JP2661942B2 - Ｎｃデータ作成装置 - Google Patents
Ｎｃデータ作成装置Info
- Publication number
- JP2661942B2 JP2661942B2 JP4167388A JP4167388A JP2661942B2 JP 2661942 B2 JP2661942 B2 JP 2661942B2 JP 4167388 A JP4167388 A JP 4167388A JP 4167388 A JP4167388 A JP 4167388A JP 2661942 B2 JP2661942 B2 JP 2661942B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- cutting
- axis
- workpiece
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36293—Set feed and speed for specified tool, workpiece as function of ratio cutting force, speed
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49369—Minimize machining time by maximizing feed, speed
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、立体加工のNCデータを作成する装置に関す
る。
る。
従来、立体加工を行う場合には、工作物を工作物テー
ブルに固定して、ボールエンドミル等の工具と工作物を
相対的に３次元に移動させながら加工している。 そして、工作物の固定の方法によっては、加工の方
向、切削条件を変更しなければならなくなるが、実際の
加工の場においては、作業者がテスト切削等を行ってか
ら決定していた。
ブルに固定して、ボールエンドミル等の工具と工作物を
相対的に３次元に移動させながら加工している。 そして、工作物の固定の方法によっては、加工の方
向、切削条件を変更しなければならなくなるが、実際の
加工の場においては、作業者がテスト切削等を行ってか
ら決定していた。
加工領域を加工するための工具径路を予め決めておき
工作物の固定方法を決定した後においては、切削力が固
定力を上回るような方向には、工作物が切削力により移
動するため加工できない。このため、作業者は、実際の
加工に先立ち、工具径路に沿ってテスト切削を行って切
削条件である工具の回転数及び送り速度を決定してい
た。このように、現状には経験を必要とし、多くの時間
を費やす無駄な作業が有り自動化、無人化の妨げとなっ
ていた。
工作物の固定方法を決定した後においては、切削力が固
定力を上回るような方向には、工作物が切削力により移
動するため加工できない。このため、作業者は、実際の
加工に先立ち、工具径路に沿ってテスト切削を行って切
削条件である工具の回転数及び送り速度を決定してい
た。このように、現状には経験を必要とし、多くの時間
を費やす無駄な作業が有り自動化、無人化の妨げとなっ
ていた。
上記課題を解決するための発明の構成は、第１図にそ
の概念を示すように、工作物を回転工具により立体加工
する工作機械のNCデータを作成する装置において、工具
径路パターンを記憶した径路パターン記憶手段と、各座
標軸方向に沿って基準切削条件で加工する場合の切削力
を各軸基準切削力として記憶した基準切削力記憶手段
と、工作物を固定する固定力情報を記憶した固定力情報
記憶手段と、前記固定力情報から各座標軸方向毎の固定
力の総和を各軸固定力として演算する固定力演算手段
と、各座標軸方向毎の前記各軸基準切削力に対する前記
各軸固定力の比を各軸補正係数として演算する補正係数
演算手段と、切削力を決定する工具及び工作物に関する
属性情報を記憶した属性情報記憶手段と、各座標軸方向
に沿って工作物を指令された工具で加工する時に前記各
軸基準切削力を生じるに必要な切削条件である工具の回
転数及び送り速度を前記属性情報から演算する切削条件
演算手段と、前記切削条件演算手段により演算された工
具の回転数及び送り速度を前記各軸補正係数と前記工具
径路パターンに沿った方向に基づいて補正して、加工時
の切削条件となる工具の回転数及び送り速度を演算する
加工時切削条件演算手段と、前記加工時切削条件演算手
段により演算された切削条件と前記工具径路パターンに
従ってNCデータを生成するNCデータ生成手段とを備えた
ことである。
の概念を示すように、工作物を回転工具により立体加工
する工作機械のNCデータを作成する装置において、工具
径路パターンを記憶した径路パターン記憶手段と、各座
標軸方向に沿って基準切削条件で加工する場合の切削力
を各軸基準切削力として記憶した基準切削力記憶手段
と、工作物を固定する固定力情報を記憶した固定力情報
記憶手段と、前記固定力情報から各座標軸方向毎の固定
力の総和を各軸固定力として演算する固定力演算手段
と、各座標軸方向毎の前記各軸基準切削力に対する前記
各軸固定力の比を各軸補正係数として演算する補正係数
演算手段と、切削力を決定する工具及び工作物に関する
属性情報を記憶した属性情報記憶手段と、各座標軸方向
に沿って工作物を指令された工具で加工する時に前記各
軸基準切削力を生じるに必要な切削条件である工具の回
転数及び送り速度を前記属性情報から演算する切削条件
演算手段と、前記切削条件演算手段により演算された工
具の回転数及び送り速度を前記各軸補正係数と前記工具
径路パターンに沿った方向に基づいて補正して、加工時
の切削条件となる工具の回転数及び送り速度を演算する
加工時切削条件演算手段と、前記加工時切削条件演算手
段により演算された切削条件と前記工具径路パターンに
従ってNCデータを生成するNCデータ生成手段とを備えた
ことである。
固定力情報記憶手段から固定力情報が読み出され、固
定力演算手段に入力される。固定力演算手段により演算
された各軸固定力と、基準切削力記憶手段から読み出さ
れた各軸基準切削力が、補正係数演算手段に入力され
る。補正係数演算手段により各軸基準切削力に対する各
軸固定力の比として各軸補正係数が演算される。一方属
性情報記憶手段から属性情報が読み出され、切削条件演
算手段に入力される。切削条件演算手段により各座標軸
方向に沿って指令された工作物を指令された工具で加工
する時の各軸基準切削力を生じるに必要な切削条件であ
る工具の回転数及び送り速度が演算される。この工具の
回転数及び送り速度と、補正係数演算手段により演算さ
れた各軸補正係数とから径路パターン記憶手段に記憶さ
れた工具径路パターンに沿った方向に基づいて、加工時
切削条件演算手段により加工時の切削条件となる工具の
回転数及び送り速度が演算される。そして演算された工
具の回転数及び送り速度がNCデータ生成手段に入力され
工具径路パターンに従ってNCデータが生成される。
定力演算手段に入力される。固定力演算手段により演算
された各軸固定力と、基準切削力記憶手段から読み出さ
れた各軸基準切削力が、補正係数演算手段に入力され
る。補正係数演算手段により各軸基準切削力に対する各
軸固定力の比として各軸補正係数が演算される。一方属
性情報記憶手段から属性情報が読み出され、切削条件演
算手段に入力される。切削条件演算手段により各座標軸
方向に沿って指令された工作物を指令された工具で加工
する時の各軸基準切削力を生じるに必要な切削条件であ
る工具の回転数及び送り速度が演算される。この工具の
回転数及び送り速度と、補正係数演算手段により演算さ
れた各軸補正係数とから径路パターン記憶手段に記憶さ
れた工具径路パターンに沿った方向に基づいて、加工時
切削条件演算手段により加工時の切削条件となる工具の
回転数及び送り速度が演算される。そして演算された工
具の回転数及び送り速度がNCデータ生成手段に入力され
工具径路パターンに従ってNCデータが生成される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
２図において10は数値制御装置であり、この数値制御装
置10には、サーボモータ駆動回路DUX,DUY,DUZ,シーケン
スコントローラ11が図略のインタフェースを介して接続
されている。 一方、20は前記構成の数値制御装置によって制御され
るマシニングセンタ形の工作機械であり、前記サーボモ
ータ駆動回路DUX,DUY,DUZのそれぞれによって駆動され
るサーボモータ22,21,23の回転によって、工作物Ｗを支
持する工作物テーブル25と、主軸モータSMによって駆動
される主軸26を軸架する主軸ヘッド24との間の相対位置
が３次元的に変更される。また、27は複数種類の工具を
保持する工具マガジンであり、図略のマガジン割出装置
と工具交換装置28とによって工具マガジン27内の工具が
選択的に主軸26に装着されて工作物Ｗの加工が行われ
る。 又、シーケンスコントローラ11には、コンピュータ12
と主軸モータSMの回転数を制御する主軸モータ駆動回路
15とが接続されている。このコンピュータ12はマイクロ
プロセッサ12a、クロック信号発生回路12b、ROM12c、RA
M12d、固定ディスク12e、インタフェース12f,12g,12hに
よって主に構成され、インタフェース12hにはキーボー
ド14とCRT表示装置13が接続されている。 又、コンピュータ12の固定ディスク12e内には、工具
径路パターン、各座標軸及び方向毎の基準切削力情報、
各種の属性情報及び種々の固定力情報が記憶される。例
えば、第３図（ａ）に示すように、径路パターンを特定
するパターン番号毎に、パターンとそのパターンで加工
した時の加工精度とを記憶した工具径路パターンファイ
ルと、第３図（ｂ）に示すように、各座標軸及び方向毎
の各軸基準切削力を工具による工作物切削時における工
作物と工具との位置関係（以下、干渉という）の態様毎
に記憶した基準切削力情報ファイルと、第３図（ｃ）に
示すように、ｎ種の固定箇所と固定方法と各固定方法で
固定した時の固定力とを記憶した固定力情報ファイル
と、第３図（ｄ）に示すように、加工領域を特定する加
工領域番号毎に、加工領域の寸法値と、寸法精度、面積
度等の品質評価値と、その他、加工種類、工作物の材
質、工作物と工具との干渉の態様等を記憶した図面情報
ファイルと、第３図（ｅ）に示すように、工具を特定す
る工具番号毎に、工具径、工具長、セッティング長等の
寸法値と、加工精度等の品質評価値と、属性情報、その
他工具種類等を記憶した工具情報ファイルと、第３図
（ｆ）に示すように、工作物を特定する工作物番号毎
に、工作物の材質、仕上げの種類、属性情報等を記憶し
た工作物情報ファイルとが形成されている。 次に、MPU12aの処理手順を第４図のフローチャートに
基づいて説明する。 ステップ100〜106は固定ディスク12eに第３図に示す
各データファイルを形成するためのステップである。ス
テップ100で第３図（ａ）に示す工具径路パターンを、
ステップ102で第３図（ｂ）に示す各軸方向毎の基準切
削力情報を、ステップ104で各軸固定力を演算するため
の第３図（ｃ）に示す固定力情報を、ステップ106で工
作物及び工具に関する属性情報を含む第３図（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）に示すデータを加工領域番号、工具番
号、工作物番号毎に、それぞれ、キーボード14から固定
ディスク12eに入力する。このように、一度、固定ディ
スク12eに第３図に示すようなデータファイルが作成さ
れた後のNCデータを作成する場合には、ステップ108以
下の実際の加工態様を特定するためのパターン番号、固
定方法、加工領域番号、工具番号、工作物番号等の入力
処理から実行される。 ステップ108で実際の加工時における各軸固定力を演
算するに必要な実際の固定方法を指定した情報を、ステ
ップ110で実際の加工態様における各軸基準切削力の選
択及び切削条件の演算に必要な加工領域番号、工具番
号、工作物番号等の情報を、ステップ112で実際の加工
時の径路パターンを特定するパターン番号を、それぞ
れ、キーボード14からRAM12dに入力する。 次にステップ114に移行して、ステップ108により指定
された加工時の固定方法に対応して、第３図（ｃ）に示
す固定力情報ファイルから各固定力が検索され、その各
固定力から後述するような方法により実際の加工時の各
軸方向の固定力の総和が各軸固定力として演算される。
各軸固定力は各座標軸方向の実際の固定力であり、実際
の加工時の切削力の各座標成分が、各軸固定力以上とな
る場合には、工作物が移動するため切削が不可能とな
る。 ここで、各軸方向毎の固定力の総和の算出について、
第５図を用いて説明する。 工作物Ｗは、工作物テーブル25上に第５図のように固
定されている。31,32,33は工作物テーブル25上に植設さ
れた工作物位置決めピンであり、工作物Ｗは、工作物位
置決めピン31,32,33に、それぞれA,B,C点で当接させた
後、工作物押え板34,35のそれぞれP,Q点にて、工作物Ｗ
と略同じ高さの補助ブロック36,37を利用して、工作物
テーブル25上にボルト38,39とナット40,41を使用し押え
付け固定される。 このように固定されることにより、工作物Ｗには、第
５図のA,B,C,P,Q,S各点に図示されたように、X,Y,Z各軸
の（＋）と（−）方向に各軸方向毎の固定力が発生す
る。したがって、X,Y,Z各軸の（＋）と（−）方向の各
軸固定力（各軸方向毎の固定力の総和）FF+X,FF-X,F
F+Y,FF-Y,FF+Z,FF-Zは、 FF+X＝FF＋X,A＋FF＋X,B＋FF＋X,P＋FF＋X,Q FF-X＝FF−X,P＋FF−X,Q FF+Y＝FF＋Y,C＋FF＋Y,P＋FF＋Y,Q FF-Y＝FF−Y,P＋FF−Y,Q FF+Z＝FF＋Z,S FF-Z＝FF−Z,P＋FF−Z,Q として求められる。 次にステップ116に移行して、ステップ110で入力され
た加工領域番号により第３図（ｄ）に示す図面情報ファ
イルから工作物と工具との干渉態様を検索し、その干渉
態様により第３図（ｂ）に示す基準切削力情報ファイル
よりその干渉態様に対応した各軸基準切削力を検索す
る。この各軸基準切削力は所定の干渉態様状態におい
て、各座標軸方向に基準工具により基準回転数S0と基準
送り速度F0で基準工作物を加工する時に発生する切削力
と定義される。又、その各軸基準切削力は工具の回転方
向と送り方向との関係から座標軸に対する向きにより異
なる。そして、その各軸基準切削力に対するステップ11
4で演算された各軸固定力との比を各軸補正係数として
演算する。 即ち、上述した固定力の総和と、X,Y,Z各軸の（＋）
と（−）方向毎に対応した基準切削力とにより、次式に
て求められる。 （補正係数）＝（固定力の総和）／（基準切削力） つまり、補正係数をβ＋X,i，β−X,i，β＋Y,i，β
−Y,i，β＋Z,i，β−Z,i（ｉ＝1,2,…）とすると、 として求められる。 ここで、補正係数がX,Y,Z各軸の（＋）と（−）方向
毎に複数存在するのは，工作物と工具の干渉状態が複数
存在することにより、その基準切削力が複数存在するか
らである。 次にステップ118に移行して、ステップ110で指定され
た工具番号より第３図（ｅ）の工具情報ファイルから工
具番号に対応した工具回転数係数α1Sと工具送り速度係
数α1fとが検索される。又、ステップ110で指定された
工作物番号より第３図（ｆ）の工作物情報ファイルから
工作物番号に対応した工作物回転数係数α2Sと工作物送
り速度係数α2fが検索される。指定工具で指定工作物を
切削する実際の加工状態の場合には、干渉状態が同じで
も上記の各軸基準切削力を生じるような工具の回転数SS
や送り速度FFは、基準回転数S0と基準送り速度F0から変
移する。例えば、工作物材質が柔らかく、工具材質が硬
く、工具径が小さい程、各軸基準切削力を生じるに必要
な工具の回転数と送り速度は大きくすることが可能とな
る。従って、工具回転数係数α1Sと工具送り速度係数α
1fは工具の形状や性質に依存し、工作物回転数係数α2S
と工作物送り速度係数α2fは工作物の性質に依存して変
化する係数となる。そして、工具回転数係数α1Sと工具
送り速度係数α1fは、指定工具を用いて基準加工物体を
各軸基準切削力で切削する場合の工具の回転数SSの基準
回転数S0に対する比と送り速度FFの基準送り速度F0に対
する比でそれぞれ定義される。また、工作物回転数係数
α2Sと工作物送り速度係数α2fは基準工具を用いて指定
加工物体を各軸基準切削力で切削する場合の工具の回転
数SSの基準回転数S0に対する比と送り速度FFの基準送り
速度F0に対する比でそれぞれ定義される。 従って、指定工作物を指定工具を用いて各軸基準切削
力で加工する場合の工具の回転数SSと送り速度FFは次式
で演算することができる。 SS＝α1S.α2S.S0 ……（１） FF＝α1F.α2F.F0 ……（２） 次にステップ120に移行して、指定された径路パター
ンに従って各径路位置において最適な工具の回転数Ｓと
送り速度Ｆとが演算される。即ち、径路パターン上の任
意点において切削方向（X,Y,Z座標軸に対する方向余弦
l,m,nで付与される）と径路パターンと加工領域とから
その径路位置における干渉態様が決定される。そして、
ステップ116で演算された各干渉態様毎の各軸補正係数
から特定された干渉状態の各軸補正係数が選択され、そ
の位置の方向余弦をその各軸補正係数で割った値、l/β
X,i,m/βY,i,n/βZ,iが演算され、その値が最も大きく
なる場合の補正係数が選択される。即ち、実際の加工時
にとり得る最大の切削力は、径路パターンに沿って切削
するとき、切削力の各座標成分の各軸固定力に対する割
合が最も大きくなる座標の固定力により制限される。そ
の選択された方向余弦と補正係数との比をw/βと表現す
ると、実際の加工時にとり得る最大の回転数Ｓと送り速
度Ｆは次式により求められる。 Ｓ＝SS.β/W＝α1S.α2S.S0.β/W ……（３） Ｆ＝FF.β/W＝α1F.α2F.F0.β/W ……（４） そして、ステップ122に移行して、図面情報から決定
される切削モード、即ち、荒切削、仕上切削等のモード
により制限される工具の回転数、送り速度を考慮して、
最終的にその切削モードで切削可能な工具の最大回転数
及び最大送り速度が決定され、ステップ1/2にて指定さ
れた工具径路パターンに従って、NCデータが生成され本
プログラムが終了する。
２図において10は数値制御装置であり、この数値制御装
置10には、サーボモータ駆動回路DUX,DUY,DUZ,シーケン
スコントローラ11が図略のインタフェースを介して接続
されている。 一方、20は前記構成の数値制御装置によって制御され
るマシニングセンタ形の工作機械であり、前記サーボモ
ータ駆動回路DUX,DUY,DUZのそれぞれによって駆動され
るサーボモータ22,21,23の回転によって、工作物Ｗを支
持する工作物テーブル25と、主軸モータSMによって駆動
される主軸26を軸架する主軸ヘッド24との間の相対位置
が３次元的に変更される。また、27は複数種類の工具を
保持する工具マガジンであり、図略のマガジン割出装置
と工具交換装置28とによって工具マガジン27内の工具が
選択的に主軸26に装着されて工作物Ｗの加工が行われ
る。 又、シーケンスコントローラ11には、コンピュータ12
と主軸モータSMの回転数を制御する主軸モータ駆動回路
15とが接続されている。このコンピュータ12はマイクロ
プロセッサ12a、クロック信号発生回路12b、ROM12c、RA
M12d、固定ディスク12e、インタフェース12f,12g,12hに
よって主に構成され、インタフェース12hにはキーボー
ド14とCRT表示装置13が接続されている。 又、コンピュータ12の固定ディスク12e内には、工具
径路パターン、各座標軸及び方向毎の基準切削力情報、
各種の属性情報及び種々の固定力情報が記憶される。例
えば、第３図（ａ）に示すように、径路パターンを特定
するパターン番号毎に、パターンとそのパターンで加工
した時の加工精度とを記憶した工具径路パターンファイ
ルと、第３図（ｂ）に示すように、各座標軸及び方向毎
の各軸基準切削力を工具による工作物切削時における工
作物と工具との位置関係（以下、干渉という）の態様毎
に記憶した基準切削力情報ファイルと、第３図（ｃ）に
示すように、ｎ種の固定箇所と固定方法と各固定方法で
固定した時の固定力とを記憶した固定力情報ファイル
と、第３図（ｄ）に示すように、加工領域を特定する加
工領域番号毎に、加工領域の寸法値と、寸法精度、面積
度等の品質評価値と、その他、加工種類、工作物の材
質、工作物と工具との干渉の態様等を記憶した図面情報
ファイルと、第３図（ｅ）に示すように、工具を特定す
る工具番号毎に、工具径、工具長、セッティング長等の
寸法値と、加工精度等の品質評価値と、属性情報、その
他工具種類等を記憶した工具情報ファイルと、第３図
（ｆ）に示すように、工作物を特定する工作物番号毎
に、工作物の材質、仕上げの種類、属性情報等を記憶し
た工作物情報ファイルとが形成されている。 次に、MPU12aの処理手順を第４図のフローチャートに
基づいて説明する。 ステップ100〜106は固定ディスク12eに第３図に示す
各データファイルを形成するためのステップである。ス
テップ100で第３図（ａ）に示す工具径路パターンを、
ステップ102で第３図（ｂ）に示す各軸方向毎の基準切
削力情報を、ステップ104で各軸固定力を演算するため
の第３図（ｃ）に示す固定力情報を、ステップ106で工
作物及び工具に関する属性情報を含む第３図（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）に示すデータを加工領域番号、工具番
号、工作物番号毎に、それぞれ、キーボード14から固定
ディスク12eに入力する。このように、一度、固定ディ
スク12eに第３図に示すようなデータファイルが作成さ
れた後のNCデータを作成する場合には、ステップ108以
下の実際の加工態様を特定するためのパターン番号、固
定方法、加工領域番号、工具番号、工作物番号等の入力
処理から実行される。 ステップ108で実際の加工時における各軸固定力を演
算するに必要な実際の固定方法を指定した情報を、ステ
ップ110で実際の加工態様における各軸基準切削力の選
択及び切削条件の演算に必要な加工領域番号、工具番
号、工作物番号等の情報を、ステップ112で実際の加工
時の径路パターンを特定するパターン番号を、それぞ
れ、キーボード14からRAM12dに入力する。 次にステップ114に移行して、ステップ108により指定
された加工時の固定方法に対応して、第３図（ｃ）に示
す固定力情報ファイルから各固定力が検索され、その各
固定力から後述するような方法により実際の加工時の各
軸方向の固定力の総和が各軸固定力として演算される。
各軸固定力は各座標軸方向の実際の固定力であり、実際
の加工時の切削力の各座標成分が、各軸固定力以上とな
る場合には、工作物が移動するため切削が不可能とな
る。 ここで、各軸方向毎の固定力の総和の算出について、
第５図を用いて説明する。 工作物Ｗは、工作物テーブル25上に第５図のように固
定されている。31,32,33は工作物テーブル25上に植設さ
れた工作物位置決めピンであり、工作物Ｗは、工作物位
置決めピン31,32,33に、それぞれA,B,C点で当接させた
後、工作物押え板34,35のそれぞれP,Q点にて、工作物Ｗ
と略同じ高さの補助ブロック36,37を利用して、工作物
テーブル25上にボルト38,39とナット40,41を使用し押え
付け固定される。 このように固定されることにより、工作物Ｗには、第
５図のA,B,C,P,Q,S各点に図示されたように、X,Y,Z各軸
の（＋）と（−）方向に各軸方向毎の固定力が発生す
る。したがって、X,Y,Z各軸の（＋）と（−）方向の各
軸固定力（各軸方向毎の固定力の総和）FF+X,FF-X,F
F+Y,FF-Y,FF+Z,FF-Zは、 FF+X＝FF＋X,A＋FF＋X,B＋FF＋X,P＋FF＋X,Q FF-X＝FF−X,P＋FF−X,Q FF+Y＝FF＋Y,C＋FF＋Y,P＋FF＋Y,Q FF-Y＝FF−Y,P＋FF−Y,Q FF+Z＝FF＋Z,S FF-Z＝FF−Z,P＋FF−Z,Q として求められる。 次にステップ116に移行して、ステップ110で入力され
た加工領域番号により第３図（ｄ）に示す図面情報ファ
イルから工作物と工具との干渉態様を検索し、その干渉
態様により第３図（ｂ）に示す基準切削力情報ファイル
よりその干渉態様に対応した各軸基準切削力を検索す
る。この各軸基準切削力は所定の干渉態様状態におい
て、各座標軸方向に基準工具により基準回転数S0と基準
送り速度F0で基準工作物を加工する時に発生する切削力
と定義される。又、その各軸基準切削力は工具の回転方
向と送り方向との関係から座標軸に対する向きにより異
なる。そして、その各軸基準切削力に対するステップ11
4で演算された各軸固定力との比を各軸補正係数として
演算する。 即ち、上述した固定力の総和と、X,Y,Z各軸の（＋）
と（−）方向毎に対応した基準切削力とにより、次式に
て求められる。 （補正係数）＝（固定力の総和）／（基準切削力） つまり、補正係数をβ＋X,i，β−X,i，β＋Y,i，β
−Y,i，β＋Z,i，β−Z,i（ｉ＝1,2,…）とすると、 として求められる。 ここで、補正係数がX,Y,Z各軸の（＋）と（−）方向
毎に複数存在するのは，工作物と工具の干渉状態が複数
存在することにより、その基準切削力が複数存在するか
らである。 次にステップ118に移行して、ステップ110で指定され
た工具番号より第３図（ｅ）の工具情報ファイルから工
具番号に対応した工具回転数係数α1Sと工具送り速度係
数α1fとが検索される。又、ステップ110で指定された
工作物番号より第３図（ｆ）の工作物情報ファイルから
工作物番号に対応した工作物回転数係数α2Sと工作物送
り速度係数α2fが検索される。指定工具で指定工作物を
切削する実際の加工状態の場合には、干渉状態が同じで
も上記の各軸基準切削力を生じるような工具の回転数SS
や送り速度FFは、基準回転数S0と基準送り速度F0から変
移する。例えば、工作物材質が柔らかく、工具材質が硬
く、工具径が小さい程、各軸基準切削力を生じるに必要
な工具の回転数と送り速度は大きくすることが可能とな
る。従って、工具回転数係数α1Sと工具送り速度係数α
1fは工具の形状や性質に依存し、工作物回転数係数α2S
と工作物送り速度係数α2fは工作物の性質に依存して変
化する係数となる。そして、工具回転数係数α1Sと工具
送り速度係数α1fは、指定工具を用いて基準加工物体を
各軸基準切削力で切削する場合の工具の回転数SSの基準
回転数S0に対する比と送り速度FFの基準送り速度F0に対
する比でそれぞれ定義される。また、工作物回転数係数
α2Sと工作物送り速度係数α2fは基準工具を用いて指定
加工物体を各軸基準切削力で切削する場合の工具の回転
数SSの基準回転数S0に対する比と送り速度FFの基準送り
速度F0に対する比でそれぞれ定義される。 従って、指定工作物を指定工具を用いて各軸基準切削
力で加工する場合の工具の回転数SSと送り速度FFは次式
で演算することができる。 SS＝α1S.α2S.S0 ……（１） FF＝α1F.α2F.F0 ……（２） 次にステップ120に移行して、指定された径路パター
ンに従って各径路位置において最適な工具の回転数Ｓと
送り速度Ｆとが演算される。即ち、径路パターン上の任
意点において切削方向（X,Y,Z座標軸に対する方向余弦
l,m,nで付与される）と径路パターンと加工領域とから
その径路位置における干渉態様が決定される。そして、
ステップ116で演算された各干渉態様毎の各軸補正係数
から特定された干渉状態の各軸補正係数が選択され、そ
の位置の方向余弦をその各軸補正係数で割った値、l/β
X,i,m/βY,i,n/βZ,iが演算され、その値が最も大きく
なる場合の補正係数が選択される。即ち、実際の加工時
にとり得る最大の切削力は、径路パターンに沿って切削
するとき、切削力の各座標成分の各軸固定力に対する割
合が最も大きくなる座標の固定力により制限される。そ
の選択された方向余弦と補正係数との比をw/βと表現す
ると、実際の加工時にとり得る最大の回転数Ｓと送り速
度Ｆは次式により求められる。 Ｓ＝SS.β/W＝α1S.α2S.S0.β/W ……（３） Ｆ＝FF.β/W＝α1F.α2F.F0.β/W ……（４） そして、ステップ122に移行して、図面情報から決定
される切削モード、即ち、荒切削、仕上切削等のモード
により制限される工具の回転数、送り速度を考慮して、
最終的にその切削モードで切削可能な工具の最大回転数
及び最大送り速度が決定され、ステップ1/2にて指定さ
れた工具径路パターンに従って、NCデータが生成され本
プログラムが終了する。
【発明の効果】 本発明は、各座標軸方向の各軸固定力を演算し、その
各軸固定力と基準工作物を基準工具を用いて基準回転数
及び基準送り速度で加工した時の各座標軸方向に発生す
る各軸基準切削力との比を補正係数として演算し、基準
回転数及び基準送り速度を指定工作物及び指定工具によ
り補正した値と、前記補正係数と、径路パターンによる
加工方向とから実際の加工時にとり得る最大の工具の回
転数と送り速度を求めて、そのデータに基づきNCデータ
を作成するようにしているので、従来の、作業者が実際
の加工に先立ち、工具径路に沿ってテスト切削を行って
切削条件である工具の回転数及び送り速度を決定すると
いう煩雑さが解消される。また、自動作成されるNCデー
タは、可能な範囲で高速の回転数と送り速度とが設定さ
れるため、加工時間が短縮され効率の良い加工が行われ
るという効果がある。
各軸固定力と基準工作物を基準工具を用いて基準回転数
及び基準送り速度で加工した時の各座標軸方向に発生す
る各軸基準切削力との比を補正係数として演算し、基準
回転数及び基準送り速度を指定工作物及び指定工具によ
り補正した値と、前記補正係数と、径路パターンによる
加工方向とから実際の加工時にとり得る最大の工具の回
転数と送り速度を求めて、そのデータに基づきNCデータ
を作成するようにしているので、従来の、作業者が実際
の加工に先立ち、工具径路に沿ってテスト切削を行って
切削条件である工具の回転数及び送り速度を決定すると
いう煩雑さが解消される。また、自動作成されるNCデー
タは、可能な範囲で高速の回転数と送り速度とが設定さ
れるため、加工時間が短縮され効率の良い加工が行われ
るという効果がある。
第１図は本発明の概念を示した構成図。第２図は本発明
の具体的な一実施例に係るNCデータ作成装置を有する数
値制御装置及び工作機械の構成を示した構成図。第３図
は工具径路パターン、基準切削力情報、固定力情報、属
性情報等の各データ構造を示した説明図。第４図は同実
施例装置で使用されているCPUの処理手順を示したフロ
ーチャート。第５図は同実施例における工作物の工作物
テーブルへの取り付けを示す機構図である。 10……数値制御装置、12……コンピュータ、12a……マ
イクロプロセッサ、12e……固定ディスク、20……工作
機械、21,22,23……サーボモータ、25……工作物テーブ
ル、SM……主軸モータ、Ｗ……工作物
の具体的な一実施例に係るNCデータ作成装置を有する数
値制御装置及び工作機械の構成を示した構成図。第３図
は工具径路パターン、基準切削力情報、固定力情報、属
性情報等の各データ構造を示した説明図。第４図は同実
施例装置で使用されているCPUの処理手順を示したフロ
ーチャート。第５図は同実施例における工作物の工作物
テーブルへの取り付けを示す機構図である。 10……数値制御装置、12……コンピュータ、12a……マ
イクロプロセッサ、12e……固定ディスク、20……工作
機械、21,22,23……サーボモータ、25……工作物テーブ
ル、SM……主軸モータ、Ｗ……工作物
Claims (1)
- 【請求項１】工作物を回転工具により立体加工する工作
機械のNCデータを作成する装置において、 工具径路パターンを記憶した径路パターン記憶手段と、 各座標軸方向に沿って基準切削条件で加工する場合の切
削力を各軸基準切削力として記憶した基準切削力記憶手
段と、 工作物を固定する固定力情報を記憶した固定力情報記憶
手段と、 前記固定力情報から各座標軸方向毎の固定力の総和を各
軸固定力として演算する固定力演算手段と、 各座標軸方向毎の前記各軸基準切削力に対する前記各軸
固定力の比を各軸補正係数として演算する補正係数演算
手段と、 切削力を決定する工具及び工作物に関する属性情報を記
憶した属性情報記憶手段と、 各座標軸方向に沿って工作物を指令された工具で加工す
る時に前記各軸基準切削力を生じるに必要な切削条件で
ある工具の回転数及び送り速度を前記属性情報から演算
する切削条件演算手段と、 前記切削条件演算手段により演算された工具の回転数及
び送り速度を前記各軸補正係数と前記工具径路パターン
に沿った方向に基づいて補正して、加工時の切削条件と
なる工具の回転数及び送り速度を演算する加工時切削条
件演算手段と、 前記加工時切削条件演算手段により演算された切削条件
と前記工具径路パターンに従ってNCデータを生成するNC
データ生成手段と を備えたことを特徴とするNCデータ作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167388A JP2661942B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Ｎｃデータ作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167388A JP2661942B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Ｎｃデータ作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01216745A JPH01216745A (ja) | 1989-08-30 |
| JP2661942B2 true JP2661942B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=12614923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167388A Expired - Lifetime JP2661942B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Ｎｃデータ作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661942B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03256645A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-15 | Fanuc Ltd | 穴加工条件設定方法 |
| JP2004284002A (ja) | 2003-01-31 | 2004-10-14 | Fujitsu Ltd | 加工制御装置 |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP4167388A patent/JP2661942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01216745A (ja) | 1989-08-30 |
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