JP2839564B2 - Ncデータ作成装置 - Google Patents

Ncデータ作成装置

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JP2839564B2
JP2839564B2 JP20002189A JP20002189A JP2839564B2 JP 2839564 B2 JP2839564 B2 JP 2839564B2 JP 20002189 A JP20002189 A JP 20002189A JP 20002189 A JP20002189 A JP 20002189A JP 2839564 B2 JP2839564 B2 JP 2839564B2
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達哉 藤井
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、加工対象の工作物に対してメス型三次元形
状を荒取り加工するためのNCデータ作成装置に関する。
【従来の技術】
従来、メス型三次元形状の荒取り加工を行う場合に
は、その切削工具であるエンドミル等にて突っ込みをす
る位置に予め切削工具より径の大きいドリル等の穴明け
工具を用いて穴を明けておき、その穴に対してエンドミ
ル等を突っ込んできざみ量毎の深さの等高線に基づいた
平面毎に切削を行っている。 そして、上記ドリル等の穴明け工具により穴明けを行
う場合において、その突っ込み深さは荒取り加工をする
メス型三次元形状の底面が平面でない時などにおいて
は、特に安全を見込んで、その底面にドリル等の穴明け
工具の先端が届かない程度に余裕を見て適当に作業者等
が決定していた。
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、作業者等が仕上げ形状であるメス型三
次元形状を把握しドリル等による穴明け深さを支持して
いるため、穴明け深さはその形状の底面よりかなり手前
で終了させている。 このため、エンドミル等の切削工具による等高線に基
づいて平面毎の荒取り切削においても、上記ドリル等に
よる穴明け深さまでしか切削できないので、メス型三次
元形状の底面付近に多くの削り代を残してしまうことに
なる。 上記削り代を少なくするために、前加工であるドリル
等による穴明け深さを無視しエンドミル等の切削工具に
て加工終了深さであるメス型三次元形状の底面付近まで
切削しようとすると、その刃先に大きな負荷をかけるこ
とになってしまう。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、ドリル等による穴明
け深さが作業者等の判断を必要とせず仕上げ形状のメス
型三次元形状を入力するだけで算出され、その形状に対
する最大の深さまで穴明けできると共にその後のエンド
ミル等の切削工具による荒取り切削も同じ深さまで実行
できるので、メス型三次元形状の底面付近に多くの削り
代を残すことがない荒取り用のNCデータの作成装置を提
供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための発明の構成は、第1図にそ
の概念を示したように、加工対象の工作物に穴明け工具
で穴明けした位置に基づいて切削工具により工具経路に
従ってメス型三次元形状を荒取り加工する工作機械のNC
データを作成する装置において、前記工作物の仕上げ形
状であるメス型三次元形状を記憶する仕上げ形状記憶手
段と、前記穴明け及び切削工具の径、前記切削工具の工
作物材質に対する所定の突っ込み単位深さであるきざみ
量等の工具情報や前記穴明け及び切削工具の前記工作物
に対して予め設定した突っ込み点、加工開始深さ等の加
工情報を記憶する加工条件記憶手段と、前記仕上げ形状
記憶手段に記憶されたメス型三次元形状から曲面を創成
する曲面創成手段と、前記曲面創成手段により創成され
た曲面と前記加工条件記憶手段に記憶された加工開始深
さからきざみ量毎の平面との交線を算出する交線演算手
段と、前記交線演算手段にて算出された交線と前記加工
条件記憶手段に記憶された穴明工具の径とから該穴明け
工具の工具半径分オフセットしたオフセット交線を算出
しその閉ループとその穴明け工具の突っ込み点との位置
関係を判定する突っ込み点判定手段と、前記突っ込み点
判定手段で穴明け工具の突っ込み点が閉ループ内と判定
されると、前記交線演算手段にて算出された交線と前記
加工条件記憶手段に記憶された切削工具の径とから工具
半径分オフセットしたオフセット交線を算出し、その切
削工具のオフセット交線と前記加工条件記憶手段に記憶
された情報とに基づき前記工具径路に従って前記切削工
具による切削のNCデータを生成する切削NCデータ生成手
段と、前記突っ込み点判定手段で穴明け工具の突っ込み
点が閉ループ外と判定されると、前記交線演算手段で算
出した時の平面深さから1きざみ量手前の平面深さまで
前記加工条件記憶手段に記憶された情報に基づき前記穴
明け工具による穴明けのNCデータを生成する穴明けNCデ
ータ生成手段とを備えたことを特徴とする。
【作用】
曲面創成手段により仕上げ形状記憶手段に記憶された
仕上げ形状であるメス型三次元形状から曲面を創成す
る。次に、交線演算手段はその創成された曲面と加工条
件記憶手段に記憶された加工開始深さからきざみ量毎の
平面との交線を算出する。ここで、突っ込み点判定手段
はその算出された交線から穴明け工具の工具半径分オフ
セットして算出されたオフセット交線の閉ループと穴明
け工具の突っ込み点との位置関係を判定する。そして、
切削NCデータ生成手段は穴明け工具のオフセット交線の
閉ループ内にその突っ込み点が有ると、切削工具の工具
半径分オフセットして算出されたオフセット交線と加工
条件記憶手段に記憶された情報とに基づき工具径路に従
って切削工具による切削のNCデータを生成する。又、穴
明けNCデータ生成手段は穴明け工具のオフセット交線の
閉ループ内にその突っ込みが無いと、その時の交線を算
出した平面深さから1きざみ量手前の平面深さまで加工
条件記憶手段に記憶された情報に基づき穴開き工具によ
る穴開けのNCデータを生成する。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例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10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21,22,23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
置が三次元的に変更される。又、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13とCRT表示装置14が接続されている。 次に、MPU12aの処理手順を第3図のフローチャートに
基づき、工具情報及び加工情報を示した説明図である第
4図(a)及び第4図(b)を参照して説明する。 先ず、仕上げ形状記憶手段を達成するステップ100で
工作物Wの仕上げ形状であるメス型三次元形状を表す点
群座標情報を、加工条件記憶手段を達成するステップ10
2で工具径、工具長等の工具情報及び三次元形状の平面
内のどの位置にドリルで穴明けを行うかを示す突っ込み
点と設計図面等から求めたドリルで穴明けを開始する加
工開始深さと前記突っ込み点で穴明けした時、削り残し
が出ないと思われる深さ(例えば、三次元曲面上の点も
しくはそれより深い位置)を示す加工終了深さから成る
加工情報をキーボード13からそれぞれRAM12dに入力す
る。 次に、曲面創成手段を達成するステップ104に移行
し、ステップ100で記憶されたメス型三次元形状の点群
座標情報から各点間を補間して曲面を創成する。 そして、ステップ106に移行し、ステップ102で入力さ
れた加工情報から加工開始深さであるSZ(スタートZ座
標)を読み出し最初の深さZとする。 次に、交線演算手段を達成するステップ108に移行
し、深さZにおける平面と曲面との交線を算出する。 次にステップ110に移行して、ステップ108で算出され
た交線が有るか否かが判定される。 ステップ110で交線が有ると判定はYESであり、ステッ
プ112に移行し、ステップ108で算出された交線から穴明
け工具であるドリルの工具半径分だけ内側にオフセット
したオフセット交線を算出する。 次に、突っ込み点判定手段を達成するステップ114に
移行し、ステップ102で入力された加工情報から突っ込
み点(X,Y座標)を読み出し、その位置がステップ112で
算出されたドリルのオフセット交線の閉ループ内である
か否かが判定される。 ステップ114で、突っ込み点がドリルのオフセット交
線内であれば判定はYESであり、切削NCデータ生成手段
を達成するステップ116に移行し、ステップ108で算出さ
れた交線から切削工具であるエンドミルの工具半径分オ
フセットしたオフセット交線を算出し、そのオフセット
交線とステップ102で入力された工具情報及び加工情報
から突っ込み及びステップ幅等を読み出し、第5図
(c)に示されたようにドリルにて明けられた穴を広げ
るように渦巻きの工具経路に従って切削工具であるエン
ドミルによる切削のNCデータを生成する。 そして、ステップ118に移行し、ステップ102で入力さ
れた加工情報から加工終了深さであるEZ(終了Z座標)
を読み出し、ステップ108で交線を算出した深さZがEZ
以下であるか否かが判定される。 ステップ118で加工深さZがEZ以下でなければ判定はN
Oであり、ステップ120に移行し、ステップ102で入力さ
れた工具情報から切削工具であるエンドミルのきざみ量
であるDZを読み出し、交線算出の深さZを1きざみ量だ
け深くしたZ=Z+DZとして、ステップ108に戻り以
下、上述と同様の処理を実行する。 そして、ステップ118で深さZがEZ以下となり判定がY
ESである時、更に、上述のステップ110で交線が無くて
判定がNOである時及びステップ114で突っ込み点がドリ
ルのオフセット交線内に無くて判定がNOである時にはス
テップ122に移行する。 ステップ122では深さZを1きざみ量だけ浅くしたZ
=Z−DZとし、穴明けNCデータ生成手段を達成するステ
ップ124に移行し、ステップ102で入力された工具情報及
び加工情報から突っ込み点等を読み出し穴明け工具であ
るドリルによる穴明けのNCデータを生成する。 そして、ステップ126に移行し、最初、穴明け工具で
あるドリルを工具マガジン27内から図略のマガジン割出
装置と工具交換装置28とによって選択して主軸26に装着
し、工作物Wの穴明けが終了するとドリルを工具マガジ
ン27に返し、次に、切削工具であるエンドミルを工具マ
ガジン27から呼び出し主軸26に装着した後、工作物Wの
荒取り切削をするというような工具交換サイクルを付加
して、本プログラムを終了する。 尚、本発明の加工情報に予め設定して記憶させる加工
終了深さであるEZ(終了Z座標)は、仕上げ形状である
メス型三次元形状の最も深いZ座標より十分に深いと思
われる値を入力する。 上述のように各NCデータが生成された後、各NCデータ
を連結させて一本のNCデータとして連続した荒取り加工
にて実行する時のNCデータの動作を示した第5図(a)
〜(c)に基づいて説明する。 先ず、第5図(a)にて示したように、穴明けのNCデ
ータにより突っ込み点にてメス型三次元形状に突っ込め
る深さZnまでドリルにて穴明けを実行する。 次に、第5図(b)にて示したように、工具交換のNC
データによりドリルをエンドミルに交換する。 そして、第5図(c)にて示したように、切削のNCデ
ータによりドリルで穴明けをした深さZnまでエンドミル
にて等高線渦巻き切削の荒取り加工をSZからステップ
幅、きざみ量DZにて実行する。 このように、仕上げ形状のメス型三次元形状を入力す
るだけでその最大の深さまで穴明けでき、同じ深さまで
切削され荒取り加工が実行される。 従って、作業者等が仕上げ形状のメス型三次元形状に
おいて深さの判断をしなくてもメス型三次元形状の底面
付近に多くの削り代を残すことがない荒取り用のNCデー
タが生成できるNCデータ作成装置を提供できる。
【発明の効果】
本発明は、仕上げ形状記憶手段に記憶されたメス型三
次元形状から曲面を創成する曲面創成手段と、その創成
された曲面と加工条件記憶手段に記憶された加工開始深
さからきざみ量毎の平面との交線を算出する交線演算手
段と、その算出された交線と加工条件記憶手段に記憶さ
れた穴明け工具の径とから穴明け工具の工具半径分オフ
セットしたオフセット交線を算出しその閉ループとその
穴明け工具の突っ込みっ点との位置関係を判定する突っ
込み点判定手段と、上記突っ込み点判定手段で穴明け工
具の突っ込み点が閉ループ内と判定されると、上記交線
演算手段にて算出された交線と加工条件記憶手段に記憶
された切削工具の径とから工具半径分オフセットしたオ
フセット交線を算出し、その切削工具のオフセット交線
と上記加工条件記憶手段に記憶された情報とに基づき工
具経路に従って切削工具による切削のNCデータを生成す
る切削NCデータ生成手段と、上記突っ込み点判定手段で
穴明け工具の突っ込み点が閉ループ外と判定されると、
上記交線演算手段で算出した時の平面深さから1きざみ
量手前の平面深さまで上記加工条件記憶手段に記憶され
た情報に基づき加工条件記憶手段に記憶された穴明け工
具による穴明けのNCデータを生成する穴明けNCデータ生
成手段とを備えているので、穴明けNCデータ生成手段に
て生成されたNCデータにより穴明け工具にて工作物の仕
上げ形状であるメス型三次元形状の底面ぎりぎりの位置
まで穴明けした後、切削NCデータ生成手段にて生成され
たNCデータにより切削工具にてそのメス型三次元形状の
上記穴明け位置までの荒取り加工を実行できるので、上
記メス型三次元形状の底面には多くの削り代が残ること
がないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念を示したブロックダイヤグラム。
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図は同実施例装置で使用されているMPU12a
の処理手順を示したフローチャート。第4図(a)及び
第4図(b)は同実施例に係る工具情報及び加工情報を
示した説明図。第5図(a)〜(c)は同実施例に係る
NCデータ作成装置により作成される連続荒取り加工のNC
データによる一連の動作を示した説明図である。 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/4093

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加工対象の工作物に穴明け工具で穴明けし
    た位置に基づいて切削工具により工具経路に従ってメス
    型三次元形状を荒取り加工する工作機械のNCデータを作
    成する装置において、 前記工作物の仕上げ形状であるメス型三次元形状を記憶
    する仕上げ形状記憶手段と、 前記穴明け及び切削工具の径、前記切削工具の工作物材
    質に対する所定の突っ込み単位深さであるきざみ量等の
    工具情報や前記穴明け及び切削工具の前記工作物に対し
    て予め設定した突っ込み点、加工開始深さ等の加工情報
    を記憶する加工条件記憶手段と、 前記仕上げ形状記憶手段に記憶されたメス型三次元形状
    から曲面を創成する曲面創成手段と、 前記曲面創成手段により創成された曲面と前記加工条件
    記憶手段に記憶された加工開始深さからきざみ量毎の平
    面との交線を算出する交線演算手段と、 前記交線演算手段にて算出された交線と前記加工条件記
    憶手段に記憶された穴明け工具の径とから該穴明け工具
    の工具半径分オフセットしたオフセット交線を算出しそ
    の閉ループとその穴明け工具の突っ込み点との位置関係
    を判定する突っ込み点判定手段と、 前記突っ込み点判定手段で穴明け工具の突っ込み点が閉
    ループ内と判定されると、前記交線演算手段にて算出さ
    れた交線と前記加工条件記憶手段に記憶された切削工具
    の径とから工具半径分オフセットしたオフセット交線を
    算出し、その切削工具のオフセット交線と前記加工条件
    記憶手段に記憶された情報とに基づき前記工具経路に従
    って前記切削工具による切削のNCデータを生成する切削
    NCデータ生成手段と、 前記突っ込み点判定手段で穴明け工具の突っ込み点が閉
    ループ外と判定されると、前記交線演算手段で算出した
    時の平面深さから1きざみ量手前の平面深さまで前記加
    工条件記憶手段に記憶された情報に基づき前記穴明け工
    具による穴明けのNCデータを生成する穴明け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。
JP20002189A 1989-07-31 1989-07-31 Ncデータ作成装置 Expired - Lifetime JP2839564B2 (ja)

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