluctuation rate, the acceleration fluctuation rate in the vicinity where the surface accuracy of the machined surface exceeds the allowable value due to the vibration of the NC machine tool can be applied, or a predetermined ratio can be obtained from this acceleration fluctuation rate. A value obtained by subtracting (for example, 10%) can be applied.

また、前記限界加速度変動率は、これをNC工作機械の振動特性からその都度算出するのではなく、当該振動特性からこれを予め算出して適宜記憶部(限界加速度変動率記憶部)に格納するようにしても良い。この場合、前記NCプログラム修正処理部は、算出した前記変動率が前記限界加速度変動率記憶部に格納された限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正する。   The limit acceleration fluctuation rate is not calculated from the vibration characteristics of the NC machine tool each time, but is calculated in advance from the vibration characteristics and appropriately stored in a storage unit (limit acceleration fluctuation rate storage unit). You may do it. In this case, the NC program correction processing unit determines whether or not the calculated variation rate exceeds the limit acceleration variation rate stored in the limit acceleration variation rate storage unit. The corresponding cutting feed rate is corrected so as to be equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate.

また、前記NCプログラム修正処理部は、2つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、この2つの指令ブロックのうち少なくとも一方を複数の指令ブロックに分割するとともに、前記2つの指令ブロックに相当する新たな指令ブロックの切削送り速度を、各ブロック間の加速度変動率が前記限界加速度変動率以下となる切削送り速度に設定するように構成されていても良い。   Further, when it is determined that the acceleration fluctuation rate of the cutting feed rate between the two command blocks exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the NC program correction processing unit determines that at least one of the two command blocks is a plurality of The command block is divided into command blocks, and the cutting feed speed of a new command block corresponding to the two command blocks is set to a cutting feed speed at which the acceleration fluctuation rate between the blocks is equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate. May be.

更に、前記NCプログラム修正処理部は、2つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、この2つの指令ブロックのうち少なくとも一方における切削送り速度を、非定常有理のスプライン関数として定義するように構成されていても良い。   Further, when it is determined that the acceleration fluctuation rate of the cutting feed speed between the two command blocks exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the NC program correction processing unit determines the cutting feed in at least one of the two command blocks. It may be configured to define the velocity as a non-stationary rational spline function.

また、上記のNCプログラム修正装置と、被加工物の3次元形状に係る形状データを記憶する形状データ記憶部と、素材材質に応じた切削速度及び切込み量に係る情報、並びに工具情報を記憶した工具・加工情報記憶部と、前記形状データ記憶部に格納された前記被加工物の3次元形状データ、及び前記工具・加工情報記憶部に格納された情報を基にNCプログラムを生成し、生成したNCプログラムを前記NCプログラム記憶部に格納するNCプログラム生成処理部とを備えたNCプログラム生成装置として構成し、NCプログラム生成処理部によって自動生成されたNCプログラムの切削送り速度を、NCプログラム修正装置によって、適正な送り速度となるように修正するようにしても良い。   In addition, the NC program correction device described above, a shape data storage unit that stores shape data related to the three-dimensional shape of the workpiece, information related to the cutting speed and cutting amount according to the material material, and tool information are stored. An NC program is generated based on the tool / machining information storage unit, the three-dimensional shape data of the workpiece stored in the shape data storage unit, and the information stored in the tool / machining information storage unit. The NC program generation device includes an NC program generation processing unit that stores the NC program stored in the NC program storage unit, and the NC program cutting feed rate automatically generated by the NC program generation processing unit is corrected to the NC program. You may make it correct so that it may become an appropriate feed rate with an apparatus.

以上詳述したように、本発明によれば、限界加速度変動率を設定するとともに、NCプログラムを順次解析し、工具の切削送り速度の変化を検出して、この速度変化に伴う切削加速度変動率を算出し、算出した切削送り加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合には、これ以下となるように該当する切削送り速度を修正するようにしているので、実加工の際にNC工作機械が過振動状態に至らない、即ち、所望の面精度の加工面を得ることができるNCプログラムを、試加工といった試行錯誤を経ることなく得ることができ、NCプログラムの生成からこれを用いた連続加工に至る一連の作業を短時間且つ効率的に行なうことができる。   As described above in detail, according to the present invention, the limit acceleration fluctuation rate is set, the NC program is sequentially analyzed, the change in the cutting feed speed of the tool is detected, and the cutting acceleration fluctuation rate associated with this speed change is detected. When the calculated cutting feed acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the corresponding cutting feed speed is corrected to be less than this, so that the NC machine tool is used during actual machining. Can be obtained without going through trial and error such as trial machining, and the NC program can be continuously generated from the generation of the NC program. A series of operations up to processing can be performed efficiently in a short time.

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。図1は、本実施形態に係るNCプログラム生成装置の概略構成を示したブロック図である。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the NC program generating device according to the present embodiment.

同図に示すように、本例のNCプログラム生成装置1は、バスライン2を介して相互に接続されたNCプログラム生成処理部6及びNCプログラム修正処理部9の各処理部と、形状データ記憶部3,工具・加工情報記憶部4,NCプログラム記憶部5及び振動特性データ記憶部8の各記憶部と、入出力インターフェース10と、この入出力インターフェース10に接続される入力装置11及び出力装置12とを備えて構成され、前記NCプログラム記憶部5,振動特性データ記憶部8及びNCプログラム修正処理部9がNCプログラム修正装置7を構成する。以下、各部の詳細について説明する。   As shown in the figure, the NC program generation device 1 of this example includes an NC program generation processing unit 6 and an NC program correction processing unit 9 connected to each other via a bus line 2, and shape data storage. 3, tool / machining information storage unit 4, NC program storage unit 5 and vibration characteristic data storage unit 8, input / output interface 10, input device 11 and output device connected to input / output interface 10 The NC program storage unit 5, the vibration characteristic data storage unit 8 and the NC program correction processing unit 9 constitute an NC program correction device 7. Details of each part will be described below.

前記形状データ記憶部3は、被加工物(以下、「ワーク」という)の3次元形状データを記憶する機能部であり、オンラインにより若しくは持ち運び可能な適宜記録媒体を介して入力装置11から入力される形状データを記憶する。この形状データは、例えば、CADを用いて作成されたワークの設計データから、寸法線に係るデータなどNCプログラムの生成に不必要なデータを除去して、当該NCプログラムの生成に必要なデータのみを抽出することによって得られる。   The shape data storage unit 3 is a functional unit that stores three-dimensional shape data of a workpiece (hereinafter referred to as “work”), and is input from the input device 11 online or via an appropriate portable recording medium. Shape data is stored. For this shape data, for example, data unnecessary for NC program generation such as data related to dimension lines is removed from workpiece design data created using CAD, and only data necessary for generation of the NC program is obtained. Is obtained by extracting.

工具・加工情報記憶部4は、工具情報及び加工情報を記憶する機能部であり、具体的には、ワークの特徴形状に応じた加工モード(等高線加工,走査線加工,直線補間,円弧補間,エアカットの回避処理種別など)、工具の種類(型式,材質など)や工具径などの工具情報、素材材質に応じ各工具種類ごとに設定された切削速度、回転当りの切削量や取り代などに関するデータが格納されている。   The tool / machining information storage unit 4 is a functional unit that stores tool information and machining information. Specifically, a machining mode (contour line machining, scanning line machining, linear interpolation, circular interpolation, Air cut avoidance processing type), tool information such as tool type (model, material, etc.) and tool diameter, cutting speed set for each tool type according to material material, cutting amount per turn, machining allowance, etc. The data about is stored.

前記NCプログラム生成処理部6は、前記形状データ記憶部3に格納されたワークの3次元形状データ及び前記工具・加工情報記憶部4に格納された情報を基に、特徴データ抽出処理、加工法設定処理及びNCプログラム生成処理を順次実行して、NCプログラムを生成し、生成したNCプログラムをNCプログラム記憶部5に格納する処理を行う。   The NC program generation processing unit 6 performs feature data extraction processing, machining method based on the three-dimensional shape data of the workpiece stored in the shape data storage unit 3 and information stored in the tool / machining information storage unit 4. The setting process and the NC program generation process are sequentially executed to generate an NC program, and the generated NC program is stored in the NC program storage unit 5.

前記特徴データ抽出処理は、形状データ記憶部3に格納された形状データを基に、この形状データによって設定される領域の中から加工を行うべき領域を認識した後、認識された加工領域内におけるワークの3次元形状に関する特徴を抽出する処理であり、前記形状データから直接抽出される当該領域における比較的単純な形状要素、例えば、円柱形状や角柱形状といった形状要素を抽出する単純形状抽出処理や、前記形状データから直接抽出することができない自由曲面などについて当該領域における特徴形状を抽出する自由曲面抽出処理などが含まれる。   The feature data extraction processing is based on the shape data stored in the shape data storage unit 3, and after recognizing the region to be processed from the regions set by the shape data, This is a process for extracting features related to the three-dimensional shape of a workpiece, and a simple shape extraction process for extracting a relatively simple shape element in the region directly extracted from the shape data, for example, a shape element such as a cylindrical shape or a prism shape, In addition, a free-form surface extraction process for extracting a feature shape in the region for a free-form surface that cannot be directly extracted from the shape data is included.

前記加工法設定処理は、前記特徴データ抽出処理によって抽出された特徴データを基に、前記工具・加工情報記憶部4を検索して、各加工領域について、最適な加工モード,使用工具の種類,切削条件などを設定することをその内容とするものであり、所定加工サイクルの繰り返し加工を行う場合には、仕上面粗度などからその送りピッチを設定し、複数の加工領域において共通した工具が用いられる場合には、この加工領域がなるべく連続して加工されるようにするなど、加工効率を考慮して各加工領域の加工順序を決定する。尚、この加工法設定処理は、加工領域を特徴形状に応じた複数の領域に分割する処理を実行した後、分割された各加工領域について上記加工法を設定するようにすればその処理を容易且つ迅速に行うことができる。   The machining method setting process searches the tool / machining information storage unit 4 based on the feature data extracted by the feature data extraction process, and for each machining area, an optimum machining mode, the type of tool used, The content of the cutting is to set cutting conditions, etc.When performing repeated machining with a predetermined machining cycle, the feed pitch is set based on the finished surface roughness, etc., and a common tool is used in multiple machining areas. When used, the processing order of each processing region is determined in consideration of processing efficiency, such as processing the processing regions as continuously as possible. This processing method setting process is easy if the processing method is divided into a plurality of regions according to the feature shape and then the processing method is set for each of the divided processing regions. And it can be done quickly.

NCプログラム生成処理は、前記加工法設定処理によって設定された加工法に基づき、各加工領域について、設定された加工順序に従って順次、工具の移動経路,回転数,移動速度等の内容を含むNCプログラムを生成する処理であり、生成されたNCプログラムが、順次NCプログラム記憶部5に格納される。   The NC program generation process is based on the machining method set by the machining method setting process, and sequentially includes the contents of the tool movement path, rotation speed, movement speed, etc. for each machining area in accordance with the set machining order. The generated NC programs are sequentially stored in the NC program storage unit 5.

前記振動特性データ記憶部8は、加工に使用される可能性のあるNC工作機械の固有の振動特性に係るデータを記憶する機能部である。本例では、この振動特性データとして、図2(a)に示すような振動周波数ωと振動振幅レベルWの大きさとの相関関係を表すデータと、図2(b)に示すような加速度変動率の大きさに応じた振動周波数ωと振動加速度レベルMαとの相関関係を表すデータ(関係式)とが格納されている。 The vibration characteristic data storage unit 8 is a functional unit that stores data related to vibration characteristics unique to an NC machine tool that may be used for machining. In this embodiment, as the vibration characteristic data, the data representing the correlation between the magnitude of the vibration frequency omega n the vibration amplitude level W L as shown in FIG. 2 (a), acceleration as shown in FIG. 2 (b) Stored is data (relational expression) representing the correlation between the vibration frequency ω n corresponding to the magnitude of the fluctuation rate and the vibration acceleration level M α .

振動周波数ωと振動振幅レベルWとの相関データは、NC工作機械の移動体(テーブルなど)を適当な速度で移動させた際の振動を検出して、これを周波数解析したり、或いは、NC工作機械に適当な衝撃を加えて、この衝撃により生じる振動を検出して、これを周波数解析することにより得られ、このようにして得られた図2(a)に示す如きデータが前記振動特性データ記憶部8に格納される。尚、この振動周波数ωと振動振幅レベルWとの相関データは、全周波数についてのものは必要なく、振動振幅レベルWのピーク値とこれに対応する振動周波数ωの値とをデータテーブルの形式で記憶するようにしても良い。 Correlation data between the vibration frequency omega n the vibration amplitude level W L detects vibrations when moving a moving body NC machine tool (table etc.) at an appropriate rate, or frequency analysis this, or 2 is obtained by applying a suitable shock to the NC machine tool, detecting the vibration caused by the shock, and analyzing the frequency thereof, and the data as shown in FIG. It is stored in the vibration characteristic data storage unit 8. The correlation data between the oscillation frequency omega n the vibration amplitude level W L is is not necessary that for all frequencies, the value of the oscillation frequency omega n corresponding thereto and the peak value of the vibration amplitude level W L data You may make it memorize | store in the format of a table.

また、上述したように、物体に外力を加えてこれを所定速度で移動させるとき、移動物体に加えられる加速度が変動する場合、この変動には所定の振動成分が含まれており、この振動成分によって、移動物体を含む構造体が振動することになる。この振動成分(振動加速度レベル及び振動周波数)は、加速度が変動するその大きさ(加速度変動率)に応じて定まるものであり、以下のようにして求めることができる。   Further, as described above, when an external force is applied to an object and the object is moved at a predetermined speed, if the acceleration applied to the moving object fluctuates, the fluctuation includes a predetermined vibration component. As a result, the structure including the moving object vibrates. This vibration component (vibration acceleration level and vibration frequency) is determined according to the magnitude (acceleration fluctuation rate) of the fluctuation of the acceleration, and can be obtained as follows.

例えば、図3(a)に示すように、加速度変動率が一定時間一定の値を示すように、言い換えれば加速度変動率が矩形波を示すように物体を移動させたとすると、その加速度は、加速度変動率が一定の値をとる間、加速度が一次直線で上昇し、この後、一定値となる。そして、図3(b)に示すように、定常状態における加速度の大きさを一定にして、矩形波の時間(加速度が上昇する時間)を長くすると、加速度変動率は小さくなる。
以上から、以下の関係が導かれる。
(矩形波の時間)×(加速度変動率の大きさ)=一定
これを言い換えると、矩形波の面積は一定であるということになる。
For example, as shown in FIG. 3A, if the object is moved so that the acceleration fluctuation rate shows a constant value for a certain time, in other words, the acceleration fluctuation rate shows a rectangular wave, the acceleration is the acceleration While the fluctuation rate has a constant value, the acceleration increases in a linear line, and thereafter becomes a constant value. Then, as shown in FIG. 3B, when the acceleration magnitude in the steady state is made constant and the rectangular wave time (time during which the acceleration rises) is lengthened, the acceleration fluctuation rate becomes smaller.
From the above, the following relationship is derived.
(Rectangular wave time) × (acceleration fluctuation rate magnitude) = constant In other words, the area of the rectangular wave is constant.

そこで、定常状態における加速度の大きさを一定にして、矩形波の時間幅(即ち、加速度の上昇時間)を適宜変化させると、各時間幅とこれに応じた加速度変動率(矩形波の高さ)の矩形波、即ち、時間幅と高さの異なる矩形波が得られる。そして、得られた各矩形波には、加速度変動率の大きさに応じた振動成分が含まれている。したがって、この各矩形波をFFT(高速フーリエ変換)解析することにより、含まれる振動成分(振動加速度レベルと振動周波数)を解析することができる。このようにして解析した時間幅の異なる各矩形波ごとの振動加速度レベルMαと振動周波数ωとの関係を図4に示す。 Therefore, if the time width of the rectangular wave (that is, the acceleration rising time) is appropriately changed while the magnitude of acceleration in the steady state is constant, each time width and the acceleration fluctuation rate corresponding to the time width (the height of the rectangular wave). ), That is, rectangular waves having different time widths and heights. Each obtained rectangular wave includes a vibration component corresponding to the magnitude of the acceleration fluctuation rate. Therefore, the included vibration components (vibration acceleration level and vibration frequency) can be analyzed by performing FFT (Fast Fourier Transform) analysis on each rectangular wave. FIG. 4 shows the relationship between the vibration acceleration level M α and the vibration frequency ω n for each rectangular wave having a different time width analyzed in this way.

斯くして、上記解析結果から、最小二乗法などの手法によって、図2(b)に示すような、加速度変動率の大きさに応じた(例えば、加速度変動率A,B,C...について)振動加速度レベルMαと振動周波数ωとの関係を表す近似式(関係式)を算出し、得られた関係式が上記のように振動特性データ記憶部8に格納されるのである。 Thus, from the above analysis results, the method according to the magnitude of the acceleration fluctuation rate (for example, acceleration fluctuation rates A, B, C...) As shown in FIG. About) calculated the vibration acceleration level M alpha approximate expression representing the relationship between vibration frequency omega n (the equation), resulting relational expression is being stored in the vibration characteristic data storage unit 8 as described above.

前記NCプログラム修正処理部9は、前記振動特性データ記憶部8に格納されたデータであって、当該加工に使用されるNC工作機械の振動特性に係るデータを基に、工具の送り速度に関し、NC工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率を設定する処理と、前記NCプログラム生成処理部6によって生成され前記NCプログラム記憶部5に格納されたNCプログラムを解析して、工具の切削送りに関する加速度変動率を算出し、算出した加速度変動率が限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を増減して修正し、修正したNCプログラムでもって前記NCプログラム記憶部5に格納されたNCプログラムを更新する処理とを行なう。   The NC program correction processing unit 9 is data stored in the vibration characteristic data storage unit 8 and relates to the feed rate of the tool based on the data related to the vibration characteristics of the NC machine tool used for the machining, A process of setting a limit acceleration fluctuation rate for preventing excessive vibration of the NC machine tool, and an analysis of the NC program generated by the NC program generation processing unit 6 and stored in the NC program storage unit 5, Calculate acceleration fluctuation rate related to cutting feed, determine whether the calculated acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate, and if it exceeds the limit acceleration fluctuation rate, fall under the limit acceleration fluctuation rate A process of correcting the cutting feed rate by increasing / decreasing and updating the NC program stored in the NC program storage unit 5 with the corrected NC program. Nau.

具体的には、NCプログラム修正処理部9は、例えば、図2(a)に示すように、振動周波数ω及びωのときに、振動振幅レベルWがピーク値0.01及び0.005を示す場合、図2(b)に示す加速度の大きさに応じた振動周波数ωと振動加速度レベルMαとの相関関係から、前記振動周波数ω及びωにおける振動加速度レベルMαを各送り加速度変動率A,B,Cごとにそれぞれ算出し、ついで、次式を基に当該送り加速度の変動によって生じるNC工作機械の振動レベルLを各送り加速度変動率A,B,Cごとに算出する。 Specifically, NC program correction processor 9, for example, as shown in FIG. 2 (a), when the vibration frequency omega 1 and omega 2, the vibration amplitude level W L peak value 0.01 and 0. when indicating the 005, the correlation between the vibration frequency omega n corresponding to the magnitude of the acceleration shown in FIG. 2 (b) and the vibration acceleration level M alpha, the vibration acceleration level M alpha in the oscillation frequency omega 1 and omega 2 The calculation is made for each feed acceleration fluctuation rate A, B, and C, and the vibration level L of the NC machine tool caused by the feed acceleration fluctuation is calculated for each feed acceleration fluctuation rate A, B, and C based on the following equation. calculate.

振動レベルL=Σ((ωの振動振幅レベルW)×(ωの振動加速度レベルMα)) Vibration level L = Σ ((vibration amplitude level W L of omega n) × (vibration acceleration level M alpha of omega n))

図2に示した例では、送り加速度変動率がAの場合の振動レベルLは、
=0.01×1.0+0.005×0.84=0.0142
となり、
送り加速度変動率がBの場合の振動レベルLは、
=0.01×0.96+0.005×0.61=0.01265
となり、
送り加速度変動率がCの場合の振動レベルLは、
=0.01×0.76+0.005×0.40=0.0096
となる。
In the example shown in FIG. 2, the vibration level LA when the feed acceleration fluctuation rate is A is
L A = 0.01 × 1.0 + 0.005 × 0.84 = 0.142
And
The vibration level L B when the feed acceleration fluctuation rate is B is
L B = 0.01 × 0.96 + 0.005 × 0.61 = 0.01265
And
Vibration level L C when feeding the acceleration variation rate of C is
L C = 0.01 × 0.76 + 0.005 × 0.40 = 0.0096
It becomes.

そして、このようにして、送り加速度の変動に応じた振動レベルLを算出した後、前記NCプログラム修正処理部9は、当該NC工作機械について予め設定された限界の振動レベルを基に、限界となる送り加速度変動率を算出する。具体的には、例えば限界振動レベルが0.01280であるとすると、これより値が小さく且つ最も値の大きい送り加速度変動率Bを限界送り加速度変動率として設定する。尚、前記限界振動レベルは経験的設定される。   Then, after calculating the vibration level L corresponding to the fluctuation of the feed acceleration in this way, the NC program modification processing unit 9 determines the limit based on the limit vibration level set in advance for the NC machine tool. The feed acceleration fluctuation rate is calculated. Specifically, for example, when the limit vibration level is 0.01280, the feed acceleration fluctuation rate B having a smaller value and the largest value is set as the limit feed acceleration fluctuation rate. The limit vibration level is set empirically.

次に、NCプログラム修正処理部9は、前記NCプログラム記憶部5に格納されたNCプログラムを順次解析し、工具の切削送り速度の変化を検出して、この速度変化に伴う加速度変動率を算出し、算出した加速度変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を増減してこれを修正する。   Next, the NC program correction processing unit 9 sequentially analyzes the NC program stored in the NC program storage unit 5, detects a change in the cutting feed speed of the tool, and calculates an acceleration fluctuation rate associated with this speed change. Then, it is determined whether or not the calculated acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate. If the calculated acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the corresponding cutting feed rate is increased or decreased so as to be equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate. Correct this.

例えば、工具が図6(a)に示すような円弧切削を行うように移動する場合、上記のようにNCプログラムに含まれる工具の切削送り速度は一定の値に設定されるが、NCプログラム修正処理部9は、工具の切削送り速度に係るデータを検出した後、各送り軸についての切削送り速度(F,F)を算出し(図6(b))、ついでこれを微分処理して各送り軸についての切削送り加速度(α,α)を算出し(図6(c))、ついで算出した切削送り加速度(α,α)を更に微分処理して加速度変動率(J,J)を算出し(図6(d))、算出した加速度変動率(J,J)が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定するのである。 For example, when the tool moves to perform arc cutting as shown in FIG. 6A, the cutting feed speed of the tool included in the NC program is set to a constant value as described above, but the NC program is modified. After detecting the data related to the cutting feed rate of the tool, the processing unit 9 calculates the cutting feed rate (F X , F Y ) for each feed axis (FIG. 6 (b)), and then differentially processes this. Then, the cutting feed acceleration (α X , α Y ) for each feed axis is calculated (FIG. 6C), and the calculated cutting feed acceleration (α X , α Y ) is further differentiated to obtain an acceleration fluctuation rate ( J X , J Y ) is calculated (FIG. 6D), and it is determined whether or not the calculated acceleration fluctuation rate (J X , J Y ) exceeds the limit acceleration fluctuation rate.

以上の構成を備えた本例のNCプログラム生成装置1によれば、まず、形状データ記憶部3に格納された形状データ、及び工具・加工情報記憶部4に格納されたデータを基に、工具の移動経路,回転数,送り速度等の内容を含むNCプログラムがNCプログラム生成処理部6によって生成され、生成されたNCプログラムがNCプログラム記憶部5に格納される。   According to the NC program generating device 1 of the present example having the above configuration, first, based on the shape data stored in the shape data storage unit 3 and the data stored in the tool / machining information storage unit 4, the tool The NC program including the contents of the movement path, the number of revolutions, the feed speed, and the like is generated by the NC program generation processing unit 6 and the generated NC program is stored in the NC program storage unit 5.

ついで、前記NCプログラム修正処理部9において、前記振動特性データ記憶部8に格納されたデータを基に、工具の送り速度に関し、NC工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率が設定されるとともに、前記NCプログラム記憶部5に格納されたNCプログラムが解析されて、工具の切削送りに関する加速度変動率が算出され、算出された加速度変動率が限界加速度変動率を超えるかどうかが判定され、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度が修正され、修正されたNCプログラムでもって前記NCプログラム記憶部5に格納されたNCプログラムが更新される。   Next, the NC program correction processing unit 9 sets a limit acceleration fluctuation rate for preventing excessive vibration of the NC machine tool with respect to the tool feed speed based on the data stored in the vibration characteristic data storage unit 8. At the same time, the NC program stored in the NC program storage unit 5 is analyzed to calculate the acceleration fluctuation rate related to the cutting feed of the tool, and it is determined whether or not the calculated acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate. When the critical acceleration fluctuation rate is exceeded, the corresponding cutting feed speed is corrected so as to be equal to or less than the critical acceleration fluctuation rate, and the NC program stored in the NC program storage unit 5 with the corrected NC program is stored. Is updated.

斯くして、本例のNCプログラム生成装置1によれば、限界加速度変動率を設定するとともに、NCプログラムを順次解析し、工具の切削送り速度の変化を検出して、この速度変化に伴う加速度変動率を算出し、算出した加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合には、これ以下となるように該当する切削送り速度を修正するようにしているので、実加工の際にNC工作機械が過振動状態に至らない、即ち、所望の面精度の加工面を得ることができるNCプログラムを、試加工といった試行錯誤を経ることなく当初から生成することができ、NCプログラムの生成からこれを用いた連続加工に至る一連の作業を短時間且つ効率的に行なうことができる。   Thus, according to the NC program generation device 1 of this example, the limit acceleration fluctuation rate is set, the NC program is sequentially analyzed, and the change in the cutting feed speed of the tool is detected, and the acceleration accompanying this speed change is detected. The fluctuation rate is calculated, and when the calculated acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the corresponding cutting feed speed is corrected so as to be less than this. Can be generated from the beginning without trial and error such as trial machining, and this can be achieved from the generation of the NC program. A series of operations up to the used continuous processing can be performed in a short time and efficiently.

以上、本発明の実施形態について説明したが、言うまでもなく、本発明の採り得る具体的な態様は何ら上例のものに限定されない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that the specific aspect which this invention can take is not limited to the thing of an upper example at all.

例えば、上例では、加速度変動率の大きさに応じた振動加速度レベルMαと振動周波数ωとの関係式を算出し、算出した関係式を振動特性データ記憶部8に格納するようにしたが、これに限られるものではなく、図5に示すように、各加速度変動率の大きさごとの振動加速度レベルMαと振動周波数ωとの関係をデータテーブルとして作成し、このデータテーブルを前記振動特性データ記憶部8に格納し、このデータテーブルを基に、上述した限界送り加速度変動率を設定するようにしても良い。 For example, in the above example, a relational expression between the vibration acceleration level M α and the vibration frequency ω n corresponding to the magnitude of the acceleration fluctuation rate is calculated, and the calculated relational expression is stored in the vibration characteristic data storage unit 8. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 5, the relationship between the vibration acceleration level M α and the vibration frequency ω n for each magnitude of each acceleration fluctuation rate is created as a data table. It may be stored in the vibration characteristic data storage unit 8 and the above-mentioned limit feed acceleration fluctuation rate may be set based on this data table.

また、前記限界加速度変動率は、これをNC工作機械の振動特性からその都度算出するのではなく、当該振動特性から予めこれを算出して、図7に示すように、これを限界加速度変動率データ記憶部13に格納するようにしても良い。この場合、NCプログラム修正処理部9’は、算出した加速度変動率が前記限界加速度変動率データ記憶部13に格納された限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を増減して修正する。尚、この場合、NCプログラム記憶部5,振動特性データ記憶部13及びNCプログラム修正処理部9’からNCプログラム修正装置7’が構成される。   Further, the limit acceleration fluctuation rate is not calculated from the vibration characteristics of the NC machine tool each time, but is calculated in advance from the vibration characteristics, and this is calculated as shown in FIG. It may be stored in the data storage unit 13. In this case, the NC program correction processing unit 9 ′ determines whether or not the calculated acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate stored in the limit acceleration fluctuation rate data storage unit 13, and exceeds the limit acceleration fluctuation rate. Is corrected by increasing / decreasing the corresponding cutting feed rate so as to be equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate. In this case, the NC program storage unit 5, the vibration characteristic data storage unit 13 and the NC program correction processing unit 9 'constitute an NC program correction device 7'.

また、加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合の切削送り速度の修正方法は、上例のように単に該当する切削送り速度を増減するものに限定されない。   Further, the method of correcting the cutting feed rate when the acceleration fluctuation rate exceeds the limit acceleration fluctuation rate is not limited to the method of simply increasing or decreasing the corresponding cutting feed rate as in the above example.

例えば、図8(a)及び(b)に示すように、送り速度が1.0mm/minで位置PからPに移動するように指令するブロックAと、この指令ブロックAに続いて、送り速度が0.4mm/minで位置PからPに移動するように指令するブロックBとがあり、この指令ブロックA,B間における加速度変動率が限界加速度変動率を超える場合に、同図8(c)及び(d)に示すように、指令ブロックAを、位置PからP’に移動するように指令するブロックAと、位置P’からPに移動するように指令するブロックAとに分割するとともに、指令ブロックBを、位置PからP’に移動するように指令するブロックBと、位置P’からPに移動するように指令するブロックBとに分割するとともに、連続する指令ブロックA,A,B,Bにおける送り速度が順次段階的に減少するように、例えば、指令ブロックAにおける送り速度Fを1.0mm/min、指令ブロックAにおける送り速度Fを0.8mm/min、指令ブロックBにおける送り速度Fを0.6mm/min、指令ブロックBにおける送り速度Fを0.4mm/minというように、各指令ブロックの送り速度を設定するようにしても良い。 For example, as shown in FIG. 8 (a) and (b), the block A commands the feedrate moves from the position P 1 in 1.0 mm / min to P 2, following this instruction block A, There is a block B that commands to move from the position P 2 to P 3 at a feed speed of 0.4 mm / min, and the acceleration fluctuation rate between the command blocks A and B exceeds the limit acceleration fluctuation rate. as shown in FIG. 8 (c) and (d), the command block a, 'and block a 1 to commanded to move to the position P 2' from the position P 1 P 2 to move from the P 2 The block is divided into the block A 2 to be commanded, and the block B 1 that commands the command block B to move from the position P 2 to P 3 ′ and the block that commands to move from the position P 3 ′ to P 3 Tomo and divided into a B 2 , Instruction block A 1 consecutive, A 2, B 1, as the feed rate of B 2 decreases successively in stages, for example, the feed speed F in the command block A 1 1.0 mm / min, instruction block A 2 The feed speed of each command block is 0.8 mm / min, the feed speed F in the command block B 1 is 0.6 mm / min, and the feed speed F in the command block B 2 is 0.4 mm / min. May be set.

更に、上記の場合において、指令ブロックA,Bの内、少なくとも一方のブロックにおける送り速度を非定常有理のスプライン関数(NURBS関数)によって定義して、当該ブロックにおける送り速度を漸次変化させるようにしても良い。   Further, in the above case, the feed speed in at least one of the command blocks A and B is defined by an unsteady rational spline function (NURBS function), and the feed speed in the block is gradually changed. Also good.

NURBS関数は、幾つかの制御点データ及び「ウェイト」,「ノット」などのデータを特定することで自由曲線を定義することができるものであり、k階((k−1)次)のNURBS関数の一般式を次式数式1に示す。   The NURBS function can define a free curve by specifying some control point data and data such as “weight”, “knot”, etc., and the NURBS of the kth floor ((k−1) th order). The general formula of the function is shown in the following formula (1).

Figure 2006007363
Figure 2006007363

数式1に示すように、NURBS関数はパラメータtを変数とする関数であり、ベクトルC(t)で表される。尚、基底関数Nは、以下の数式2及び数式3によって表される。   As shown in Equation 1, the NURBS function is a function having a parameter t as a variable, and is represented by a vector C (t). The basis function N is expressed by the following formulas 2 and 3.

Figure 2006007363
Figure 2006007363

Figure 2006007363
Figure 2006007363

ここに、「C」は制御点ベクトル(0≦i≦n)、「w」はウェイト(0≦i≦n)、「x]はノット(x≦xi+1)である。また、[x,x,...x](m=n+k)をノットベクトルとする。 Here, “C i ” is a control point vector (0 ≦ i ≦ n), “w i ” is a weight (0 ≦ i ≦ n), and “x i ] is a knot (x i ≦ x i + 1 ). , [X 0 , x 1 ,... X m ] (m = n + k) are knot vectors.

斯くして、この一般式から、送り速度に関する速度ベクトル(F(t))は下式数式4によって定義され、各NURBS関数に係る制御点ベクトル(CFi)、並びに「ウェイト」(w)及び「ノット」(x)に係るデータを特定することによって定義される。 Thus, from this general formula, the velocity vector (F (t)) relating to the feed rate is defined by the following formula 4, and the control point vector (C Fi ) related to each NURBS function, as well as the “weight” (w i ) And by specifying data relating to “knots” (x i ).

Figure 2006007363
Figure 2006007363

そして、例えば、図8(a),(b)に示す指令ブロックAにおける送り速度をNURBS関数によって定義する場合、図9に示すように、4つの制御点CF0,CF1,CF2,及びCF3に係る各X軸座標値(X,..,X)及び送り速度値(F,..,F)と、所定の「ウェイト」及び「ノット」データによって特定され、これをNCプログラムとして表現することにより、当該ブロック中における送り速度を漸次変化させるようにすることができる。 For example, when the feed speed in the command block A shown in FIGS. 8A and 8B is defined by the NURBS function, as shown in FIG. 9, four control points C F0 , C F1 , C F2 , and each X-axis coordinate value of the C F3 (X 0, .., X 3) and feed values (F 0, .., F 3 ) and are identified by a predetermined "weight" and "knots" data, which Is expressed as an NC program, the feed rate in the block can be gradually changed.

以上のように、本発明に係るNCプログラム修正装置及びこれを備えたNCプログラム生成装置は、NC工作機械の制御に使用されるNCプログラムを適正化する装置として好適である。   As described above, the NC program correcting device according to the present invention and the NC program generating device including the NC program correcting device are suitable as devices for optimizing the NC program used for controlling the NC machine tool.

本発明の一実施形態に係るNCプログラム生成装置の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the NC program generation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態に係る限界加速度変動率の設定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the setting process of the limit acceleration fluctuation rate which concerns on this embodiment. 加速度変動率と振動周波数と振動加速度レベルとの相関関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correlation with an acceleration fluctuation rate, a vibration frequency, and a vibration acceleration level. 加速度変動率と振動周波数と振動加速度レベルとの相関関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correlation with an acceleration fluctuation rate, a vibration frequency, and a vibration acceleration level. 加速度変動率と振動周波数と振動加速度レベルとの相関データの他の例としてのデータテーブルを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the data table as another example of the correlation data of an acceleration fluctuation rate, a vibration frequency, and a vibration acceleration level. 送り加速度及び送り加速度変動率について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a feed acceleration and a feed acceleration fluctuation rate. 本発明の他の形態に係るNCプログラム生成装置の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the NC program generation apparatus which concerns on the other form of this invention. 本発明の他の形態に係るNCプログラム修正方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the NC program correction method which concerns on the other form of this invention. 本発明の他の形態に係るNCプログラム修正方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the NC program correction method which concerns on the other form of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 NCプログラム生成装置
3 形状データ記憶部
4 工具・加工情報記憶部
5 NCプログラム記憶部
6 NCプログラム生成処理部
7 NCプログラム修正装置
8 振動特性データ記憶部
9 NCプログラム修正処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 NC program production | generation apparatus 3 Shape data memory | storage part 4 Tool and process information memory | storage part 5 NC program memory | storage part 6 NC program production | generation processing part 7 NC program correction apparatus 8 Vibration characteristic data storage part 9 NC program correction | amendment processing part

Claims (5)

NC工作機械の制御に使用されるNCプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むNCプログラムを記憶するNCプログラム記憶部と、
加工に使用される前記NC工作機械の振動特性に係るデータを記憶する振動特性記憶部と、
前記振動特性記憶部に格納された、前記加工に使用されるNC工作機械の振動特性に係るデータを基に、前記工具の送り速度に関し、前記NC工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを設定するとともに、前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムを解析して、前記工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が前記限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するNCプログラム修正処理部とを設けて構成したことを特徴とするNCプログラム修正装置。
NC program used for controlling an NC machine tool, comprising a plurality of command blocks, and an NC program storage unit for storing an NC program including at least data relating to a tool movement path and its feed speed;
A vibration characteristic storage unit for storing data relating to vibration characteristics of the NC machine tool used for machining;
Based on data relating to the vibration characteristics of the NC machine tool used for the machining stored in the vibration characteristic storage unit, the limit acceleration for preventing excessive vibration of the NC machine tool with respect to the feed rate of the tool While setting data related to the variation rate, the NC program stored in the NC program storage unit is analyzed to calculate a variation rate related to the cutting feed acceleration of the tool, and the calculated variation rate is the critical acceleration variation rate And an NC program correction processing unit that corrects the corresponding cutting feed rate so as to be equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate when the limit acceleration fluctuation rate is exceeded. NC program modification device.
NC工作機械の制御に使用されるNCプログラムであって、複数の指令ブロックからなり、工具の移動経路及びその送り速度に係るデータを少なくとも含むNCプログラムを記憶するNCプログラム記憶部と、
前記工具の送り速度に関し、加工に使用される前記NC工作機械の振動特性に応じて設定された、前記NC工作機械の過振動を防止するための限界加速度変動率に係るデータを記憶する限界加速度変動率記憶部と、
前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムを解析して、前記工具の切削送り加速度に係る変動率を算出し、算出した変動率が前記限界加速度変動率記憶部に格納された限界加速度変動率を超えるかどうかを判定し、限界加速度変動率を超える場合には、該限界加速度変動率以下となるように該当する切削送り速度を修正するNCプログラム修正処理部とを設けて構成したことを特徴とするNCプログラム修正装置。
NC program used for controlling an NC machine tool, comprising a plurality of command blocks, and an NC program storage unit for storing an NC program including at least data relating to a tool movement path and its feed speed;
Limit acceleration for storing data relating to the rate of change of limit acceleration for preventing excessive vibration of the NC machine tool, which is set according to the vibration characteristics of the NC machine tool used for machining, with respect to the feed rate of the tool A fluctuation rate storage unit;
The NC program stored in the NC program storage unit is analyzed to calculate a variation rate related to the cutting feed acceleration of the tool, and the calculated variation rate is a limit acceleration variation rate stored in the limit acceleration variation rate storage unit. And an NC program correction processing unit that corrects the corresponding cutting feed rate so as to be equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate when the limit acceleration fluctuation rate is exceeded. NC program modification device.
前記NCプログラム修正処理部は、2つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、該2つの指令ブロックのうち少なくとも一方を複数の指令ブロックに分割するとともに、前記2つの指令ブロックに相当する新たな指令ブロックの切削送り速度を、各ブロック間の加速度変動率が前記限界加速度変動率以下となる切削送り速度に設定するように構成されてなることを特徴とする請求項1又は2記載のNCプログラム修正装置。   When it is determined that the acceleration fluctuation rate of the cutting feed rate between the two command blocks exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the NC program correction processing unit determines that at least one of the two command blocks is a plurality of command blocks. And the cutting feed speed of the new command block corresponding to the two command blocks is set to a cutting feed speed at which the acceleration fluctuation rate between the blocks is equal to or less than the limit acceleration fluctuation rate. The NC program correcting device according to claim 1, wherein: 前記NCプログラム修正処理部は、2つの指令ブロック間における切削送り速度の加速度変動率が限界加速度変動率を超えていると判定されたとき、該2つの指令ブロックのうち少なくとも一方における切削送り速度を、非定常有理のスプライン関数として定義するように構成されてなることを特徴とする請求項1又は2記載のNCプログラム修正装置。   When it is determined that the acceleration fluctuation rate of the cutting feed speed between the two command blocks exceeds the limit acceleration fluctuation rate, the NC program correction processing unit calculates the cutting feed speed in at least one of the two command blocks. 3. The NC program correcting device according to claim 1, wherein the NC program correcting device is defined as a non-stationary rational spline function. 前記請求項1乃至4記載のいずれかのNCプログラム修正装置と、
被加工物の3次元形状に係る形状データを記憶する形状データ記憶部と、
素材材質に応じた切削速度及び切込み量に係る情報、並びに工具情報を記憶した工具・加工情報記憶部と、
前記形状データ記憶部に格納された前記被加工物の3次元形状データ、及び前記工具・加工情報記憶部に格納された情報を基にNCプログラムを生成し、生成したNCプログラムを前記NCプログラム記憶部に格納するNCプログラム生成処理部とを設けて構成したことを特徴とするNCプログラム生成装置。
The NC program correcting device according to any one of claims 1 to 4,
A shape data storage unit for storing shape data relating to the three-dimensional shape of the workpiece;
Information related to the cutting speed and cutting amount according to the material material, as well as a tool / machining information storage unit storing tool information;
An NC program is generated based on the three-dimensional shape data of the workpiece stored in the shape data storage unit and information stored in the tool / machining information storage unit, and the generated NC program is stored in the NC program storage An NC program generation apparatus comprising an NC program generation processing unit stored in the unit.
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