JP3173808B2 - 工具姿勢制御データ生成装置 - Google Patents
工具姿勢制御データ生成装置Info
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- JP3173808B2 JP3173808B2 JP07175891A JP7175891A JP3173808B2 JP 3173808 B2 JP3173808 B2 JP 3173808B2 JP 07175891 A JP07175891 A JP 07175891A JP 7175891 A JP7175891 A JP 7175891A JP 3173808 B2 JP3173808 B2 JP 3173808B2
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- tool
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械におけ
る工具の姿勢を制御するためのデータを生成する工具姿
勢制御データ生成装置に係わり、特に刃先全体を一様に
使用することによって工具の取替え頻度を低減するよう
に工具姿勢を制御するためのデータを生成するものに関
する。
る工具の姿勢を制御するためのデータを生成する工具姿
勢制御データ生成装置に係わり、特に刃先全体を一様に
使用することによって工具の取替え頻度を低減するよう
に工具姿勢を制御するためのデータを生成するものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂成形あるいはプレス成形に使用され
る金型等の自由曲面の組合せで形成された加工対象物の
曲面の加工にはいわゆる数値制御工作機械が使用され、
曲面加工用としてボールエンドミルが使用されている。
しかしながら現在一般的に使用されている数値制御加工
においては１つの曲面を加工する間は工具と加工対象物
の相対的な姿勢が一定に維持されるため、工具刃先の一
部分のみが磨耗し、工具刃先の他の部分はまだ切削可能
であるにも係わらず工具を交換しなければならない。
る金型等の自由曲面の組合せで形成された加工対象物の
曲面の加工にはいわゆる数値制御工作機械が使用され、
曲面加工用としてボールエンドミルが使用されている。
しかしながら現在一般的に使用されている数値制御加工
においては１つの曲面を加工する間は工具と加工対象物
の相対的な姿勢が一定に維持されるため、工具刃先の一
部分のみが磨耗し、工具刃先の他の部分はまだ切削可能
であるにも係わらず工具を交換しなければならない。
【０００３】図１０はボールエンドミルの刃先を示す図
であって半円状の刃先は全体が切削可能であるにもかか
わらず、一定の姿勢を維持した場合には例えばＸ1 ある
いはＸ2 で示した範囲のみが切削に使用されこの部分が
磨耗してしまえば工具を交換しなければならない。この
ため以下のような問題がある。
であって半円状の刃先は全体が切削可能であるにもかか
わらず、一定の姿勢を維持した場合には例えばＸ1 ある
いはＸ2 で示した範囲のみが切削に使用されこの部分が
磨耗してしまえば工具を交換しなければならない。この
ため以下のような問題がある。
【０００４】１）工具の取り付け誤差あるいは工具のバ
ラツキ等のために工具の交換前後で加工面に段差が生じ
る。 ２）工具交換の頻度が増加し段取り時間が増す。 ３）工具を多数使用することとなり工具費用がかかる。 工具の干渉を避けるために制御軸を４軸以上とし１つの
曲面を加工する場合にも工具の姿勢を制御するものも実
用化されている。
ラツキ等のために工具の交換前後で加工面に段差が生じ
る。 ２）工具交換の頻度が増加し段取り時間が増す。 ３）工具を多数使用することとなり工具費用がかかる。 工具の干渉を避けるために制御軸を４軸以上とし１つの
曲面を加工する場合にも工具の姿勢を制御するものも実
用化されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場合
にも、工具の姿勢は工具と加工対象物との干渉が発生す
ることを防止するように制御されるため工具刃先の一部
分のみが磨耗し工具交換の回数が増加することを防ぐこ
とはできない。工具刃先全体を使用するように姿勢を制
御するためには、操作員が多くの条件を入力することが
必要となり制御プログラムの完成に長時間を要する。
にも、工具の姿勢は工具と加工対象物との干渉が発生す
ることを防止するように制御されるため工具刃先の一部
分のみが磨耗し工具交換の回数が増加することを防ぐこ
とはできない。工具刃先全体を使用するように姿勢を制
御するためには、操作員が多くの条件を入力することが
必要となり制御プログラムの完成に長時間を要する。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あって、工具刃先全体を使用することによって、工具交
換の回数を低減することを可能とした工具姿勢制御デー
タの生成装置を提案することを目的とする。
あって、工具刃先全体を使用することによって、工具交
換の回数を低減することを可能とした工具姿勢制御デー
タの生成装置を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る工具
姿勢制御データ生成装置の基本構成図であって、第１の
発明は、三次元加工対象物の端点の座標から加工対象面
の形状を生成するモデリング手段１０１と、モデリング
手段１０１で生成された加工対象面に対する加工条件、
加工に使用する工具に関する予め定められた所定の工具
条件および工具を取り付ける少くとも３軸制御が可能な
加工機械に関する予め定められた所定の加工機械条件と
に基づいて工具刃先の軌跡を演算する工具刃先軌跡演算
手段１０２と、工具刃先軌跡演算手段１０２で演算され
た工具刃先の軌跡に加工条件および機械条件とを付加し
て少なくとも三軸制御が可能な加工機械用の制御データ
を生成する制御データ出力手段１０３と、からなり、工
具刃先軌跡演算手段１０２中に、工具および加工機械が
三次元加工対象物と干渉せずに加工対象面を加工するそ
の先端に円弧状に刃先が形成された一本の工具の刃先と
加工対象面との相対的な姿勢を制御するためのデータを
生成する姿勢制御データ生成手段１０２１と、姿勢制御
データ生成手段１０２１により生成された姿勢制御デー
タに基づいて工具で加工対象面を加工したときに円弧状
刃先のうち現在加工対象面に接触している部分である現
接触部分の消耗率（現接触部分で切削可能な面積（又は
長さ）に対する現接触部分の実際に切削面積（又は長
さ）の比）を評価する工具刃先消耗率評価手段１０２２
と、工具刃先消耗率評価手段１０２２で評価された消耗
率が所定の閾値以上となったときに現接触部分に隣接す
る円弧状刃先部分が加工対象面へ接触するように工具刃
先と加工対象面との相対的な姿勢を変更する工具刃先姿
勢変更手段１０２３と、を設ける。第２の発明は工具刃
先軌跡演算手段中に、工具および加工機械が三次元加工
対象物と干渉せずに加工対象面を加工するその先端に円
弧状に刃先が形成された一本の工具の刃先と加工対象面
との相対的な姿勢を制御するためのデータを生成する姿
勢制御データ生成手段１０２１と、姿勢制御データ生成
手段１０２１により生成された姿勢制御データに基づい
て該工具で加工対象面を加工したときに円弧状刃先のう
ち現在加工対象面に接触している部分である現接触部分
の消耗率を評価する工具刃先消耗率評価手段１０２２
と、工具刃先消耗率評価手段で評価され た消耗率が所定
の閾値以上となったときに工具刃先と加工対象面との相
対的な姿勢を変更する工具刃先姿勢変更手段１０２３
と、を設ける。
姿勢制御データ生成装置の基本構成図であって、第１の
発明は、三次元加工対象物の端点の座標から加工対象面
の形状を生成するモデリング手段１０１と、モデリング
手段１０１で生成された加工対象面に対する加工条件、
加工に使用する工具に関する予め定められた所定の工具
条件および工具を取り付ける少くとも３軸制御が可能な
加工機械に関する予め定められた所定の加工機械条件と
に基づいて工具刃先の軌跡を演算する工具刃先軌跡演算
手段１０２と、工具刃先軌跡演算手段１０２で演算され
た工具刃先の軌跡に加工条件および機械条件とを付加し
て少なくとも三軸制御が可能な加工機械用の制御データ
を生成する制御データ出力手段１０３と、からなり、工
具刃先軌跡演算手段１０２中に、工具および加工機械が
三次元加工対象物と干渉せずに加工対象面を加工するそ
の先端に円弧状に刃先が形成された一本の工具の刃先と
加工対象面との相対的な姿勢を制御するためのデータを
生成する姿勢制御データ生成手段１０２１と、姿勢制御
データ生成手段１０２１により生成された姿勢制御デー
タに基づいて工具で加工対象面を加工したときに円弧状
刃先のうち現在加工対象面に接触している部分である現
接触部分の消耗率（現接触部分で切削可能な面積（又は
長さ）に対する現接触部分の実際に切削面積（又は長
さ）の比）を評価する工具刃先消耗率評価手段１０２２
と、工具刃先消耗率評価手段１０２２で評価された消耗
率が所定の閾値以上となったときに現接触部分に隣接す
る円弧状刃先部分が加工対象面へ接触するように工具刃
先と加工対象面との相対的な姿勢を変更する工具刃先姿
勢変更手段１０２３と、を設ける。第２の発明は工具刃
先軌跡演算手段中に、工具および加工機械が三次元加工
対象物と干渉せずに加工対象面を加工するその先端に円
弧状に刃先が形成された一本の工具の刃先と加工対象面
との相対的な姿勢を制御するためのデータを生成する姿
勢制御データ生成手段１０２１と、姿勢制御データ生成
手段１０２１により生成された姿勢制御データに基づい
て該工具で加工対象面を加工したときに円弧状刃先のう
ち現在加工対象面に接触している部分である現接触部分
の消耗率を評価する工具刃先消耗率評価手段１０２２
と、工具刃先消耗率評価手段で評価され た消耗率が所定
の閾値以上となったときに工具刃先と加工対象面との相
対的な姿勢を変更する工具刃先姿勢変更手段１０２３
と、を設ける。
【０００８】
【作用】本発明によれば、工具および加工機械と加工面
が干渉しない範囲で工具刃先角度が変更され工具刃先全
体を使用するように工具刃先と加工面の相対的な姿勢が
制御される。
が干渉しない範囲で工具刃先角度が変更され工具刃先全
体を使用するように工具刃先と加工面の相対的な姿勢が
制御される。
【０００９】
【実施例】図２は本発明に係る工具姿勢制御データ生成
装置のハードウエア構成図であって、バス２０１を中心
として演算を実行するＣＰＵ２０２、メモリ２０３、３
組のディスクメモリ２０４、２０８および２１０、３組
のディスクインターフェイス２０５、２０９および２１
１、キーボードおよびディスプレイからなる端末２０
６、端末インターフェイス２０７から構成される。
装置のハードウエア構成図であって、バス２０１を中心
として演算を実行するＣＰＵ２０２、メモリ２０３、３
組のディスクメモリ２０４、２０８および２１０、３組
のディスクインターフェイス２０５、２０９および２１
１、キーボードおよびディスプレイからなる端末２０
６、端末インターフェイス２０７から構成される。
【００１０】例えば金型である加工材料の形状に関する
データは、例えば加工材料のある基準点を原点とする直
角座標系で表した加工材料の形状の各頂点の座標という
形式で第２のディスクメモリ２０８に記憶されており、
この加工材料の各頂点のデータから加工材料の加工面の
モデルが生成され、端末２０６のディスプレイに表示さ
れる。
データは、例えば加工材料のある基準点を原点とする直
角座標系で表した加工材料の形状の各頂点の座標という
形式で第２のディスクメモリ２０８に記憶されており、
この加工材料の各頂点のデータから加工材料の加工面の
モデルが生成され、端末２０６のディスプレイに表示さ
れる。
【００１１】なお加工材料の頂点の座標の１部を修正す
る場合には端末２０６のキーボードから直接変更座標デ
ータを入力することも可能である。第１のディスクメモ
リ２０４には加工条件、工具条件、機械条件および仕上
げ面条件データが記憶されている。加工条件とはボール
エンドでの加工代、加工方向、加工範囲等の条件を設定
するデータ、工具条件とは工具の長さ、直径および工具
寿命に関するデータ、機械条件とは加工機械に取り付け
られた工具と加工面との相対的な姿勢制御可能範囲を設
定するデータ、仕上げ面条件データとは一方向の加工完
了後工具を移動させて次の加工を行う際の移動ピッチ等
をいう。
る場合には端末２０６のキーボードから直接変更座標デ
ータを入力することも可能である。第１のディスクメモ
リ２０４には加工条件、工具条件、機械条件および仕上
げ面条件データが記憶されている。加工条件とはボール
エンドでの加工代、加工方向、加工範囲等の条件を設定
するデータ、工具条件とは工具の長さ、直径および工具
寿命に関するデータ、機械条件とは加工機械に取り付け
られた工具と加工面との相対的な姿勢制御可能範囲を設
定するデータ、仕上げ面条件データとは一方向の加工完
了後工具を移動させて次の加工を行う際の移動ピッチ等
をいう。
【００１２】なおこれらの条件・データは端末２０６の
キーボードからも変更可能なように構成されている。そ
してこれらの条件に基づいて演算生成された工具姿勢制
御データは第３のディスクメモリ２１０に出力され、加
工機械の実際の制御に使用される。なお加工面が曲面で
ある場合には適当な大きさの平面に分割して加工するこ
とができる。
キーボードからも変更可能なように構成されている。そ
してこれらの条件に基づいて演算生成された工具姿勢制
御データは第３のディスクメモリ２１０に出力され、加
工機械の実際の制御に使用される。なお加工面が曲面で
ある場合には適当な大きさの平面に分割して加工するこ
とができる。
【００１３】図３は本発明に係る工具姿勢制御データ生
成装置で実行されるデータ生成ルーチンのフローチャー
トであって、いわゆるバッチ処理として実行される。ま
ず第２のディスクメモリ２０８に記憶された、あるいは
端末２０６のキーボードから入力された加工材料の各頂
点の座標データを読み込む（ステップ３０１）。
成装置で実行されるデータ生成ルーチンのフローチャー
トであって、いわゆるバッチ処理として実行される。ま
ず第２のディスクメモリ２０８に記憶された、あるいは
端末２０６のキーボードから入力された加工材料の各頂
点の座標データを読み込む（ステップ３０１）。
【００１４】このデータに基づき加工面のモデルを生成
する（ステップ３０２）。このモデルは端末２０６のデ
ィスプレイに３次元的に表示することも可能である。つ
ぎに第１のディスクメモリ２０４に記憶されたあるいは
端末２０６のキーボードから入力された加工条件、工具
条件、機械条件および仕上げ面条件データを読み取り
（ステップ３０３）、工具刃先の軌跡を演算する（ステ
ップ３０４）。
する（ステップ３０２）。このモデルは端末２０６のデ
ィスプレイに３次元的に表示することも可能である。つ
ぎに第１のディスクメモリ２０４に記憶されたあるいは
端末２０６のキーボードから入力された加工条件、工具
条件、機械条件および仕上げ面条件データを読み取り
（ステップ３０３）、工具刃先の軌跡を演算する（ステ
ップ３０４）。
【００１５】工具刃先の軌跡を工作機械の数値制御用の
コードに変換して第３のディスクメモリ２１０に書き出
す。図４はステップ３０４の工具寿命演算の詳細を示す
フローチャートである。まず加工する加工面を選択する
（ステップ３０４１）。つぎに工具刃先が加工面に接触
する工具刃先角度を設定する（ステップ３０４２）。こ
こで工具刃先角度とは工具中心軸と、工具と加工面の接
点における法線とがなす角度をいう。
コードに変換して第３のディスクメモリ２１０に書き出
す。図４はステップ３０４の工具寿命演算の詳細を示す
フローチャートである。まず加工する加工面を選択する
（ステップ３０４１）。つぎに工具刃先が加工面に接触
する工具刃先角度を設定する（ステップ３０４２）。こ
こで工具刃先角度とは工具中心軸と、工具と加工面の接
点における法線とがなす角度をいう。
【００１６】この工具刃先角度で加工面を加工した場合
に工具あるいは加工機械と加工面との間に干渉が発生す
るか否かを検査する（ステップ３０４３）。干渉が発生
するか否かの検査方法としては種々の方法が既に知られ
ているが例えば工具軸を中心とする円筒状の工具モデル
を作成し、この工具モデルが加工材料のモデル内を通過
するか否かによって干渉を検査することが可能である。
に工具あるいは加工機械と加工面との間に干渉が発生す
るか否かを検査する（ステップ３０４３）。干渉が発生
するか否かの検査方法としては種々の方法が既に知られ
ているが例えば工具軸を中心とする円筒状の工具モデル
を作成し、この工具モデルが加工材料のモデル内を通過
するか否かによって干渉を検査することが可能である。
【００１７】そして干渉が発生する場合には肯定判定さ
れ、工具刃先角度を変更して（ステップ３０４４）、再
度干渉を検査する。干渉がない場合には否定判定され、
加工刃先の消耗率を評価する（ステップ３０４５）。こ
こで加工刃先の消耗率とは刃先の加工面への接触部分で
切削可能な加工面積（または加工長）に対する実際の切
削面積（または実際の加工長）の割合として定義され
る。
れ、工具刃先角度を変更して（ステップ３０４４）、再
度干渉を検査する。干渉がない場合には否定判定され、
加工刃先の消耗率を評価する（ステップ３０４５）。こ
こで加工刃先の消耗率とは刃先の加工面への接触部分で
切削可能な加工面積（または加工長）に対する実際の切
削面積（または実際の加工長）の割合として定義され
る。
【００１８】次にこの刃先消耗率が“１”を越えたか否
かを判定する（ステップ３０４６）。刃先消耗率が
“１”を越えた場合には、肯定判定され工具刃先と加工
面の相対的な姿勢を変更する（ステップ３０４７）。刃
先消耗率が“１”を越えていない場合は、否定判定され
全加工面の加工が終了しているか否かを判定する（ステ
ップ３０４８）。そして全加工面の加工が終了していな
い場合にはこのルーチンの最初に戻る。図５はＳ1 、Ｓ
2 、Ｓ3 、Ｓ4 およびＳ5 の５面で構成される金型の上
面図（ａ）および斜視図（ｂ）であって、この金型の各
面を５軸姿勢制御工作機械によりボールエンドミルで加
工する場合を考える。
かを判定する（ステップ３０４６）。刃先消耗率が
“１”を越えた場合には、肯定判定され工具刃先と加工
面の相対的な姿勢を変更する（ステップ３０４７）。刃
先消耗率が“１”を越えていない場合は、否定判定され
全加工面の加工が終了しているか否かを判定する（ステ
ップ３０４８）。そして全加工面の加工が終了していな
い場合にはこのルーチンの最初に戻る。図５はＳ1 、Ｓ
2 、Ｓ3 、Ｓ4 およびＳ5 の５面で構成される金型の上
面図（ａ）および斜視図（ｂ）であって、この金型の各
面を５軸姿勢制御工作機械によりボールエンドミルで加
工する場合を考える。
【００１９】なお工具の刃先と加工面とがなす相対的な
角度を３軸以上の自由度をもって制御可能な加工機械に
おいては、加工面は平面であり工具刃先が加工面を直線
的に加工するものとしても一般性を失わない。図６は５
軸姿勢制御可能な加工機械の工具近傍の拡大図であっ
で、刃先６０１の姿勢はＸＹＺ方向への移動に加えてＣ
軸回りの回転およびＡ軸回りの回転が制御できるものと
し、刃先６０１と加工面６０２との接触はアーム長Ｌを
変更することにより可能なものとする。
角度を３軸以上の自由度をもって制御可能な加工機械に
おいては、加工面は平面であり工具刃先が加工面を直線
的に加工するものとしても一般性を失わない。図６は５
軸姿勢制御可能な加工機械の工具近傍の拡大図であっ
で、刃先６０１の姿勢はＸＹＺ方向への移動に加えてＣ
軸回りの回転およびＡ軸回りの回転が制御できるものと
し、刃先６０１と加工面６０２との接触はアーム長Ｌを
変更することにより可能なものとする。
【００２０】従って加工面６０２の水平面となす角度α
は加工面によって定まるから、Ａ軸回りの回転角度βを
適切に設定することによって工具刃先角度γは次式によ
り決定される。 γ＝α−β （１） この場合には工具および加工機械と加工面との干渉は、
（１）式で決定された工具刃先角度γで加工面を加工し
た場合に工具６０３のモデルである円筒が加工材料の内
部を通過するか否かを判断することによって検査され
る。
は加工面によって定まるから、Ａ軸回りの回転角度βを
適切に設定することによって工具刃先角度γは次式によ
り決定される。 γ＝α−β （１） この場合には工具および加工機械と加工面との干渉は、
（１）式で決定された工具刃先角度γで加工面を加工し
た場合に工具６０３のモデルである円筒が加工材料の内
部を通過するか否かを判断することによって検査され
る。
【００２１】図７は金型のＩ−Ｉ断面であって、加工面
Ｓ1 およびＳ2 についての干渉検査の結果、Ｓ1 面を加
工する場合には工具刃先をＡからＢまでの間のθＳ1 の
範囲で刃先と加工面の相対姿勢が干渉なしに制御可能で
あることを、Ｓ3 面を加工する場合には工具刃先をＣか
らＤまでの間のθＳ3 の範囲で刃先と加工面の相対姿勢
が干渉なしに制御可能であることを示している。
Ｓ1 およびＳ2 についての干渉検査の結果、Ｓ1 面を加
工する場合には工具刃先をＡからＢまでの間のθＳ1 の
範囲で刃先と加工面の相対姿勢が干渉なしに制御可能で
あることを、Ｓ3 面を加工する場合には工具刃先をＣか
らＤまでの間のθＳ3 の範囲で刃先と加工面の相対姿勢
が干渉なしに制御可能であることを示している。
【００２２】図８は図５に示す金型の各面を加工すると
きに干渉することなく刃先を使用できる範囲を示す図で
あってハッチングをほどこしたＡL からＡV の部分、角
度でφ（９０°）が刃先使用可能範囲を示す。例えば面
Ｓ1 を加工する場合はφＳ1 の角度が使用可能範囲であ
ることを示す。図９は工具刃先６０１と加工面６０２の
接触部分の拡大図であって、加工面を加工代をｔとする
ためには刃先を角度δだけ使用する必要があることを示
す。
きに干渉することなく刃先を使用できる範囲を示す図で
あってハッチングをほどこしたＡL からＡV の部分、角
度でφ（９０°）が刃先使用可能範囲を示す。例えば面
Ｓ1 を加工する場合はφＳ1 の角度が使用可能範囲であ
ることを示す。図９は工具刃先６０１と加工面６０２の
接触部分の拡大図であって、加工面を加工代をｔとする
ためには刃先を角度δだけ使用する必要があることを示
す。
【００２３】なおδは次式によって決定される。 δ＝cos -1（１−ｔ／Ｒ） （２） ただしＲ＝刃先半径 即ち加工代ｔの加工で刃先の角度δを使用し、その加工
面の加工のために刃先φが使用可能であるとすれば、工
具刃先と加工面の相対的な姿勢をｎ＝（φ／δ）回変更
することができることとなる。図９の場合にはδ度毎に
ｎ＝６回姿勢を変更することが可能である。そして一般
的には工具刃先角度が９０°に近くなる姿勢から優先的
に選択する。
面の加工のために刃先φが使用可能であるとすれば、工
具刃先と加工面の相対的な姿勢をｎ＝（φ／δ）回変更
することができることとなる。図９の場合にはδ度毎に
ｎ＝６回姿勢を変更することが可能である。そして一般
的には工具刃先角度が９０°に近くなる姿勢から優先的
に選択する。
【００２４】そして第ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の姿勢が選
択された場合の消耗率σ（ｉ）は刃先の加工可能長さＬ
life（ｉ）（あるいは面積Ｓlife（ｉ））と実際に加工
した加工長Ｌact （ｉ）（あるいは面積Ｓact （ｉ））
との比率として次式で評価できる。 σ（ｉ）＝Ｌact （ｉ）／Ｌlife（ｉ）（あるいはＳact ／Ｓlife）（３） そしてこの消耗率σ（ｉ）が“１”より大となったとき
に工具刃先設定角度を使用範囲φの範囲内でδだけ変更
する。
択された場合の消耗率σ（ｉ）は刃先の加工可能長さＬ
life（ｉ）（あるいは面積Ｓlife（ｉ））と実際に加工
した加工長Ｌact （ｉ）（あるいは面積Ｓact （ｉ））
との比率として次式で評価できる。 σ（ｉ）＝Ｌact （ｉ）／Ｌlife（ｉ）（あるいはＳact ／Ｓlife）（３） そしてこの消耗率σ（ｉ）が“１”より大となったとき
に工具刃先設定角度を使用範囲φの範囲内でδだけ変更
する。
【００２５】さらに次式で定義される合計の消耗率σ
total が“１”以上となればφの範囲の刃先は消耗した
もとして工具交換を行う。 σtotal ＝Σσ（ｉ）／ｎ （４） ただし合計はｉ＝１からｎについて実行する。実施例に
おいては工具刃先と加工面との相対的な姿勢を５軸で制
御する場合を説明したが、刃先と加工面の相対的な角度
を変更できるものであれば５軸制御であることは限定条
件とならないことは明らかである。
total が“１”以上となればφの範囲の刃先は消耗した
もとして工具交換を行う。 σtotal ＝Σσ（ｉ）／ｎ （４） ただし合計はｉ＝１からｎについて実行する。実施例に
おいては工具刃先と加工面との相対的な姿勢を５軸で制
御する場合を説明したが、刃先と加工面の相対的な角度
を変更できるものであれば５軸制御であることは限定条
件とならないことは明らかである。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば工具刃先の加工可能範囲
を全て使用可能となるため、１本の工具で加工できる面
積が増大する。従って工具交換により生じていた加工面
の段差の発生が抑制され後処理工程が減少するばかりで
なく、加工時間の短縮も達成することができる。
を全て使用可能となるため、１本の工具で加工できる面
積が増大する。従って工具交換により生じていた加工面
の段差の発生が抑制され後処理工程が減少するばかりで
なく、加工時間の短縮も達成することができる。
【図１】図１は本発明に係る工具姿勢制御データ生成装
置の基本構成図である。
置の基本構成図である。
【図２】図２は本発明に係る工具姿勢制御データ生成装
置の１実施例のハードウエア構成図である。
置の１実施例のハードウエア構成図である。
【図３】図３は姿勢制御データ生成ルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】図４は工具刃先軌跡演算ルーチンのフローチャ
ートである。
ートである。
【図５】図５は金型の上面図および斜視図である。
【図６】図６は５軸姿勢制御可能な加工機械の工具近傍
の拡大図である。
の拡大図である。
【図７】図７は金型のＩ−Ｉ断面である。
【図８】図８は各面を加工するときの刃先使用範囲を示
す図である。
す図である。
【図９】図９は工具刃先と加工面の接触部分の拡大図で
ある。
ある。
【図１０】図１０はボールエンドミルの刃先を示す図で
ある。
ある。
１０１…モデリング手段 １０２…軌跡演算手段 １０３…制御データ出力手段 １０２１…姿勢制御データ生成手段 １０２２…工具刃先消耗率評価手段 １０２３…工具刃先姿勢変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−35485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−176709（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−9403（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−32870（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭47−36436（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46
Claims (2)
- 【請求項１】 三次元加工対象物の端点の座標から加工
対象面の形状を生成するモデリング手段と、 該モデリング手段で生成された加工対象面に対する加工
条件、加工に使用する工具に関する予め定められた所定
の工具条件および工具を取り付ける少くとも３軸制御が
可能な加工機械に関する予め定められた所定の加工機械
条件とに基づいて工具刃先の軌跡を演算する工具刃先軌
跡演算手段と、 該工具刃先軌跡演算手段で演算された工具刃先の軌跡に
該加工条件および機械条件とを付加して該少なくとも３
軸制御が可能な加工機械用の制御データを生成する制御
データ出力手段と、からなる工具姿勢制御データ生成装
置において、 前記工具刃先軌跡演算手段中に、 工具および加工機械が三次元加工対象物と干渉せずに加
工対象面を加工する、その先端に円弧状に刃先が形成さ
れた一本の工具の刃先と加工対象面との相対的な姿勢を
制御するためのデータを生成する姿勢制御データ生成手
段と、 該姿勢制御データ生成手段により生成された姿勢制御デ
ータに基づいて該工具で加工対象面を加工したときに該
円弧状刃先のうち現在加工対象面に接触している部分で
ある現接触部分の消耗率（現接触部分で切削可能な面積
（又は長さ）に対する現接触部分の実際に切削面積（又
は長さ）の比）を評価する工具刃先消耗率評価手段と、 該工具刃先消耗率評価手段で評価された消耗率が所定の
閾値以上となったときに、現接触部分に隣接する円弧状
刃先部分が加工対象面へ接触するように工具刃先と加工
対象面との相対的な姿勢を変更する工具刃先姿勢変更手
段と、を設けることを特徴とした工具姿勢制御データ生
成装置。 - 【請求項２】 三次元加工対象物の端点の座標から加工
対象面の形状を生成するモデリング手段と、 該モデリング手段で生成された加工対象面に対する加工
条件、加工に使用する工具に関する予め定められた所定
の工具条件および工具を取り付ける少くとも３軸制御が
可能な加工機械に関する予め定められた所定の加工機械
条件とに基づいて工具刃先の軌跡を演算する工具刃先軌
跡演算手段と、 該工具刃先軌跡演算手段で演算された工具刃先の軌跡に
該加工条件および機械条件とを付加して少なくとも三軸
制御が可能な加工機械用の制御データを生成する制御デ
ータ出力手段と、からなる工具姿勢制御データ生成装置
において、 前記工具刃先軌跡演算手段中に、 工具および加工機械が三次元加工対象物と干渉せずに加
工対象面を加工する、その先端に円弧状に刃先が形成さ
れた一本の工具の刃先と加工対象面との相対的な姿勢を
制御するためのデータを生成する姿勢制御データ生成手
段と、 該姿勢制御データ生成手段により生成された姿勢制御デ
ータに基づいて該工具で加工対象面を加工したときに該
円弧状刃先のうち現在加工対象面に接触している部分で
ある現接触部分の消耗率を評価する工具刃先消耗率評価
手段と、 該工具刃先消耗率評価手段で評価された消耗率が所定の
閾値以上となったときに工具刃先と加工対象面との相対
的な姿勢を変更する工具刃先姿勢変更手段と、を設ける
ことを特徴とした工具姿勢制御データ生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07175891A JP3173808B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 工具姿勢制御データ生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07175891A JP3173808B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 工具姿勢制御データ生成装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH058148A JPH058148A (ja) | 1993-01-19 |
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Family
ID=13469763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07175891A Expired - Fee Related JP3173808B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 工具姿勢制御データ生成装置 |
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| JP (1) | JP3173808B2 (ja) |
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-
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- 1991-04-04 JP JP07175891A patent/JP3173808B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH058148A (ja) | 1993-01-19 |
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