JP3152053B2 - 切削条件設定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転切削工具によって所
定の加工を行う際の切削条件を設定する方法および装置
に係り、特に、所定の要件下で工具コストが最低となる
切削条件を設定する方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ボールエンドミルやフライスなどの回転
切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつ軸心と交差する
方向へ被削材に対して相対移動させながら所定の加工を
行う場合、例えば特開昭６１−１６８００８号公報に記
載されているようにＮＣ（数値制御）プログラムに従っ
て行われるのが普通である。ＮＣプログラムは一般に、
工具の主軸回転数や送り速度，切込み断面積などの切削
条件に関する命令と、工具の移動経路に関する命令とか
ら作成されており、切削条件は予め定められた標準条件
表に従って設定される。この標準条件表は、切削諸元す
なわち被削材の材質や加工精度等の加工条件，工具の種
類，径寸法などに応じて、工具寿命や加工能率などを総
合的に判断して工具メーカーによって定められている。
また、移動経路は、上記切削条件と加工前後の形状デー
タとに基づいて、例えばＣＡＭ（Computer Aided Manuf
acturing) 装置を用いて作成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように標準条件表に従って切削条件が定められると、あ
る程度の工具寿命すなわち１本の工具による加工時間は
確保されるものの、必ずしも回転切削工具に要する工具
コストが低くなるわけではなかった。工具コストは、１
本の回転切削工具が工具寿命に達するまでに切削除去で
きる加工可能体積によって決まり、それが大きい程工具
コストを低減できるが、工具寿命に達するまでの加工時
間が長くても、送り速度や切込み断面積が小さければ加
工体積が少ない場合もあり、同じ体積を切削除去する場
合の工具コストが逆に高くなることがある。

【０００４】また、標準条件表に従って切削条件が定め
られると、その切削条件に応じて加工時間も一律に決ま
ってしまうため、例えば加工装置の使用可能時間が短く
て高能率加工が求められる場合には、加工能率に影響す
る送り速度などを加工装置側で作業者が手動調整してい
た。しかしながら、加工精度を損なうことなく加工能率
を上げるためには、送り速度だけでなく主軸回転数など
他の切削条件も変更する必要があり、熟練者であっても
加工精度や工具寿命を満足しつつ加工能率を変更するこ
とは容易でない。また、その切削条件の調整可能な範囲
は、例えば標準状態の５０％〜１５０％程度と狭く、加
工装置での調整だけでは対処できない場合があった。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、工具コストが最低と
なる切削条件を設定できるようにすることにある。ま
た、別の目的は、予め定められた要求加工時間以内で加
工できるとともに工具コストが最低となる切削条件を、
熟練を要することなく容易に求められるようにすること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するために、第１発明は、回転切削工具を軸心まわりに
回転駆動しつつ軸心と交差する方向へ被削材に対して相
対移動させながら所定の加工を行う際の切削条件を設定
するに際して、送り速度および切込み断面積を含む切削
条件と前記回転切削工具が工具寿命に達するまでの加工
可能体積とに関して予め定められた関係に基づいて、そ
の加工可能体積が最大となる切削条件を求めることを特
徴とする。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明では工具寿命を加工可能体積
で把握し、その加工可能体積が最大となる切削条件を求
めるようにしたのであり、先ず、送り速度および切込み
断面積を含む切削条件と回転切削工具が寿命に達するま
での加工可能体積との関係を、実験やシミュレーショ
ン、或いは実際の加工によって得られる工具寿命データ
などから予め求めておく。工具寿命に達したか否かは、
所定の加工精度が得られなくなったか否か、切削工具が
折損したか否かなどによって判断でき、工具寿命に達す
るまでの加工可能体積は、工具寿命に達するまでの加工
時間と、加工能率すなわち（送り速度）×（切込み断面
積）とを掛け算することによって求められる。切削条件
と加工可能体積との関係は、切削工具の種類や径寸法，
被削材の材質によって異なるし、要求加工精度が異なれ
ば切削条件、更には加工可能体積も変わるため、それ等
切削工具の種類や径寸法，被削材の材質，加工精度など
の切削諸元が異なる複数種類の加工を行う場合には、そ
の切削諸元に応じてそれぞれ切削条件と加工可能体積と
の関係を求めることになる。切削工具の種類としては、
エンドミルやフライスなど工具自体の違いの他、刃数や
刃の形状などが異なる場合も、切削条件と加工可能体積
との関係が相違するため別の種類として扱うことにな
る。切削条件としての送り速度および切込み断面積は、
必ずしもその両方が変数である必要はなく、何れか一方
を一定値に設定して種々の切削加工を行う場合には、他
方と加工可能体積との関係を求めれば良い。送り速度
は、回転切削工具と被削材との相対移動速度で、回転切
削工具を移動させる場合だけでなく、回転切削工具に対
して被削材を移動させる場合であっても良い。切込み断
面積は、工具の形状によっても異なるが、例えば径方向
の切込み寸法と軸方向の切込み寸法との積で表される。
これ等の送り速度および切込み断面積以外の切削条件と
しては回転切削工具の主軸回転数が挙げられ、これも加
工可能体積に影響する。

【０００８】そして、上記切削条件と加工可能体積との
関係に基づいて、加工可能体積が最大となる切削条件を
求める。この切削条件を求める際には、総ての切削条件
の範囲で加工可能体積が最大となる切削条件を求めるこ
ともできるが、例えば第２発明のように要求加工時間が
予め定められている場合には、その要求加工時間以内で
加工できる切削条件の範囲内で求めるなど、所定の要件
を満足する切削条件の範囲内で加工可能体積が最大とな
る切削条件を求めるようにしても良い。

【０００９】

【第１発明の効果】このように、第１発明の切削条件設
定方法によれば、加工可能体積が最大となる切削条件を
求めるようにしているため、切削工具に要するコストを
最低にできる。

【００１０】

【課題を解決するための第２の手段】第２発明は、回転
切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつ軸心と交差する
方向へ被削材に対して相対移動させながら所定の加工を
行う際の切削条件を設定する方法であって、（ａ）前記
所定の加工の加工前後の形状データから加工体積を求
め、その加工体積を予め定められた要求加工時間で割り
算して要求加工能率を求めるＡ工程と、（ｂ）送り速度
および切込み断面積を含む切削条件と前記回転切削工具
が工具寿命に達するまでの加工可能体積とに関して予め
求められた関係から、前記要求加工能率を満足する範囲
で前記加工可能体積が最大となる切削条件を求めるＢ工
程とを有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】この第２発明では、先ずＡ工程で、加工前後の
形状データから加工体積を求めて要求加工時間で割り算
することにより要求加工能率、すなわち単位時間当たり
の加工体積を求め、Ｂ工程で、送り速度および切込み断
面積を含む切削条件と回転切削工具が工具寿命に達する
までの加工可能体積とに関して予め求められた関係か
ら、上記要求加工能率を満足する範囲で加工可能体積が
最大となる切削条件を求める。切削条件である送り速度
と切込み断面積とを掛け算すれば単位時間当たりの加工
体積、すなわち加工能率となるため、（送り速度）×
（切込み断面積）の値が上記要求加工能率以上となる送
り速度および切込み断面積の範囲内で加工可能体積が最
大となる切削条件を求めれば良い。送り速度および切込
み断面積の何れか一方が一定に設定されている場合は、
その設定値に基づいて要求加工能率を満足する切削条件
の範囲を定めることができる。そして、このようにして
求めた切削条件で、例えばＮＣプログラムを作成して加
工を行えば、上記要求加工時間以内で加工を行うことが
できるとともに、その要求加工時間以内で加工を行うこ
とができる切削条件の中では、工具寿命に達するまでに
最大の体積を切削加工できる。

【００１２】ここで、一連の切削加工の中に非切削の状
態で工具と被削材とを相対移動させるエアーカット時間
が存在する場合には、そのエアーカット時間だけ実際の
加工に要する時間が長くなるため、実際の加工の所要時
間が要求加工時間を越える恐れがある。エアーカット時
間が予め分かっている場合は、その時間だけ差し引いて
要求加工時間を設定すれば良いが、工具と被削材との相
対移動経路を、前記切削条件および加工前後の形状デー
タや工具の形状データに基づいてＣＡＭ装置によって求
める場合には、切削条件を設定する際にはエアーカット
時間が分からないのが普通である。また、切込み断面積
は必ずしも全加工経路で一定であるわけではなく、コー
ナー部など加工形状によって変化するため、それによっ
て加工所要時間も変化する。このため、（ｃ）上記Ｂ工
程で求めた切削条件で前記所定の加工を行う場合の回転
切削工具と被削材との相対移動経路に関するＣＡＭデー
タをＣＡＭ装置によって求めるＣ工程と、（ｄ）そのＣ
ＡＭデータから、例えば総切削長およびエアーカット時
間を求めて、その総切削長を前記切削条件の送り速度で
割り算して切削時間を算出するとともに、その切削時間
に前記エアーカット時間を加算するなどして、前記切削
条件で前記所定の加工を行う場合に必要な加工所要時間
を求めるＤ工程と、（ｅ）その加工所要時間が前記要求
加工時間以内か否かを判断し、その要求加工時間以内で
あれば前記切削条件を最適切削条件とするＥ工程と、
（ｆ）そのＥ工程で前記加工所要時間が前記要求加工時
間より長いと判断された場合に、前記Ｂ工程で切削条件
を求める際の前記要求加工能率を高くするＦ工程とを設
け、エアーカット時間を含めた加工所要時間が要求加工
時間以内となるまで要求加工能率を変更しながらＢ工程
で繰り返し切削条件を求めるようにすることが望まし
く、その場合にはエアーカット時間の存在に拘らず確実
に要求加工時間以内で所定の加工を行うことができる切
削条件が定められる。Ｆ工程は、要求加工能率を予め定
められた一定値、或いは一定割合だけ高くするものでも
良いが、その時のエアーカット時間を要求加工時間から
差し引いて加工体積を割り算することにより新たな要求
加工能率を求めるようにしても良い。こ のように第２発
明のＡ工程およびＢ工程に、上記Ｃ工程〜Ｆ工程を加え
た態様が、請求項１に記載の発明に相当する。

【００１３】また、前記Ａ工程で求められる要求加工能
率は、要求加工時間以内で加工できる最低要件であるた
めＢ工程で切削条件を求める際には、この要求加工能率
を満足する範囲で更に別の要件を付加することもでき
る。例えば、要求加工時間を考慮することなく加工可能
体積が最大となる切削条件を求めて、その切削条件で加
工を行った場合の加工所要時間が要求加工時間より長い
時に本発明方法を実施する場合には、その時の切削条件
における加工能率、すなわち（送り速度）×（切込み断
面積）の値と上記要求加工能率とを比較し、（送り速
度）×（切込み断面積）の値の方が高い場合には、それ
に所定値を加算した値または所定割合だけ高くした値よ
り高い加工能率が得られる範囲で切削条件を求めるよう
にすることもできる。前記Ｆ工程でも、その時の切削条
件における加工能率に基づいて、それより所定値だけ高
い値または所定割合だけ高い値などを新たな要求加工能
率とすることができる。

【００１４】

【第２発明の効果】このように、第２発明の切削条件設
定方法によれば、予め定められた要求加工時間以内で加
工できるとともにその要求加工時間を満たす範囲で最大
の加工可能体積が得られる切削条件を、予め求められた
切削条件と加工可能体積との関係から熟練を要すること
なく容易に求めることができる。特に、本発明では工具
寿命を加工可能時間でなく加工可能体積で把握し、加工
可能体積が最大となる切削条件を求めるようにしている
ため、回転切削工具に要するコストを最低にできる。

【００１５】

【課題を解決するための第３の手段】第３発明は、回転
切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつ軸心と交差する
方向へ被削材に対して相対移動させながら所定の加工を
行う際の切削条件を設定する方法であって、（ａ）送り
速度および切込み断面積を含む切削条件と前記回転切削
工具が工具寿命に達するまでの加工可能体積とに関して
予め求められた関係から、その加工可能体積が最大とな
る第１切削条件を求める第１工程と、（ｂ）その第１切
削条件で前記所定の加工を行う場合の前記回転切削工具
と前記被削材との相対移動経路に関する第１ＣＡＭデー
タをＣＡＭ装置によって求める第２工程と、（ｃ）その
第１ＣＡＭデータから前記第１切削条件で前記所定の加
工を行う場合に必要な第１加工所要時間を求める第３工
程と、（ｄ）その第１加工所要時間が予め定められた要
求加工時間以内か否かを判断し、その要求加工時間以内
であれば前記第１切削条件を最適切削条件とする第４工
程と、（ｅ）その第４工程で前記第１加工所要時間が前
記要求加工時間より長いと判断された場合に、前記所定
の加工の加工前後の形状データから加工体積を求めると
ともにその加工体積を前記要求加工時間で割り算して要
求加工能率を求める第５工程と、（ｆ）前記予め定めら
れた関係から前記要求加工能率を満足する範囲で前記加
工可能体積が最大となる第２切削条件を求める第６工程
と、（ｇ）その第２切削条件で前記所定の加工を行う場
合の前記回転切削工具と前記被削材との相対移動経路に
関する第２ＣＡＭデータをＣＡＭ装置によって求める第
７工程と、（ｈ）その第２ＣＡＭデータから前記第２切
削条件で前記所定の加工を行う場合に必要な第２加工所
要時間を求める第８工程と、（ｉ）その第２加工所要時
間が前記要求加工時間以内か否かを判断し、その要求加
工時間以内であれば前記第２切削条件を最適切削条件と
する第９工程と、（ｊ）その第９工程で前記第２加工所
要時間が前記要求加工時間より長いと判断された場合
に、前記第６工程で前記第２切削条件を求める際の前記
要求加工能率を高くする第１０工程とを有することを特
徴とする。この第３発明は、請求項２に記載の発明に相
当する。

【００１６】

【作用】すなわち、第１工程では、送り速度および切込
み断面積を含む切削条件と回転切削工具が工具寿命に達
するまでの加工可能体積とに関して予め求められた関係
から、その加工可能体積が最大となる第１切削条件を求
め、第２工程でその第１切削条件で所定の加工を行う場
合の回転切削工具と被削材との相対移動経路に関する第
１ＣＡＭデータをＣＡＭ装置によって求める。第３工程
では、その第１ＣＡＭデータから、例えば総切削長およ
びエアーカット時間を求めて、その総切削長を前記第１
切削条件の送り速度で割り算して切削時間を算出すると
ともに、その切削時間に前記エアーカット時間を加算す
るなどして、前記第１切削条件で前記所定の加工を行う
場合に必要な第１加工所要時間を求める。上記エアーカ
ット時間は、エアーカット部分の経路長さをエアーカッ
ト時の送り速度で割り算することによって算出でき、エ
アーカット時の送り速度については予めＣＡＭ装置に設
定されている。そして、第４工程で、その第１加工所要
時間が予め定められた要求加工時間以内か否かを判断
し、その要求加工時間以内であれば前記第１切削条件を
最適切削条件とする。すなわち、要求加工時間を考慮す
ることなく加工可能体積が最大となる第１切削条件を求
めるとともに、その第１切削条件で所定の加工を行った
場合の第１加工所要時間をＣＡＭ装置を利用して算出
し、その第１加工所要時間が要求加工時間以内であれ
ば、以後の処理を行うことなくその第１切削条件を最適
切削条件とするのである。

【００１７】一方、上記第４工程で第１加工所要時間が
要求加工時間より長いと判断された場合には、第５工程
で、前記第２発明のＡ工程と同様にして加工前後の形状
データから加工体積を求めるとともにその加工体積を要
求加工時間で割り算して要求加工能率を求め、第６工程
では前記第２発明のＢ工程と同様に、前記予め求められ
た切削条件と加工可能体積との関係から上記要求加工能
率を満足する範囲で加工可能体積が最大となる第２切削
条件を求める。この時の要求加工能率は、要求加工時間
以内で加工できる最低要件であるため、第６工程で切削
条件を求める際には、この要求加工能率を満足する範囲
で更に別の要件を付加することもできる。例えば、前記
第１切削条件における加工能率と上記要求加工能率とを
比較し、第１切削条件における加工能率の方が高い場合
には、その加工能率に所定値を加算した値または所定割
合だけ高くした値より高い加工能率が得られる範囲で切
削条件を求めるようにすることもできる。

【００１８】エアーカット時間が無いとともに切込み断
面積が一定であれば、上記第２切削条件で加工を行うこ
とにより、要求加工時間以内で加工を終了できるが、エ
アーカット時間が存在したり切込み断面積が変化したり
する場合には、実際の加工に必要な加工所要時間が要求
加工時間を越えることがある。このため、次の第７工程
では、前記第２工程と同様にして、第２切削条件で所定
の加工を行う場合の回転切削工具と被削材との相対移動
経路に関する第２ＣＡＭデータをＣＡＭ装置によって求
め、第８工程では前記第３工程と同様にして、その第２
ＣＡＭデータから第２切削条件で前記所定の加工を行う
場合に必要な第２加工所要時間を求める。そして、第９
工程で、その第２加工所要時間が要求加工時間以内か否
かを判断し、その要求加工時間以内であれば前記第２切
削条件を最適切削条件とする。

【００１９】上記第９工程で第２加工所要時間が要求加
工時間より長いと判断された場合には、第１０工程にお
いて、前記第６工程で第２切削条件を求める際の前記要
求加工能率を高くする。すなわち、第２加工所要時間が
要求加工時間以内となるまで、第１０工程で要求加工能
率を変更しながら第６工程以下を繰り返して最適切削条
件を求めるのである。第１０工程は、要求加工能率を予
め定められた一定値、或いは一定割合だけ高くするもの
でも良いが、その時のエアーカット時間を要求加工時間
から差し引いて加工体積を割り算することにより新たな
要求加工能率を求めるようにしたり、その時の第２切削
条件における加工能率に基づいて、それより所定値だけ
高い値または所定割合だけ高い値などを新たな要求加工
能率としたりすることもできる。

【００２０】

【第３発明の効果】このように、第３発明の切削条件設
定方法においても、予め定められた要求加工時間以内で
加工できるとともにその要求加工時間を満たす範囲で最
大の加工可能体積が得られる最適切削条件を、予め求め
られた切削条件と加工可能体積との関係から熟練を要す
ることなく容易に求めることができるし、工具寿命を加
工可能体積で把握していることから回転切削工具に要す
るコストを最低にできる。また、ＣＡＭ装置を用いて実
際の加工所要時間を求め、その加工所要時間が要求加工
時間以内である場合に、その切削条件を最適切削条件と
するようにしているため、要求加工時間以内で確実に加
工を終了できる切削条件が求められる。また、要求加工
時間を考慮することなく最大の加工可能体積が得られる
第１切削条件を求め、その第１切削条件で加工を行った
場合の第１加工所要時間が要求加工時間以内であれば、
要求加工時間を考慮した第２切削条件を求めることな
く、その第１切削条件を最適切削条件とするようにして
いるため、最初から要求加工時間を考慮した切削条件す
なわち第２切削条件を求める場合に比較して、面倒で無
駄な操作や処理を回避でき、最適切削条件を短時間で求
めることができる。

【００２１】

【課題を解決するための第４の手段】第４発明は、回転
切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつ軸心と交差する
方向へ被削材に対して相対移動させながら所定の加工を
行う際の切削条件を設定する装置であって、図１のクレ
ーム対応図に示されているように、（ａ）切削諸元およ
び要求加工時間を入力する入力操作手段と、（ｂ）送り
速度および切込み断面積を含む切削条件と、前記回転切
削工具が工具寿命に達するまでの加工可能体積との関係
が、前記切削諸元に応じて予め記憶される記憶手段と、
（ｃ）前記入力操作手段によって入力された切削諸元に
対応する切削条件と加工可能体積との関係を前記記憶手
段から読み出し、その加工可能体積が最大となる第１切
削条件を求める第１演算手段と、（ｄ）その第１切削条
件で前記所定の加工を行う場合の前記回転切削工具と前
記被削材との相対移動経路に関する第１ＣＡＭデータを
予め定められたＣＡＭプログラムに従って求める第２演
算手段と、（ｅ）その第１ＣＡＭデータから前記第１切
削条件で前記所定の加工を行う場合に必要な第１加工所
要時間を求める第３演算手段と、（ｆ）その第１加工所
要時間が前記入力操作手段によって入力された要求加工
時間以内か否かを判断し、要求加工時間以内であれば前
記第１切削条件を最適切削条件とする第１判断手段と、
（ｇ）その第１判断手段により前記第１加工所要時間が
前記要求加工時間より長いと判断された場合に、予め設
定された前記所定の加工の加工前後の形状データから加
工体積を求めるとともに、その加工体積を前記要求加工
時間で割り算して要求加工能率を求める第４演算手段
と、（ｈ）前記入力操作手段によって入力された切削諸
元に対応する切削条件と加工可能体積との関係を前記記
憶手段から読み出し、前記要求加工能率を満足する範囲
でその加工可能体積が最大となる第２切削条件を求める
第５演算手段と、（ｉ）その第２切削条件で前記所定の
加工を行う場合の前記回転切削工具と前記被削材との相
対移動経路に関する第２ＣＡＭデータを前記ＣＡＭプロ
グラムに従って求める第６演算手段と、（ｊ）その第２
ＣＡＭデータから前記第２切削条件で前記所定の加工を
行う場合に必要な第２加工所要時間を求める第７演算手
段と、（ｋ）その第２加工所要時間が前記入力操作手段
によって入力された要求加工時間以内か否かを判断し、
要求加工時間以内であれば前記第２切削条件を最適切削
条件とする第２判断手段と、（ｌ）その第２判断手段に
より前記第２加工所要時間が前記要求加工時間より長い
と判断された場合に、前記第５演算手段によって前記第
２切削条件が求められる際の前記要求加工能率を高くす
る変更手段とを有することを特徴とする。この第４発明
は、請求項３に記載の発明に相当する。

【００２２】

【作用】このような切削条件設定装置においては、工具
の種類や径寸法，被削材の材質，加工精度などの切削諸
元に応じて、送り速度および切込み断面積を含む切削条
件と加工可能体積との関係が予め記憶手段に記憶されて
おり、先ず、第１演算手段が、入力操作手段によって入
力された切削諸元に対応する切削条件と加工可能体積と
の関係を記憶手段から読み出し、加工可能体積が最大と
なる第１切削条件を求める。切削条件と加工可能体積と
の関係は、実験やシミュレーション、或いは実際の加工
によって得られる工具寿命データなどから求められる
が、総ての切削条件に関する工具寿命を予め求めるには
多大な時間がかかるため、例えば実際の工具寿命データ
が得られる毎に記憶手段の記憶内容を逐次書き換えるよ
うにすることが望ましい。なお、切削条件と加工可能体
積との関係が一定に定められている場合には、切削諸元
に応じて第１切削条件が一定に定まるため、前記第３発
明の実施に際しては、予め第１切削条件を求めて記憶手
段などに記憶させておいても良い。

【００２３】第１演算手段によって第１切削条件が求め
られると、第２演算手段が、その第１切削条件で所定の
加工を行う場合の回転切削工具と被削材との相対移動経
路に関する第１ＣＡＭデータを求める。第３演算手段
は、その第１ＣＡＭデータから、例えば総切削長および
エアーカット時間を求めて、総切削長を前記第１切削条
件の送り速度で割り算して切削時間を算出するととも
に、その切削時間にエアーカット時間を加算するなどし
て、第１切削条件で所定の加工を行う場合に必要な第１
加工所要時間を求める。そして、その第１加工所要時間
が、入力操作手段によって入力された要求加工時間以内
か否かを第１判断手段によって判断し、要求加工時間以
内であれば前記第１切削条件を最適切削条件とする。

【００２４】上記第１加工所要時間が要求加工時間より
長い場合は、第４演算手段が、加工前後の形状データか
ら加工体積を求めるとともに、その加工体積を要求加工
時間で割り算して要求加工能率を求める。第５演算手段
は、入力操作手段によって入力された切削諸元に対応す
る切削条件と加工可能体積との関係を記憶手段から読み
出し、上記要求加工能率を満足する範囲で加工可能体積
が最大となる第２切削条件を求める。この時の要求加工
能率は、要求加工時間以内で加工できる最低要件である
ため、前記第２発明，第３発明と同様に別の要件を付加
することもできる。第２切削条件が求められると、第６
演算手段が前記第２演算手段と同様にして第２ＣＡＭデ
ータを求め、第７演算手段が前記第３演算手段と同様に
して第２加工所要時間を算出する。そして、その第２加
工所要時間が前記要求加工時間以内か否かを第２判断手
段によって判断し、要求加工時間以内であれば前記第２
切削条件を最適切削条件とする。

【００２５】上記第２加工所要時間が要求加工時間より
長い場合は、変更手段により、前記第５演算手段によっ
て第２切削条件を求める際の要求加工能率を高くする。
そして、第２加工所要時間が要求加工時間以内となるま
で、変更手段によって要求加工能率を変更しながら第５
演算手段によって第２切削条件を求め直し、第２加工所
要時間が要求加工時間以内となる第２切削条件を最適切
削条件とする。変更手段は、要求加工能率を予め定めら
れた一定値、或いは一定割合だけ高くするものでも良い
が、その時のエアーカット時間を要求加工時間から差し
引いて加工体積を割り算することにより新たな要求加工
能率を求めるようにしたり、その時の第２切削条件にお
ける加工能率に基づいて、それより所定値だけ高い値ま
たは所定割合だけ高い値などを新たな要求加工能率とし
たりすることもできる。

【００２６】

【第４発明の効果】このように、第４発明の切削条件設
定装置においては、入力操作手段によって切削諸元およ
び要求加工時間を入力するだけで、要求加工時間以内で
加工できるとともにその要求加工時間を満たす範囲で最
大の加工可能体積が得られる最適切削条件が求められ
る。その場合に、工具寿命が加工可能体積で把握される
ため、回転切削工具に要するコストを最低にできる。ま
た、実際の加工所要時間を求め、その加工所要時間が要
求加工時間以内である場合に、その切削条件を最適切削
条件とするようになっているため、要求加工時間以内で
確実に加工を終了できる切削条件が求められる。また、
要求加工時間を考慮することなく最大の加工可能体積が
得られる第１切削条件を求め、その第１切削条件で加工
を行った場合の第１加工所要時間が要求加工時間以内で
あれば、要求加工時間を考慮した第２切削条件を求める
ことなく、その第１切削条件を最適切削条件とするよう
になっているため、最初から要求加工時間を考慮した切
削条件すなわち第２切削条件を求める場合に比較して、
面倒で無駄な処理が回避され、最適切削条件を短時間で
求めることができる。更に、第１演算手段は、記憶手段
に記憶された切削条件と加工可能体積との関係から第１
切削条件を求めるため、記憶手段の記憶内容を新たな工
具寿命データに基づいて逐次更新でき、切削条件と加工
可能体積との関係について予め完全なものを記憶させて
おくことが必ずしも必要でないとともに、常に最新の工
具寿命データに基づいて切削条件を求めるようにするこ
とが可能である。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図２は、フライスやエンドミルなどの回
転切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつ軸心と交差す
る方向へ被削材に対して相対移動させながら所定の切削
加工を行う際の切削条件を設定する切削条件設定装置１
０の主要構成を説明するブロック線図で、入力操作手段
１２，表示装置１４，計算機１６，工具寿命データメモ
リ１８，入出力インタフェース回路２０を介して計算機
１６に接続されたＣＡＭ装置２２を備えている。入力操
作手段１２は、切削条件を設定する際に使用工具のナン
バーＮ_T や要求加工精度ｍ，被削材の材質Ｚ，要求加工
時間Ｔokを入力，選択したり、切削条件と加工可能体積
との関係を記憶させるために工具寿命データを入力した
りするためのもので、作業者によって操作されるキーボ
ードなどである。表示装置１４は、操作手順や処理状況
などを表示するためのもので、液晶ディスプレイパネル
などである。計算機１６は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭな
どを備えたマイクロコンピュータで、ＲＡＭの一時記憶
機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに
従って信号処理を行うようになっている。

【００２８】上記工具寿命データメモリ１８は、切削条
件としての送り速度Ｆ，主軸回転数Ｓ，および切込み断
面積（Ｐｒ×Ｐａ）と、工具寿命に達するまでの加工可
能体積Ｌとの関係を、切削諸元としての工具ナンバーＮ
_T ，加工精度の分類ｍ，被削材の材質Ｚに応じて記憶す
るもので、その記憶内容は逐次書き換えることができ
る。切込み断面積（Ｐｒ×Ｐａ）のＰｒは径方向の切込
み寸法で、Ｐａは軸方向の切込み寸法であり、工具の先
端部が円柱形状を成すフライスやエンドミルなどの場合
である。また、工具ナンバーＮ_T は、工具の種類や材
質，径寸法，切れ刃の数，切れ刃の形状などにより、そ
れぞれ異なるナンバーが設定されている。加工精度は、
例えば粗加工，中粗，仕上げなどに分類されるが、工具
自体が加工精度に応じて製作されている場合など、必ず
しも総ての回転切削工具について定める必要はない。被
削材の材質Ｚについても、複数種類の被削材に対して切
削加工を行う工具についてだけ、材質Ｚ毎に関係を記憶
しておけば良い。

【００２９】上記切削条件と加工可能体積との関係は、
例えば図３に示すように、送り速度Ｆ，主軸回転数Ｓを
パラメータとする加工可能体積Ｌの３次元曲面Ｌ＝ｓ１
（Ｆ，Ｓ）、および送り速度Ｆ，切込み断面積（Ｐｒ×
Ｐａ）をパラメータとする加工可能体積Ｌの３次元曲面
Ｌ＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）の２つの曲面として記憶す
ることができる。図４は、３次元曲面Ｌ＝ｓ１（Ｆ，
Ｓ）を説明するためのもので、斜線で示す面が加工可能
体積Ｌを表しており、切削条件に拘らず加工可能体積Ｌ
が一定の場合であるが、この面が例えば図５に示す工具
寿命データに従って３次元で形成される。図５の工具寿
命データは離散的であるため、有限要素法などの補間手
法を用いて３次元曲面が作成される。この工具寿命デー
タメモリ１８は記憶手段に相当する。なお、工具寿命デ
ータメモリ１８は、上記切削条件と加工可能体積との関
係の他、工具の単価なども記憶している。

【００３０】前記ＣＡＭ装置２２は、設定された切削条
件で加工を行う際の回転切削工具と被削材との相対移動
経路に関するＣＡＭデータを、加工前後の形状データお
よび回転切削工具の形状データなどに基づいて、予め定
められたＣＡＭプログラムに従って求めるとともに、そ
のＣＡＭデータから加工機用のＮＣプログラムを作成す
るもので、加工前後の形状データや回転切削工具の形状
データは予めＣＡＤ（Computer Aided Design)装置など
から入力される。ＣＡＭデータは、実際に切削加工を行
いながら工具と被削材とを相対移動させる部分の移動経
路に関するＣＬデータと、非切削の状態で工具と被削材
とを相対移動させるエアーカット部分の移動経路に関す
るＡＣＬデータとを有し、エアーカット部分の送り速度
は予め設定されている。

【００３１】このような切削条件設定装置１０におい
て、実際の加工時の工具寿命データを逐次入力して前記
加工可能体積Ｌと切削条件との関係を３次元曲面として
記憶する際の手順や処理内容を、図６のフローチャート
を参照しつつ説明する。なお、図６および以下の各フロ
ーチャートにおいて、点線で囲ったステップは作業者に
よる操作で、実線で囲ったステップは前記計算機１６に
よる処理内容で、両端部を二重線としたステップはＣＡ
Ｍ装置２２による処理内容を表している。

【００３２】図６のステップＳＳ１では、前記入力操作
手段１２により切削条件としての送り速度Ｆ，主軸回転
数Ｓ，切込み断面積（Ｐｒ×Ｐａ）や、実際の加工で使
用した回転切削工具のナンバーＮ_T 、加工精度の分類
ｍ、被削材の材質Ｚ、加工時間Ｈ、工具の単価などを入
力、或いは表示装置１４に表示された選択肢の中から選
択する。工具ナンバーＮ_T や加工精度の分類ｍ、被削材
の材質Ｚは切削諸元に相当する。また、加工時間Ｈは、
回転切削工具を上記切削条件および切削諸元で使用し始
めてから現在までの総加工時間で、加工精度の低下や折
損等により工具寿命に達するまでの時間ではないが、寿
命に達する前にこのようなデータを順次入力すれば、工
具寿命に達するまでの加工時間に関するデータが入力さ
れることになる。なお、工具寿命に達した回転切削工具
について、上記切削条件や切削諸元，加工時間Ｈなどの
データを入力するようにしても良いし、作業者が入力操
作することなく加工機などから自動的に上記データを取
り込むようにすることもできる。

【００３３】ステップＳＳ２では、上記送り速度Ｆ，切
込み断面積（Ｐｒ×Ｐａ），および加工時間Ｈを掛け算
して加工体積Ｌ１を算出し、ステップＳＳ３では、入力
された工具寿命データが既に工具寿命データメモリ１８
に記憶されているか否かを判断する。すなわち、入力さ
れた切削諸元および切削条件における加工可能体積Ｌに
関するデータが、例えば図５に示すデータマップに存在
するか否かを判断するのであり、存在しない場合にはス
テップＳＳ４で上記加工体積Ｌ１を加工可能体積Ｌとし
てデータマップの対応する部分に書き込む。工具寿命デ
ータが既に存在する場合には、ステップＳＳ５で、新た
に入力されたデータすなわち上記加工体積Ｌ１の方がデ
ータマップの加工可能体積Ｌより大きいか否かを判断
し、加工体積Ｌ１の方が大きい場合には、ステップＳＳ
６においてその加工体積Ｌ１にデータマップの内容を書
き換える。そして、ステップＳＳ４またはＳＳ６を実行
した場合には、ステップＳＳ７で、その新たなデータマ
ップに従って前記３次元曲面Ｌ＝ｓ１（Ｆ，Ｓ），Ｌ＝
ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）を生成し直すとともに、その３
次元曲面を工具寿命データメモリ１８に記憶する。

【００３４】次に、所定の切削加工を行う場合に切削条
件を求める際の手順や処理内容を、図７〜図１０のフロ
ーチャートを参照しつつ説明する。図７のステップＳ１
では、切削諸元として使用する回転切削工具の工具ナン
バーＮ_T ，要求加工精度の分類ｍ，被削材の材質Ｚを入
力操作手段１２によって入力する。ステップＳ２では、
ステップＳ１で入力された切削諸元に対応する工具寿命
データ、すなわち前記３次元曲面Ｌ＝ｓ１（Ｆ，Ｓ）お
よびＬ＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）を工具寿命データメモ
リ１８から読み出し、ステップＳ３では、それ等の３次
元曲面から加工可能体積Ｌが最大となる切削条件Ｑp を
算出する。この切削条件Ｑp は、例えば図９に示すよう
にして求められ、先ずステップＳ３−１で曲面Ｌ＝ｓ１
（Ｆ，Ｓ）から加工可能体積Ｌが最大値Ｌmax １となる
主軸回転数Ｓp および送り速度Ｆp を求める。これは、
例えば図４におけるＬ軸と直角な平面を、曲面Ｌ＝ｓ１
（Ｆ，Ｓ）と重ならない上方位置から下降させ、曲面Ｌ
＝ｓ１（Ｆ，Ｓ）と最初に重なった部分の送り速度Ｆ，
主軸回転数Ｓを求めれば良い。次にステップＳ３−２
で、曲面Ｌ＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）からＬ＝Ｌmax １
およびＦ＝Ｆp を満足する部分、言い換えれば、曲面Ｌ
＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）が平面Ｌ＝Ｌmax １および平
面Ｆ＝Ｆp と重なる部分の切込み断面積Ｐｒ×Ｐａを、
切削条件Ｑp の切込み断面積（Ｐｒ×Ｐａ）p として求
める。この切削条件Ｑp を求めるステップＳ３は、第１
発明の一実施例に相当するもので、第３発明の第１工程
であり、計算機１６による一連の信号処理のうちステッ
プＳ２およびＳ３を実行する部分は、第４発明の第１演
算手段である。切削条件Ｑp は、第３発明，第４発明に
おける第１切削条件に相当する。

【００３５】図７に戻って、次のステップＳ４では、上
記切削条件Ｑp をＣＡＭ装置２２に出力し、その切削条
件Ｑp で加工を行う場合の回転切削工具と被削材との相
対移動経路に関する（ＣＡＭデータ）p のうち、実際に
切削加工を行いながら工具と被削材とを相対移動させる
部分の（ＣＬデータ）p をＣＡＭ装置２２によって求め
る。ステップＳ５では、上記（ＣＬデータ）p をＣＡＭ
装置２２から読み込んで総切削長Ｘp を求め、ステップ
Ｓ６において、その総切削長Ｘp を切削条件Ｑp の送り
速度Ｆp で割り算することにより切削時間Ｔcpを算出す
る。そして、ステップＳ７で要求加工時間Ｔokを入力操
作手段１２によって入力すると、ステップＳ８で、上記
切削時間Ｔcpが要求加工時間Ｔok以下か否かを判断し、
Ｔcp＞Ｔokであれば直ちに図８のステップＳ１２以下を
実行するが、Ｔcp≦Ｔokの場合にはステップＳ９を実行
する。要求加工時間Ｔokは、実際に加工を行う際の加工
時間に関する要件で、例えば加工機の空き時間などによ
って定められる。

【００３６】ステップＳ９では、ＣＡＭ装置２２により
非切削の状態で工具と被削材とを相対移動させるエアー
カット部分の移動経路に関するＡＣＬデータを求め、前
記（ＣＬデータ）p と合わせて（ＣＡＭデータ）p を作
成する。ステップＳ１０では、その（ＣＡＭデータ）p
をＣＡＭ装置２２から読み込んで、上記ＡＣＬデータお
よび予め設定されたエアーカット部分の送り速度に基づ
いてエアーカット時間Ｔapを求め、前記切削時間Ｔcpを
加算して加工所要時間Ｔp を算出する。そして、ステッ
プＳ１１でその加工所要時間Ｔp が要求加工時間Ｔok以
下か否かを判断し、Ｔp ≦Ｔokの場合すなわち要求加工
時間Ｔok以内で加工できる場合には、図８のステップＳ
１９で切削条件Ｑp を最適切削条件Ｑo とし、その最適
切削条件Ｑo や加工所要時間Ｔp ，加工に必要な工具使
用本数，工具コストなどをＣＡＭ装置２２に出力する一
方、Ｔp ＞Ｔokであれば図８のステップＳ１２以下を実
行する。工具使用本数は、例えば加工前後の形状データ
をＣＡＭ装置２２から読み込んで、加工前の被削材体積
Ｖa から加工後の被削材体積Ｖb を引き算して加工体積
Ｖを求め、その加工体積Ｖを加工可能体積Ｌmax １で割
り算することによって求められる。上記ステップＳ９は
前記ステップＳ４と共に第３発明の第２工程で、ステッ
プＳ１０はステップＳ５，Ｓ６と共に第３発明の第３工
程で、ステップＳ１１は第３発明の第４工程である。ま
た、ＣＡＭ装置２２による一連の信号処理のうちステッ
プＳ４およびＳ９を実行する部分は、第４発明の第２演
算手段で、計算機１６による一連の信号処理のうちステ
ップＳ５，Ｓ６，およびＳ１０を実行する部分は第４発
明の第３演算手段で、ステップＳ１１を実行する部分は
第４発明の第１判断手段である。（ＣＡＭデータ）p ，
加工所要時間Ｔp は、第３発明，第４発明の第１ＣＡＭ
データ，第１加工所要時間に相当する。

【００３７】ステップＳ８またはＳ１１の判断がＮＯの
場合に実行する図８のステップＳ１２では、加工前後の
形状データをＣＡＭ装置２２から読み込んで、加工前の
被削材体積Ｖa から加工後の被削材体積Ｖb を引き算し
て加工体積Ｖを求め、ステップＳ１３では、その加工体
積Ｖを前記要求加工時間Ｔokで割り算して要求加工能率
Ｅを算出する。これ等のステップＳ１２およびＳ１３は
第２発明のＡ工程、第３発明の第５工程で、計算機１６
による一連の信号処理のうちステップＳ１２およびＳ１
３を実行する部分は第４発明の第４演算手段である。

【００３８】次のステップＳ１４では、上記要求加工能
率Ｅを満足する切削条件の範囲内で、前記ステップＳ２
において読み込んだ工具寿命データ、すなわち前記３次
元曲面Ｌ＝ｓ１（Ｆ，Ｓ）およびＬ＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×
Ｐａ）から加工可能体積Ｌが最大となる切削条件Ｑs を
算出する。この切削条件Ｑｓは、例えば図１０に示すよ
うにして求められ、先ずステップＳ１４−１で、曲面Ｌ
＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）のうちＦ×（Ｐｒ×Ｐａ）の
値が要求加工能率Ｅ以上となる範囲の曲面Ｌ＝ｓ３
（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）を求める。図１１は、曲面Ｌ＝ｓ２
（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）とＬ＝ｓ３（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）との
関係を図示したもので、曲面Ｌ＝ｓ３（Ｆ，Ｐｒ×Ｐ
ａ）は曲面Ｌ＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）の一部である。
次に、ステップＳ１４−２で、上記曲面Ｌ＝ｓ３（Ｆ，
Ｐｒ×Ｐａ）から加工可能体積Ｌが最大値Ｌmax ３とな
る送り速度Ｆs および切込み断面積（Ｐｒ×Ｐａ）s
を、前記ステップＳ３−１と同様にして求め、ステップ
Ｓ１４−３で、曲面Ｌ＝ｓ１（Ｆ，Ｓ）からＬ＝Ｌmax
３およびＦ＝Ｆs を満足する主軸回転数Ｓs を、前記ス
テップＳ３−２と同様にして求める。この切削条件Ｑs
を求めるステップＳ１４は、第１発明の一実施例に相当
するもので、第２発明のＢ工程、第３発明の第６工程で
あり、計算機１６による一連の信号処理のうちステップ
Ｓ２およびＳ１４を実行する部分は第４発明の第５演算
手段である。切削条件Ｑs は、第３発明，第４発明にお
ける第２切削条件に相当する。なお、上記ステップＳ１
４では要求加工能率Ｅをそのまま用いて切削条件Ｑs を
求める場合について説明したが、前記切削条件Ｑp にお
ける加工能率Ｆp ×（Ｐｒ×Ｐａ）p を求めて上記要求
加工能率Ｅと比較し、加工能率Ｆp ×（Ｐｒ×Ｐａ）p
の方が大きい場合には、その加工能率Ｆp ×（Ｐｒ×Ｐ
ａ）p に所定値を加算した値または所定割合だけ高くし
た値を、上記要求加工能率Ｅの代わりに用いて切削条件
Ｑs を求めるようにしても良い。

【００３９】図８に戻って、次のステップＳ１５では、
上記切削条件Ｑs をＣＡＭ装置２２に出力し、その切削
条件Ｑs で加工を行う場合の回転切削工具と被削材との
相対移動経路に関する（ＣＡＭデータ）s をＣＡＭ装置
２２によって求める。また、ステップＳ１６では、上記
（ＣＡＭデータ）s をＣＡＭ装置２２から読み込み、前
記ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ１０と同様にして切削時間Ｔ
csおよびエアーカット時間Ｔasを求めて加工所要時間Ｔ
s （＝Ｔcs＋Ｔas）を算出する。そして、ステップＳ１
７で、その加工所要時間Ｔs が要求加工時間Ｔok以下か
否かを判断し、Ｔs ≦Ｔokの場合すなわち要求加工時間
Ｔok以内で加工できる場合には、ステップＳ１９で切削
条件Ｑs を最適切削条件Ｑo とし、その最適切削条件Ｑ
o や加工所要時間Ｔs ，加工に必要な工具使用本数，工
具コストなどをＣＡＭ装置２２に出力する。また、Ｔs
＞Ｔokの場合は、ステップＳ１８において前記要求加工
能率Ｅを高くし、ステップＳ１７の判断がＹＥＳとなる
まで前記ステップＳ１４以下を繰り返す。ステップＳ１
８では、要求加工能率Ｅを予め定められた一定値、或い
は一定割合だけ高くするものでも良いが、前記要求加工
時間Ｔokから所定値、例えばエアーカット時間Ｔasを差
し引いて前記加工体積Ｖを割り算することにより新たな
要求加工能率Ｅを求めるようにしたり、今回の切削条件
Ｑs における加工能率Ｆs ×（Ｐｒ×Ｐａ）s よりも所
定値だけ高い値または所定割合だけ高い値を新たな要求
加工能率Ｅとしたりするなど、要求加工能率Ｅを大きく
する側へ変更するように適宜定められる。上記ステップ
Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８はそれぞれ第３発明の
第７工程，第８工程，第９工程，第１０工程で、第２発
明の望ましい態様（請求項１に記載の発明）におけるＣ
工程、Ｄ工程、Ｅ工程、Ｆ工程であり、ＣＡＭ装置２２
による一連の信号処理のうちステップＳ１５を実行する
部分は第４発明の第６演算手段で、計算機１６による一
連の信号処理のうちステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８を
実行する部分はそれぞれ第４発明の第７演算手段，第２
判断手段，変更手段である。また、（ＣＡＭデータ）s
，加工所要時間Ｔs は、第３発明，第４発明の第２Ｃ
ＡＭデータ，第２加工所要時間に相当し、第２発明の望
ましい態様（請求項１に記載の発明）におけるＣＡＭデ
ータ，加工所要時間に相当する。

【００４０】このように、本実施例の切削条件設定装置
１０によれば、入力操作手段１２によって使用工具ナン
バーＮ_T などの切削諸元および要求加工時間Ｔokを入力
するだけで、要求加工時間Ｔok以内で加工できる切削条
件の中で最大の加工可能体積Ｌmax １またはＬmax ３が
得られる最適切削条件Ｑo が求められる。すなわち、こ
のようにして求めた最適切削条件Ｑo でＣＡＭ装置２２
によりＮＣプログラムを作成して加工を行えば、上記要
求加工時間Ｔok以内で加工を行うことができる一方、そ
の要求加工時間Ｔok以内で加工を行うことができる切削
条件の中では、工具寿命に達するまでに最大の体積を切
削加工でき、回転切削工具に要するコストを最低にでき
るのである。特に、ＣＡＭ装置２２を利用してエアーカ
ット時間を含めた実際の加工所要時間Ｔp ，Ｔs を求
め、その加工所要時間Ｔp ，Ｔs が要求加工時間Ｔok以
内である場合に、その切削条件Ｑp ，Ｑs を最適切削条
件Ｑo とするようになっているため、要求加工時間Ｔok
以内で確実に加工を終了できる切削条件が求められる。

【００４１】また、要求加工時間Ｔokを考慮することな
く最大の加工可能体積Ｌmax １が得られる切削条件Ｑp
を求め、その切削条件Ｑp で加工を行った場合の加工所
要時間Ｔp が要求加工時間Ｔok以内であれば、要求加工
時間Ｔokを考慮した切削条件Ｑs を求めることなく、そ
の切削条件Ｑp を最適切削条件Ｑo とするようになって
いるため、最初から要求加工時間Ｔokを考慮した切削条
件Ｑs を求める場合に比較して、ステップＳ１４−１で
新たに３次元曲面Ｌ＝ｓ３（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）を生成す
るなどの面倒で無駄な処理が回避され、最適切削条件Ｑ
o を短時間で求めることができる。

【００４２】更に、本実施例では工具寿命データが入力
されることにより、工具寿命データメモリ１８の記憶内
容が順次更新されるようになっているため、切削条件と
加工可能体積Ｌとの関係について予め完全なものを記憶
させておく必要がないとともに、常に最新の工具寿命デ
ータに基づいて最適切削条件Ｑo が求められる。

【００４３】また、本実施例では切削条件Ｑp による加
工が要求加工時間Ｔok以内で行えるか否かを判断する際
に、先ず（ＣＬデータ）p のみを求めて切削時間Ｔcpを
算出し、その切削時間Ｔcpが要求加工時間Ｔokより長い
場合すなわちステップＳ８の判断がＮＯの場合は、ステ
ップＳ９〜Ｓ１１を実行することなくステップＳ１２以
下を実行するようになっているため、常にエアーカット
部分を含めた（ＣＡＭデータ）p を求めるとともに加工
所要時間Ｔp を算出して要求加工時間Ｔokと比較する場
合に比べて、最適切削条件Ｑo を求めるのに必要な時間
が短縮される。

【００４４】また、本実施例では送り速度Ｆおよび切込
み断面積（Ｐｒ×Ｐａ）をパラメータとして加工可能体
積Ｌの３次元曲面Ｌ＝ｓ２（Ｆ，Ｐｒ×Ｐａ）が定めら
れているため、要求加工能率Ｅを満足する範囲で加工可
能体積Ｌが最大となる切削条件Ｑs を求める際の処理
が、図１０に示されているように比較的容易且つ迅速に
行われる利点がある。

【００４５】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。

【００４６】例えば、前記実施例では別体に構成された
ＣＡＭ装置２２が入出力インタフェース回路２０を介し
て計算機１６に接続されていたが、計算機１６にＣＡＭ
装置２２の機能を併せ持たせることも可能である。

【００４７】また、前記実施例では切削条件と加工可能
体積Ｌとの関係が２つの３次元曲面として記憶されるよ
うになっていたが、この切削条件と加工可能体積Ｌとの
関係についての設定方法は適宜定められる。

【００４８】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第４発明のクレーム対応図である。

【図２】第４発明の一実施例である切削条件設定装置の
主要構成を説明するブロック線図である。

【図３】図２における工具寿命データメモリの記憶内容
を説明する図である。

【図４】図３の加工可能体積Ｌと切削条件ＦおよびＳと
の関係を表す３次元曲面Ｌ＝ｓ１（Ｆ，Ｓ）を説明する
図である。

【図５】図４の３次元曲面の元となるデータマップを説
明する図である。

【図６】図２の工具寿命データメモリにデータを入力す
る際の手順および処理内容を説明するフローチャートで
ある。

【図７】図２の切削条件設定装置によって切削条件を求
める際の手順および処理内容を説明するフローチャート
である。

【図８】図７の続きを説明するフローチャートである。

【図９】図７におけるステップＳ３の具体的内容を説明
するフローチャートである。

【図１０】図８におけるステップＳ１４の具体的内容を
説明するフローチャートである。

【図１１】図１０におけるステップＳ１４−１の処理内
容を説明する図である。

【符号の説明】

１０：切削条件設定装置 １２：入力操作手段 １６：計算機 １８：工具寿命データメモリ（記憶手段） ２２：ＣＡＭ装置 Ｑp ：第１切削条件 Ｑs ：第２切削条件 Ｑo ：最適切削条件 （ＣＡＭデータ）p ：第１ＣＡＭデータ （ＣＡＭデータ）s ：第２ＣＡＭデータ，ＣＡＭデータ Ｔp ：第１加工所要時間 Ｔs ：第２加工所要時間，加工所要時間 ステップＳ２，Ｓ３：第１演算手段 ステップＳ３：第１工程 ステップＳ４，Ｓ９：第２工程，第２演算手段 ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ１０：第３工程，第３演算手段 ステップＳ１１：第４工程，第１判断手段 ステップＳ１２，Ｓ１３：Ａ工程，第５工程，第４演算
手段 ステップＳ２，Ｓ１４：第５演算手段 ステップＳ１４：Ｂ工程，第６工程， ステップＳ１５：Ｃ工程，第７工程，第６演算手段 ステップＳ１６：Ｄ工程，第８工程，第７演算手段 ステップＳ１７：Ｅ工程，第９工程，第２判断手段 ステップＳ１８：Ｆ工程，第１０工程，変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−180408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−88545（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転切削工具を軸心まわりに回転駆動し
   つつ該軸心と交差する方向へ被削材に対して相対移動さ
   せながら所定の加工を行う際の切削条件を設定する方法
   であって、 前記所定の加工の加工前後の形状データから加工体積を
   求め、該加工体積を予め定められた要求加工時間で割り
   算して要求加工能率を求めるＡ工程と、 送り速度および切込み断面積を含む切削条件と前記回転
   切削工具が工具寿命に達するまでの加工可能体積とに関
   して予め求められた関係から、前記要求加工能率を満足
   する範囲で前記加工可能体積が最大となる切削条件を求
   めるＢ工程と、 該Ｂ工程で求めた切削条件で前記所定の加工を行う場合
   の前記回転切削工具と前記被削材との相対移動経路に関
   するＣＡＭデータをＣＡＭ装置によって求めるＣ工程
   と、 該ＣＡＭデータから前記Ｂ工程で求めた切削条件で前記
   所定の加工を行う場合に必要な加工所要時間を求めるＤ
   工程と、 該加工所要時間が前記要求加工時間以内か否かを判断
   し、該要求加工時間以内であれば前記Ｂ工程で求めた切
   削条件を最適切削条件とするＥ工程と、 該Ｅ工程で前記加工所要時間が前記要求加工時間より長
   いと判断された場合に、前記Ｂ工程で切削条件を求める
   際の前記要求加工能率を高くするＦ工程と を有すること
   を特徴とする切削条件設定方法。
2. 【請求項２】 回転切削工具を軸心まわりに回転駆動し
   つつ該軸心と交差する方向へ被削材に対して相対移動さ
   せながら所定の加工を行う際の切削条件を設定する方法
   であって、 送り速度および切込み断面積を含む切削条件と前記回転
   切削工具が工具寿命に達するまでの加工可能体積とに関
   して予め求められた関係から、該加工可能体積が最大と
   なる第１切削条件を求める第１工程と、 該第１切削条件で前記所定の加工を行う場合の前記回転
   切削工具と前記被削材との相対移動経路に関する第１Ｃ
   ＡＭデータをＣＡＭ装置によって求める第２工程と、 該第１ＣＡＭデータから前記第１切削条件で前記所定の
   加工を行う場合に必要な第１加工所要時間を求める第３
   工程と、 該第１加工所要時間が予め定められた要求加工時間以内
   か否かを判断し、該要求加工時間以内であれば前記第１
   切削条件を最適切削条件とする第４工程と、 該第４工程で前記第１加工所要時間が前記要求加工時間
   より長いと判断された場合に、前記所定の加工の加工前
   後の形状データから加工体積を求めるとともに該加工体
   積を前記要求加工時間で割り算して要求加工能率を求め
   る第５工程と、 前記予め求められた関係から前記要求加工能率を満足す
   る範囲で前記加工可能体積が最大となる第２切削条件を
   求める第６工程と、 該第２切削条件で前記所定の加工を行う場合の前記回転
   切削工具と前記被削材との相対移動経路に関する第２Ｃ
   ＡＭデータをＣＡＭ装置によって求める第７工程と、 該第２ＣＡＭデータから前記第２切削条件で前記所定の
   加工を行う場合に必要な第２加工所要時間を求める第８
   工程と、 該第２加工所要時間が前記要求加工時間以内か否かを判
   断し、該要求加工時間以内であれば前記第２切削条件を
   最適切削条件とする第９工程と、 該第９工程で前記第２加工所要時間が前記要求加工時間
   より長いと判断された場合に、前記第６工程で前記第２
   切削条件を求める際の前記要求加工能率を高くする第１
   ０工程とを有することを特徴とする切削条件設定方法。
3. 【請求項３】 回転切削工具を軸心まわりに回転駆動し
   つつ該軸心と交差する方向へ被削材に対して相対移動さ
   せながら所定の加工を行う際の切削条件を設定する装置
   であって、 切削諸元および要求加工時間を入力する入力操作手段
   と、 送り速度および切込み断面積を含む切削条件と、前記回
   転切削工具が工具寿命に達するまでの加工可能体積との
   関係が、前記切削諸元に応じて予め記憶される記憶手段
   と、 前記入力操作手段によって入力された切削諸元に対応す
   る切削条件と加工可能体積との関係を前記記憶手段から
   読み出し、該加工可能体積が最大となる第１切削条件を
   求める第１演算手段と、 該第１切削条件で前記所定の加工を行う場合の前記回転
   切削工具と前記被削材との相対移動経路に関する第１Ｃ
   ＡＭデータを予め定められたＣＡＭプログラムに従って
   求める第２演算手段と、 該第１ＣＡＭデータから前記第１切削条件で前記所定の
   加工を行う場合に必要な第１加工所要時間を求める第３
   演算手段と、 該第１加工所要時間が前記入力操作手段によって入力さ
   れた要求加工時間以内か否かを判断し、該要求加工時間
   以内であれば前記第１切削条件を最適切削条件とする第
   １判断手段と、 該第１判断手段により前記第１加工所要時間が前記要求
   加工時間より長いと判断された場合に、予め設定された
   前記所定の加工の加工前後の形状データから加工体積を
   求めるとともに、該加工体積を前記要求加工時間で割り
   算して要求加工能率を求める第４演算手段と、 前記入力操作手段によって入力された切削諸元に対応す
   る切削条件と加工可能体積との関係を前記記憶手段から
   読み出し、前記要求加工能率を満足する範囲で該加工可
   能体積が最大となる第２切削条件を求める第５演算手段
   と、 該第２切削条件で前記所定の加工を行う場合の前記回転
   切削工具と前記被削材との相対移動経路に関する第２Ｃ
   ＡＭデータを前記ＣＡＭプログラムに従って求める第６
   演算手段と、 該第２ＣＡＭデータから前記第２切削条件で前記所定の
   加工を行う場合に必要な第２加工所要時間を求める第７
   演算手段と、 該第２加工所要時間が前記入力操作手段によって入力さ
   れた要求加工時間以内か否かを判断し、該要求加工時間
   以内であれば前記第２切削条件を最適切削条件とする第
   ２判断手段と、 該第２判断手段により前記第２加工所要時間が前記要求
   加工時間より長いと判断された場合に、前記第５演算手
   段によって前記第２切削条件が求められる際の前記要求
   加工能率を高くする変更手段とを有することを特徴とす
   る切削条件設定装置。