JP2008134813A - 切削条件適正化装置、切削条件適正化方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切削条件適正化装置1の制御部3は、切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力データベース29を作成する。次に、制御部3は、工具経路情報から加工パターンを算出し、切削抵抗力データベース29を参照して切削抵抗力を予測する。そして、制御部3は、予測した切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件を調整する。
【選択図】図2
Description
さらに、近年では、加工作業の事前検証として、CAMシステムで作成されたNCデータ等を基に、切削負荷の解析や干渉の検知等が行われている。これにより、加工トラブルを未然に防ぐとともに、加工時間の短縮を図っている。
特に、切削加工において、工具損傷の防止と加工時間の短縮を同時に実現することを目的としたものに、特許文献1がある。
特許文献1は、最大切り屑厚さ、切削円弧長を算出し、これらを説明変数とする応答曲面に算出結果を適用して、切削抵抗力の予測値を求める手法が記載されている。そして、予測された切削抵抗力を適正な一定の値に保つように切削条件を調整することで、工具損傷の防止と加工時間の短縮を同時に実現する。
前述した目的を達成するために第1の発明は、切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成する切削抵抗力シミュレーション手段と、前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整する切削条件適正化手段と、を具備することを特徴とする切削条件適正化装置である。
前記加工パターン情報は、前記工具経路情報を用いて算出することが可能であるが、前記工具情報も用いることで正確な加工形状を算出することができる。
そして、切削条件適正化手段によって、正確に切削条件の適正化を行うことができる。
また、切削条件適正化手段では、切削抵抗力シミュレーション手段によって作成された切削抵抗力情報を用いることにより、高速に切削条件の適正化を行うことができる。
更に、前記加工パターン情報は、工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることにより、幅広い切削加工に適用することができる。
前記加工パターン情報は、前記工具経路情報を用いて算出することが可能であるが、前記工具情報も用いることで正確な加工形状を算出することができる。
切削条件適正化装置1は、制御部3、記憶部5、メディア入出力部7、通信制御部9、入力部11、表示部13、周辺機器I/F部15等が、バス17と介して接続される。
ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、揮発性メモリであり、記憶部5、ROM、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部3が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
これらの各プログラムコードは、制御部3により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。
入力部11を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
図2は、切削条件適正化装置1の概略構成図である。
そして、切削抵抗力シミュレーション手段21は、工具情報、被削材情報、切削条件情報、加工パターン情報の入力手段25、切削抵抗力情報の作成手段27、切削抵抗力情報を保持する保持手段としての切削抵抗力データベース29を備える。
また、切削条件適正化手段23は、工具経路情報の入力手段31、加工パターンの算出手段33、工具情報、被削材情報、切削条件情報の入力手段37、切削抵抗力の予測手段39、切削条件情報の調整手段41、適正切削条件情報の出力手段43を備える。
図3は、切削抵抗力シミュレーション手段21で用いるモデルの概要図である。
そして、切削に関与する微小切れ刃要素全てに対し、微小切削抵抗力Fiを求めて、それらを合算することで、工具にかかる切削抵抗力Fを求める。
工具軸は、地表と垂直方向である。一方、送り方向は、工具51の進行方向であり、工具軸方向と送り方向のなす角度をθで表す。θによって、送り方向における工具51から見た被削材の傾斜の度合いが分かる。
一般的な工具経路は、まず送り方向のプラス方向に切削しながら進んだ場合、被削材53との接触が終了すると、送り方向と直角の方向に少しずれた後(ピックフィードと言う)、送り方向のマイナス方向に切削しながら進む。同様に、被削材53との接触が終了すると、送り方向と直角の方向に少しずれた後、送り方向のプラス方向に切削しながら進む。これを繰り返すことにより、被削材の全体を交互に向きを変えながら切削していくことになる。
ピックフィード方向は、工具51の進行方向と直角の方向であり、工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度をφで表す。φによって、ピックフィード方向における工具51から見た被削材の傾斜の度合いが分かる。
そして、θが90度、φが90度の加工パターンを基準とし、そのときの切削抵抗力を基準切削抵抗力Fsと定めた。
さらに、任意の加工パターンにおける切削抵抗力F{θ,φ}を基準切削抵抗力Fsで表現するため、切削抵抗力の変化係数αを導入した。すなわち、F{θ,φ}=Fs・α(式2)と定めた。
基準切削抵抗力データ101は、工具情報103、被削材情報105、切削条件情報107、基準切削抵抗力127等を有する。
寸法109は、例えば、工具径や刃長等の数値である。
材質111は、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(Cubic Boron Nitride:cBN)、超硬合金、サーメット、セラミックス、セラミックコーティング等である。
切れ刃形状113は、例えば、エンドミルであれば、スクエア、ボール、ブルノーズ等である。フラットは、切れ刃の底部が平面であるもの、ボールは、切れ刃の底部が球面であるもの、ブルノーズは、切れ刃の底部の角が円弧に施されたものである。
硬度115は、物質の硬さの程度を表す尺度であり、例えば、適当な硬度計を使用して測定した値である。
材種117は、例えば、被削材の組成や、熱処理の可否等である。
送り速度121は、工具と被削材との相対的移動速度である。
ピックフィード量123は、工具進行方向と直角の方向における工具が被削材に切り込んでいる深さである。
主軸回転速度125は、工具主軸の回転速度である。
基準切削抵抗力127は、工具情報103、被削材情報105、切削条件情報107ごとに決まる。
切削抵抗力の変化係数データ201は、加工パターン情報203、切削抵抗力の変化係数209等を有する。
工具軸方向と送り方向とのなす角度205は、前述した図4に示すθである。
工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度207は、前述した図5に示すφである。
切削抵抗力の変化係数209は、基準切削抵抗力データ101と加工パターン情報203ごとに決まる。すなわち、基準切削抵抗力データ101と切削抵抗力の変化係数データ201は、1対nの関係となる。
図8に示すように、制御部3は、工具情報103、被削材情報105、切削条件情報107、加工パターン情報203を入力する(ステップ301)。ここで、加工パターン情報203は、あらゆる加工パターンを含む。
終了していない場合、ステップ303から繰り返す。
終了している場合、ステップ306に進む。
図9に示すように、制御部3は、工具経路情報を入力する(ステップ401)。ここで、工具経路情報は、複数の工具経路区間に分割されている。
所定の範囲内でない場合、切削条件を調整し(ステップ407)、ステップ405から繰り返す。切削条件の調整は、例えば、送り速度を、fn=f・Fs/F{θ,φ}=f/α(式3)に従って調整することにより行う。ここで、fnは調整後の送り速度(m/min)であり、fは調整前の送り速度(m/min)である。
所定の範囲内である場合、ステップ408に進む。
終了していない場合、ステップ404から繰り返す。尚、ステップ405における切削抵抗力の予測は、調整後の送り速度を用いる。
終了している場合、ステップ409に進む。
また、本発明の実施の形態は、加工パターン情報203を工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度とすることで、適用する工具に限定がなく、幅広い切削加工に適用できる。
更に、事前に切削抵抗力データベース29を作成することで、切削条件適正化処理を高速に行うことが可能となる。
3………制御部
5………記憶部
7………メディア入出力部
9………通信制御部
11………入力部
13………表示部
15………周辺機器I/F部
17………バス
19………ネットワーク
21………切削抵抗力シミュレーション手段
23………切削条件適正化手段
25………工具情報、被削材情報、切削条件情報、加工パターン情報の入力手段
27………切削抵抗力情報の作成手段
29………切削抵抗力データベース
31………工具経路情報の入力手段
33………加工パターンの算出手段
35………加工パターン情報
37………工具情報、被削材情報、切削条件情報の入力手段
39………切削抵抗力の予測手段
41………切削条件の調整手段
43………適正切削条件の出力手段
45………適正切削条件情報
51………工具
53………被削材
Claims (9)
- 切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成する切削抵抗力シミュレーション手段と、
前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整する切削条件適正化手段と、
を具備することを特徴とする切削条件適正化装置。 - 前記切削抵抗力シミュレーション手段は、
工具情報、被削材情報、前記切削条件情報及び加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力を算出して前記切削抵抗力情報を作成する作成手段と、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力情報を保持する保持手段と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の切削条件適正化装置。 - 前記切削条件適正化手段は、
工具経路情報を基に加工形状のシミュレーションを行い、前記加工パターン情報を算出する算出手段と、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記算出手段で算出された前記加工パターン情報に係る前記保持手段に保持された前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力を予測する予測手段と、
予測された前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように前記切削条件情報を適正な値に調整する調整手段と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の切削条件適正化装置。 - 前記加工パターン情報は、
工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の切削条件適正化装置。 - 切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成するステップと、
前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整するステップと、
を含むことを特徴とする切削条件適正化方法。 - 前記切削抵抗力情報を作成するステップは、
工具情報、被削材情報、前記切削条件情報及び加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力を算出して前記切削抵抗力情報を作成するステップと、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力情報を保持するステップと、
を含むことを特徴とする請求項5に記載の切削条件適正化方法。 - 前記切削条件情報を適正な値に調整するステップは、
工具経路情報を基に加工形状のシミュレーションを行い、前記加工パターン情報を算出するステップと、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記算出手段で算出された前記加工パターン情報に係る前記保持手段に保持された前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力を予測するステップと、
予測された前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように前記切削条件情報を適正な値に調整するステップと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の切削条件適正化方法。 - 前記加工パターン情報は、
工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の切削条件適正化方法。 - コンピュータを請求項1から請求項4のいずれかに記載の切削条件適正化装置として機能させるプログラム。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009141986A1 (ja) | 2008-05-22 | 2009-11-26 | ダイナエアー株式会社 | 調湿装置 |
JP2011161566A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Hitachi Via Mechanics Ltd | 長穴加工方法、穴明装置並びにプログラム |
JP2013027944A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Jtekt Corp | 切削条件設定装置 |
JP2014186371A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Fanuc Ltd | 切削条件表示装置 |
WO2015141545A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 三菱重工業株式会社 | 工作機械切削条件最適化装置及び方法 |
JP2016097491A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | ファナック株式会社 | 切削条件変更機能を有する工作機械を制御する制御装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000084794A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-28 | Makino Milling Mach Co Ltd | 加工処理装置 |
JP2002233930A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-08-20 | Yoshiaki Kakino | Ncプログラムの作成方法、ncプログラムの作成装置及び記録媒体 |
JP2003263208A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Yoshiaki Kakino | Ncプログラムの作成方法、nc装置及びコンピュータプログラム |
JP2006068901A (ja) * | 2005-11-16 | 2006-03-16 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工作機械の制御装置 |
-
2006
- 2006-11-28 JP JP2006320308A patent/JP4923981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000084794A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-28 | Makino Milling Mach Co Ltd | 加工処理装置 |
JP2002233930A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-08-20 | Yoshiaki Kakino | Ncプログラムの作成方法、ncプログラムの作成装置及び記録媒体 |
JP2003263208A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Yoshiaki Kakino | Ncプログラムの作成方法、nc装置及びコンピュータプログラム |
JP2006068901A (ja) * | 2005-11-16 | 2006-03-16 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工作機械の制御装置 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009141986A1 (ja) | 2008-05-22 | 2009-11-26 | ダイナエアー株式会社 | 調湿装置 |
JP2011161566A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Hitachi Via Mechanics Ltd | 長穴加工方法、穴明装置並びにプログラム |
JP2013027944A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Jtekt Corp | 切削条件設定装置 |
JP2014186371A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Fanuc Ltd | 切削条件表示装置 |
US9665085B2 (en) | 2013-03-21 | 2017-05-30 | Fanuc Corporation | Cutting condition and tool life display device for a numerical controller |
WO2015141545A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 三菱重工業株式会社 | 工作機械切削条件最適化装置及び方法 |
JP2016097491A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | ファナック株式会社 | 切削条件変更機能を有する工作機械を制御する制御装置 |
CN105629887A (zh) * | 2014-11-26 | 2016-06-01 | 发那科株式会社 | 控制具有切削条件变更功能的机床的控制装置 |
US9989957B2 (en) | 2014-11-26 | 2018-06-05 | Fanuc Corporation | Controller for controlling machine tool having cutting condition change function |
CN105629887B (zh) * | 2014-11-26 | 2018-07-03 | 发那科株式会社 | 控制具有切削条件变更功能的机床的控制装置 |
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