JP3264054B2 - Ｎｃ文作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ工作機械のＮＣ文
を自動作成するＮＣ文作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械は、作業者が手動で行って
いた工作機械の諸操作が自動化されるばかりでなく、手
動操作では困難な加工をも行えるようになることから、
最近ではあらゆる種類の工作機械にＮＣ制御が用いられ
ている。

【０００３】このＮＣ工作機械に用いられるＮＣ文の作
成は、近年、設計データによるワークの完成形状から、
プログラマーがワークの形状や材質、工具の種類などの
基本データを入力することで、コンピュータ処理によ
り、工具経路、切削条件などのＮＣ文を自動作成するこ
とが行われるようになってきた。また、プログラマーの
手を介さずに、設計時のＣＡＤやＣＡＭシステム上のデ
ータから直接ＮＣ文を自動作成するような方法も試行さ
れている。

【０００４】従来のＮＣ文作成方法として、例えば特開
平２−２５２００３号公報には、２段ドリル加工用のＮ
Ｃ文の作成方法が開示されている。この方法は、図８に
示すような２段ドリル穴の加工において、入力された加
工形状データおよび加工条件データから、径の大きい一
段目のドリル穴５０を開口した後に、径の小さい２段目
のドリル穴５１を開口するとき、一段目ドリル加工で開
けた穴の底部付近Ｐ２まで２段目ドリルを早送りするＮ
Ｃ文の作成方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＮＣ文作成方法では、多段穴を開ける場合
に、一度に２段もしくはそれ以上の加工ができるステッ
プツールを用いた場合に対する考慮がなされていない。
また、加工順の変更を意識した作成方法となっておら
ず、例えば上述の方法において、先に径の小さい方のド
リル穴を開けて、後から大きい方の穴あけを行う場合に
は用いることができないという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、多段穴加工などを行う
ツールとしてステップツールを用いた場合でも適切なＮ
Ｃ文を作成することができ、また、任意に設定した加工
順や加工順の変更に対応することが可能なＮＣ文作成方
法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記諸目的を達成するた
めの本発明は、ＮＣ工作機械によりワークに多段穴加工
を行うためのＮＣ文の作成方法において、前記ワークの
完成形状を入力する段階と、該ワークの完成形状から前
記多段穴における一加工単位ごとの加工部位を認識する
段階と、該加工部位のそれぞれについてオフセット量、
エアカット量および加工深さを算出する段階と、前記加
工部位を加工する加工順を決定する段階と、該加工順ご
との切削送りでの加工開始位置を、該加工順に設定され
ている加工部位におけるワーク表面からの距離と、全加
工部位におけるワーク表面からの距離とを比較して、比
較結果が該加工順より前に行う加工順に該加工部位より
ワーク表面により近い加工部位がない場合には、全加工
部位中、最もワーク表面に近い加工部位のオフセット量
およびエアカット量をもとに該加工順での加工開始位置
を算出し、比較結果が該加工順より前に行う加工順に該
加工部位よりワーク表面により近い加工部位がある場合
には、該加工順より前の加工順の中でワーク表面から最
も遠い距離の加工部位より一つ遠い距離にある加工部位
のオフセット量およびエアカット量をもとに該加工順で
の加工開始位置を算出する段階と、該加工順に複数の加
工部位が設定されている場合に、前記算出された加工開
始位置のうち、未加工の加工部位に接することのない加
工開始位置を選択する段階と、前記加工順ごとに設定さ
れた加工部位のオフセット量および加工深さをもとに加
工終了位置を決定する段階と、を有することを特徴とす
るＮＣ文作成方法である。

【０００８】

【作用】上述のように構成された本発明は、ワークの完
成形状から一加工単位ごとの加工部位を認識し、各加工
部位ごとにオフセット量、エアカット量および加工深さ
を算出する。

【０００９】次いで、加工部位を加工する加工順を決定
して、加工順ごとの切削送りでの加工開始位置および加
工終了位置を求める。

【００１０】加工順ごとの切削送りでの加工開始位置を
求めるには、該加工順に設定されている加工部位のワー
ク表面からの距離と全加工部位のワーク表面からの距離
とを比較して、該比較結果が、該加工順より前に行う加
工順に、該加工部位よりワーク表面により近い加工部位
がない場合には、全加工部位の中、最もワーク表面に近
い加工部位のオフセット量、エアカット量および加工深
さをもとに該加工順での加工開始位置を決定し、また、
前記比較結果が、該加工順より前に行う加工順に、該加
工部位よりワーク表面により近い加工部位がある場合に
は、該加工順より前の加工順の中で最も遠い距離の加工
部位より一つ遠い距離にある加工部位のオフセット量、
エアカット量および加工深さをもとに該加工順での加工
開始位置を決定する。

【００１１】さらに、一つの加工順に複数の加工部位が
設定されている場合には、前記加工開始位置を設定され
ている加工部位ごとに決定し、複数の加工開始位置のど
れかが未加工の加工部位に接することのない加工開始位
置を選択する。そして、前記加工順ごとに加工部位の加
工量をもとに加工終了位置を決定する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例を添付した
図面を参照して説明する。

【００１３】本実施例においては、図１に示すように、
３段の穴加工を行う際のＮＣ文を作成する場合を例に説
明する。

【００１４】本発明によるＮＣ文の作成は、まず、ＣＡ
Ｄデータを利用して、ワークの完成形状データを入力す
る。入力されたデータからワークへの加工形状が認識さ
れて、加工条件が設定される。加工条件としては、加工
位置の座標認識、加工部位の分割、分割された各加工部
位の加工穴情報の認識、加工順の設定および加工順ごと
の加工開始位置および加工終了位置の算出が行われ、こ
れらをまとめてＮＣ文として完成させる。

【００１５】ワーク上の加工位置の座標認識は、ワーク
上のどの部分に加工を行うかの位置決めで、認識された
完成形状から穴基準位置を求める。穴基準位置は、ＮＣ
工作機械座標系での穴開け座標、またはＮＣ工作機械の
ツールをワーク上の加工位置まで移動させる際の移動終
了位置であり、図１に示すように、多段加工穴の中心位
置である。

【００１６】加工部位への分割は、図１に示すように、
３段加工穴の場合、径の異なる３つの穴によって形成さ
れているので、３つの加工部位に分割することになる。
そして、分割した各加工部位には、各加工部位を識別す
るための加工部位番号を付与する。加工部位番号は、前
記穴基準位置から最も離れた加工部位から昇順に設定す
る。これにより最も径の小さなものが必然的に最小の加
工部位番号となる。なお、本実施例では図示するよう
に、穴基準位置から最も離れていて、径の最も小さなも
のが加工部位番号、次いで順番に、加工部位番号お
よび加工部位番号となる。

【００１７】さらに、加工穴情報として、各加工部位ご
とに、各加工部位部分のみを単独で加工しようとした場
合のオフセット量、エアカット量および加工深さを設定
する。ここで、オフセット量は穴基準位置から実切削開
始位置までの距離および方向であり、エアカット量は切
削送り開始位置からワークが実際に切削され始める（実
切削開始位置）までの距離および方向であり、加工深さ
は実切削開始位置からの穴の深さである。

【００１８】加工穴情報設定後、加工順を設定する。加
工順としては、例えば、図２に示すように、どの加工部
位から加工して行くかによって複数の加工順が考えられ
得るので、用いられるツールの種類や加工精度、加工処
理の速度など必要により適宜どの順番でどの加工部位を
加工するかを決定する。

【００１９】加工順ごとの加工開始位置および加工終了
位置を、以上のように設定された加工穴情報および加工
順をもとに算出する。すなわち、ひとつの加工工程にお
けるツールの切削送り開始位置と終了位置を求める。

【００２０】具体的な各加工順ごとの切削送り開始位置
の算出方法は、対象となる加工順に設定された加工部位
番号（Ａと称する）とすべての加工部位番号を比較し、
対象加工順より前の加工順に、加工部位番号Ａより大き
な加工部位番号がない場合には、全ての加工部位番号の
中の最大値を選択し、その加工部位番号の加工部位のオ
フセット量およびエアカット量を求める。また、対象加
工順以前の加工順に設定された加工部位番号に、加工部
位番号Ａより大きい加工部位番号がある場合には、その
中から最小値の加工部位番号（以下Ｃと称する）を選択
し、加工部位番号Ｃ−１の加工部位番号の加工部位のオ
フセット量、エアカット量を求める。

【００２１】そして、求めたオフセット量およびエアカ
ット量の組み合わせが１つしかない場合、すなわち、ス
テップツールを用いない場合には、求めたオフセット量
およびエアカット量から加工開始位置を算出する。な
お、加工開始位置は、穴基準位置からオフセット量分進
み、エアカット量分戻った距離である（図１参照）。

【００２２】加工を行うためのツールとしてステップツ
ールを用いた場合には、対象となる加工順に複数の加工
部位番号が設定されるが、この場合の加工開始位置の算
出には、まず対象加工順に設定されている複数の加工部
位番号ごとのオフセット量およびエアカット量を、上記
のようにそれぞれ求める。この時点で、複数のオフセッ
ト量とエアカット量の組み合わせが求まる。そして、後
述するようにしてツール基準点を求める。ステップツー
ルの場合は複数のツール基準点がある。求めたツール基
準点をそれぞれのオフセット量およびエアカット量から
算出される加工開始位置に配置し、一方のツール基準点
をその部分の加工開始位置にあわせたとき、もう一方の
ツール基準点の配置される位置が、穴基準位置を０点と
して穴深さ方向を負方向にとった場合の穴基準位置から
の距離が、下記（１）式、 ツール基準点≧加工開始位置 …（１） となる組み合わせを選択する。

【００２３】これを図面を用いて説明すると、図３ａの
ように、加工部位の加工開始位置ａにその加工部位を
加工する部分のツール基準点イをあわせる。そうすると
図示する場合には、加工部位を加工するツール基準点
ロは、ツール基準点ロ＜加工開始位置ｂとなるので、上
記（１）式を満たすことができない。次に図３ｂのよう
に、加工部位の加工開始位置ｂにその加工部位を加工
する部分のツール基準点ロをあわせる。そうすると図示
する場合には、加工部位を加工するツール基準点イ
は、ツール基準点イ＞加工開始位置ａとなるので、上記
（１）式を満たすので、この組み合わせとなる加工開始
位置、すなわち、図示する場合には、加工開始位置ｂを
このステップツールを用いた加工順での加工開始位置と
する。これにより一つの加工順の中で複数のオフセット
量とエアカット量の組み合わせがある場合、すなわちス
テップツールを使用する場合における加工開始位置が決
定される。

【００２４】なお、ツール基準点は、図３ｃに示すよう
に、加工形状から算出することができる。これは、図１
を参照すれば、用いるステップツールによって加工され
る加工部位ごとに、穴基準位置からオフセット量と加工
深さを加算した距離がツール基準点となる。

【００２５】次に、加工終了位置の算出は、その加工順
に設定されている加工部位番号中最小の加工部位番号の
加工穴情報から、穴基準位置からオフセット量分進み、
さらに加工深さ分進んだ部分が加工終了位置となる。

【００２６】以上のようにして求めた加工順ごとの切削
開始位置、終了位置および穴基準位置から、工作機械座
標系でのツール原点から穴基準位置までツールを移動さ
せるツール移動量、穴基準位置から切削開始位置までツ
ールを進める早送り量、切削開始位置から終了位置まで
切削を行うための切削送り量などを数値データとして得
て、ＮＣ文を作成する。

【００２７】次に本発明のＮＣ文作成方法を実施するた
めの装置構成について図４に示すブロック図を参照しな
がら説明する。

【００２８】この装置は、完成形状・コマンド解釈部１
によって、ＣＡＤデータ２０およびキーボード２１から
入力された完成形状データおよびコマンドを解釈して、
完成形状データから、工作機械座標系での穴基準位置を
求め、座標系情報記憶部５に記憶させ、工作機械座標系
基準位置（ツール原点）から穴基準位置までの工具経路
を工具経路情報記憶部４に記憶させる。また、完成形状
を各加工部位へ分割し、加工部位番号を付与して、分割
した加工部位のオフセット量、エアカット量および加工
深さなどの数値データを加工穴数値情報記憶部３に記憶
させる。

【００２９】入力されたコマンドからは、各加工部位の
加工順を解釈して、加工順番号とその加工順番号に設定
された加工部位番号を加工順情報記憶部２に記憶させ
る。また、切削条件などの入力は、これを切削条件情報
記憶部６に記憶させる。

【００３０】キーボード２１からＮＣ文作成指示が入力
されると、オフセット量エアカット量候補選択部７が加
工順情報記憶部２から加工順番号とその加工順番号に設
定されている加工部位番号を取り出し、また、加工穴数
値情報記憶部３から各加工部位のオフセット量とエアカ
ット量および加工深さのデータを取り出して、各加工順
での加工開始位置をきめるためのオフセット量とエアカ
ット量の候補を選択する。この時、ステップツールを用
いる場合には、複数のオフセット量とエアカット量の組
み合わせが選択される。

【００３１】選択された複数のオフセット量とエアカッ
ト量の組み合わせの中から、最適な組み合わせが、オフ
セット量エアカット量決定部８により決定されて、これ
に基づいて、加工開始位置算出部９が加工開始位置を算
出し、また、加工終了位置算出部１０が加工終了位置を
算出する。

【００３２】算出された各加工順ごとの加工開始位置お
よび加工終了位置と、工具経路情報、座標系情報および
切削条件情報からＮＣプログラムがＮＣプログラム作成
部１１によって作成され、ＮＣプログラム記憶部１２に
記憶される。なお、これらＮＣプログラム作成中の状況
は、表示制御部２３を介してＣＲＴ画面上に表示され
る。

【００３３】なお、図４中、各信号線に表示した付号は
その信号線の経路を通るデータまたは信号を示し、ａ：
情報の入力、ｂ：ＮＣプログラム作成指示、ｃ：オフセ
ット量、エアカット量、穴基準位置（座標値）、ｄ：加
工順番号、加工部位番号、ｅ：加工深さ、ｆ：オフセッ
ト量とエアカット量の組み合わせの候補、ｇ：決定した
オフセット量とエアカット量の組み合わせ、ｈ：オフセ
ット量、ｉ：加工終了位置（座標値）、ｊ：加工開始位
置（座標値）、ｋ：工具経路情報、ｌ：座標系情報、
ｍ：切削条件情報、ｎ：ＮＣプログラム情報である。

【００３４】次にＮＣプログラム作成の流れを図５、図
６および図７に示すフローチャートを参照して説明す
る。

【００３５】まず、ＮＣプログラム作成指示が入力され
たなら、加工順番号Ｄを０クリアして（Ｓ１）、Ｄに１
加え（Ｓ２）、この加工順番号の加工順に設定されてい
る加工部位の分の繰り返し動作（Ｓ３からＳ７まで）に
より加工開始位置を算出するためのオフセット量とエア
カット量の組み合わせの候補を選択する。

【００３６】これには、対象加工順番号Ｄに設定された
加工部位番号Ａより大きい加工部位番号を加工順番号未
満の中より全て検索する（Ｓ３）。大きい加工部位番号
がある場合には（Ｓ４）、加工部位番号Ａより大きい加
工部位番号群の中から最小値Ｃを選択し（Ｓ６）、最小
値Ｃから１引いた加工部位番号に対応するオフセット量
およびエアカット量を選択する（Ｓ７）。

【００３７】加工部位番号Ａより大きい加工部位番号が
ない場合には（Ｓ４）、全加工部位番号の最大値の加工
部位に対応するオフセット量およびエアカット量を選択
する（Ｓ５）。

【００３８】繰り返し動作が終了した後、オフセット量
とエアカット量の組み合わせが複数ある場合、すなわち
一つの加工順（対象加工順番号Ｄ）のなかに複数の加工
部位が設定されている場合には（Ｓ８）、後述するサブ
モジュールを起動し（Ｓ２０）、一つの場合には選択さ
れたオフセット量およびエアカット量から加工開始位置
を算出する。

【００３９】サブモジュールの動作は（図７参照）、上
記までで複数のオフセット量とエアカット量の組み合わ
せが出た場合に動作し、まず、対象加工順番号Ｄで指定
された加工部位のすべてについて、穴基準位置から各加
工部位のオフセット量と加工深さを加算した距離によ
り、それぞれのツール基準点を算出する（Ｓ２１）。

【００４０】次いで、オフセット量とエアカット量の組
み合わせにより判明する加工開始位置ごとに対応するツ
ール基準点を配置して見る。そして、前述した（１）式
を満たさないようなオフセット量エアカット量の組み合
わせは排除する（Ｓ２２）。

【００４１】次いで、残った組み合わせの中から、穴基
準位置から負方向に一番離れる位置にあるツール基準点
を選択する（Ｓ２３）。そして、選択されたツール基準
点の位置を加工開始点とする（２４）。

【００４２】次に、加工終了位置の決定動作に進み（図
６参照）、対象加工順番号に設定された加工部位番号の
最小値を抽出し（Ｓ１０）、抽出した加工部位番号に対
応するオフセット量、加工穴深さおよび穴基準位置より
加工終了位置を求める（Ｓ１１）。

【００４３】次いで、加工開始位置、加工終了位置およ
び設定された工具経路から対象加工順のＮＣプログラム
を作成する（Ｓ１２）。

【００４４】最後に全加工順のＮＣプログラムの作成が
終了したかどうかを判断し（Ｓ１３）、終了していない
場合には接続子２でステップ２（Ｓ２）へ戻り上記動作
を繰り返し、また全加工順ごとのＮＣプログラム作成が
終了したならばＮＣプログラム作成動作を終了する。

【００４５】これにより加工順ごとのＮＣプログラムが
作成され、あとは、これをリンクすることによって、ワ
ークに加工する工作機械のＮＣ文が完成する。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮＣ文作
成方法によれば、ワークの完成形状を認識し、多段加工
形状を各加工部位に分割し、加工順を設定して、加工順
ごとに適切な加工開始位置および加工終了位置を算出
し、これをもとにＮＣ文を作成することとしたので、一
旦設定した加工順を変更しても、その都度最適な加工開
始位置および終了位置が判明するため、ＮＣ文編集作業
の容易化および精度向上が図れる。また、加工条件の変
更や加工形状の変更などにより、多段加工の完成加工の
数値データを修正すると、その都度ＮＣ文を自動修正で
きる。

【００４７】さらに、設計用ツール（例えばツーリング
設計やＣＡＤ、ＣＡＭなど）で使用する数値データやデ
ータ定義の設定を利用することにより、設計情報とＮＣ
文との関連が取れるので、ＮＣ文作成のための工数を低
減することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ３段加工穴の形状を説明するための断面図で
ある。

【図２】 本発明による実施例での加工順の設定例を説
明するための図面である。

【図３】 本発明による実施例でステップツールを用い
た加工順での加工開始位置を説明する断面図である。

【図４】 本発明による実施例を実行するためのＮＣ文
作成装置の構成を説明するためのブロック図である

【図５】 本発明による実施例のＮＣ文作成動作を説明
するためのフローチャートである。

【図６】 本発明による実施例のＮＣ文作成動作を説明
するための図５に続くフローチャートである。

【図７】 本発明による実施例のＮＣ文作成動作のサブ
モジュールを説明するためのフローチャートである。

【図８】 従来のＮＣ文作成方法を説明するための図面
である。

【符号の説明】

１…完成形状・コマンド解釈部、 ２…加工順
情報記憶部、３…加工穴情報記憶部、
４…工具経路情報記憶部、５…座標系情報記憶部、
６…切削条件情報記憶部、７…オフセ
ット量エアカット量候補選択部、８…オフセット量エア
カット量決定部、９…加工開始位置算出部、
１０…加工終了位置算出部、１１…ＮＣプログラ
ム作成部、 １２…ＮＣプログラム記憶部、
２０…ＣＡＤデータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣ工作機械によりワークに多段穴加工
   を行うためのＮＣ文の作成方法において、 前記ワークの完成形状を入力する段階と、 該ワークの完成形状から前記多段穴における一加工単位
   ごとの加工部位を認識する段階と、 該加工部位のそれぞれについてオフセット量、エアカッ
   ト量および加工深さを算出する段階と、 前記加工部位を加工する加工順を決定する段階と、 該加工順ごとの切削送りでの加工開始位置を、該加工順
   に設定されている加工部位におけるワーク表面からの距
   離と、全加工部位におけるワーク表面からの距離とを比
   較して、比較結果が該加工順より前に行う加工順に該加
   工部位よりワーク表面により近い加工部位がない場合に
   は、全加工部位中、最もワーク表面に近い加工部位のオ
   フセット量およびエアカット量をもとに該加工順での加
   工開始位置を算出し、比較結果が該加工順より前に行う
   加工順に該加工部位よりワーク表面により近い加工部位
   がある場合には、該加工順より前の加工順の中でワーク
   表面から最も遠い距離の加工部位より一つ遠い距離にあ
   る加工部位のオフセット量およびエアカット量をもとに
   該加工順での加工開始位置を算出する段階と、 該加工順に複数の加工部位が設定されている場合に、前
   記算出された加工開始位置のうち、未加工の加工部位に
   接することのない加工開始位置を選択する段階と、 前記加工順ごとに設定された加工部位のオフセット量お
   よび加工深さをもとに加工終了位置を決定する段階と、
   を有することを特徴とするＮＣ文作成方法。