JP3568119B2 - 加工データ作成方法及び加工データ作成方法を記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工データ作成方法及び加工データ作成方法を記録した記録媒体に関し、特に５軸以上の多軸のＮＣ切削装置により切削加工する場合に適用することができる。本発明は、切削用カッターパス毎に、最適な回転速度による一定速度で切削加工するように加工データを生成することにより、また切削用カッターパス毎に、接線ベクトルが所定の象限にのみ分布するように傾きを設定し、各切削用カッターパスをこの傾きによる一定の傾きで切削することにより、また加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように設定し、このようにして設定した傾きによる一定値で各切削用カッターパスを加工することにより、微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２．５軸、３軸のＮＣ切削装置においては、加工対象と工具との相対的な位置関係をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に変位させて工具を駆動することにより、金型等を切削加工できるようになされている。これに対して５軸のＮＣ切削装置においては、図１９に示すように、このようなｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の変位に加えて、加工対象に対する工具の相対的な傾きを変位させて、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸についても、ｘ平面に平行なＡ方向及びｙ平面に平行なＢ方向に変位させることができるようになされている。
【０００３】
これにより５軸の切削装置による切削加工においては、例えば加工対象の加工目標面に対して常に工具を垂直に保持するように、Ａ方向及びＢ方向の傾きを制御しながら、カッターパスに従ってｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の座標を変化させることにより、複雑な形状を切削加工できるようになされている。
【０００４】
このため従来、この種の切削装置を駆動する加工データ（すなわちＮＣデータである）の作成においては、加工目標の形状データより加工目標面上にカッターパスを設定した後、このカッターパス上で加工目標面の法線方向を順次検出し、この法線方向よりＡ方向及びＢ方向のデータを生成するようになされている。さらにこのようにして作成した複数の切削用カッターパスを、加工目標面より離間した接続用のカッターパスにより順次接続して全体のカッターパスを生成し、このカッターパスで工具が移動するように加工データを生成するようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのように作成された加工データにより５軸等の多軸による切削装置を駆動して金型等を作成した場合、金型に微小な凹凸等が発生する場合があり、これにより仕上がり精度が未だ不十分な問題があった。
【０００６】
このような微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がりの精度を向上することができれば、その分、手作業等による仕上げ加工を簡略化し、さらには省略できると考えられる。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、５軸等の多軸による切削加工において、従来に比して仕上がり精度を向上することができる加工データ作成方法及び加工データ作成方法を記録した記録媒体を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法に適用して、前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、前記データ生成ステップは、少なくとも前記工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角とに応じて、前記切削用カッターパス毎に、前記工具の一定速度による回転速度を計算する回転速度計算のステップと、切削用カッターパス毎に、少なくともアプローチを終了した時点で、回転速度計算のステップで計算した一定速度により工具が回転しているように、かつ切削用カッターパス毎に、回転速度計算のステップで計算した一定速度に前記工具の回転速度を保持するように、加工データを設定するデータ設定のステップとを有するようにする。
【０００９】
また請求項２の発明においては、請求項１に構成において、前記回転速度計算のステップは、前記切削用カッターパス毎に、前記切削用カッターパスの各部位における最適な回転速度の平均値を前記一定速度に設定する。
【００１０】
また請求項３の発明においては、請求項１又は請求項２の構成において、データ設定のステップは、前記加工目標面より前記工具を遠ざける時点で、前記工具の回転速度の切り換えコマンドを発行するように、前記加工データを設定する。
【００１１】
また請求項４の発明においては、物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法に適用して、前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、前記データ生成ステップは、切削用カッターパスの各部位の接線ベクトルを前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布させることができる前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲を、前記切削用カッターパス毎に計算する象限突起回避範囲の検出ステップと、前記切削用カッターパス毎に、前記加工対象に対する前記工具の傾きが、前記象限突起回避範囲の一定値による傾きになるように、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを設定する傾き設定ステップとを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを、前記傾き設定ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成する。
【００１２】
また請求項５の発明においては、請求項４の構成において、前記傾き設定ステップは、加工対象に対する工具軸の傾きが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する。
【００１３】
また請求項６の発明においては、請求項４又は請求項５の構成において、前記象限突起回避の傾き設定ステップが、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記象限突起回避の傾きを設定する。
【００１４】
また請求項７の発明においては、物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法に適用して、前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、前記データ生成ステップは、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の一定値による傾きを計算する傾き計算ステップを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の傾きを前記傾き計算ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成する。
【００１５】
また請求項８の発明においては、請求項７の構成において、前記データ生成ステップは、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する。
【００１６】
また請求項９の発明においては、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の構成において、前記データ生成ステップは、前記工具又は前記加工対象を傾けることによる工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への前記工具又は前記加工対象の移動精度に対応する精度となるように、前記傾きによる加工データを生成する。
【００１７】
また請求項１０の発明においては、加工データ作成方法を記録した記録媒体に適用して、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の加工データ作成方法を記録してなるようにする。
【００１８】
請求項１の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、データ生成ステップが、少なくとも前記工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角とに応じて、前記切削用カッターパス毎に、前記工具の一定速度による回転速度を計算する回転速度計算のステップと、切削用カッターパス毎に、少なくともアプローチを終了した時点で、回転速度計算のステップで計算した一定速度により工具が回転しているように、かつ切削用カッターパス毎に、回転速度計算のステップで計算した一定速度に前記工具の回転速度を保持するように、加工データを設定するデータ設定のステップとを有することにより、切削途中での回転速度の切り換えを回避して、工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角に応じて設定された一定速度により、各切削用カッターパスを切削することができる。これにより切削中の回転速度の切り換えによる微細な凹凸の発生を回避して、かつ適切な回転速度による綺麗な切削加工を実行でき、その分、従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。
【００１９】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、前記回転速度計算のステップが、前記切削用カッターパス毎に、前記切削用カッターパスの各部位における最適な回転速度の平均値を前記一定速度に設定することにより、簡易な処理で最適な回転速度を設定することができる。
【００２０】
また請求項３の発明においては、請求項１又は請求項２の構成において、データ設定のステップが、加工目標面より工具を遠ざける時点で、工具の回転速度の切り換えコマンドを発行するように、加工データを設定することにより、十分に時間的な余裕のある時点で最適な回転速度への切り換えを指示することができ、切削用カッターパスにより切削加工を開始する時点で、確実に所望の回転速度により工具を回転させることができる。
【００２１】
また請求項４の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、前記データ生成ステップが、切削用カッターパスの各部位の接線ベクトルを前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布させることができる前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標における前記加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲を、前記切削用カッターパス毎に計算する象限突起回避範囲の検出ステップと、前記切削用カッターパス毎に、前記加工対象に対する前記工具の傾きが、前記象限突起回避範囲の一定値による傾きになるように、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを設定する傾き設定ステップとを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを、前記傾き設定ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成することにより、象限突起の発生原因を有効に回避して切削加工することができる。これにより象限突起による微細な凹凸を防止して、従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。
【００２２】
また請求項５の構成によれば、請求項４の構成において、前記傾き設定ステップは、加工対象に対する工具軸の傾きが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定することにより、さらに切削用カッターパス間で工具軸の急激な傾きの変化により発生する微細な凹凸を防止することができる。
【００２３】
また請求項６の構成によれば、請求項５の構成において、前記象限突起回避の傾き設定ステップが、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記象限突起回避の傾きを設定することにより、工具の最適な位置に切削点を設定して切削加工することができ、これによりさらに一段と仕上がり精度を向上することができる。
【００２４】
また請求項７の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、前記データ生成ステップが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の一定値による傾きを計算する傾き計算ステップを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の傾きを前記傾き計算ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成することにより、切削用カターパス間で工具軸の傾きを急激に変化させて発生する微細な凹凸の発生を防止することができる。従ってその分、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００２５】
また請求項８の構成によれば、請求項７の構成において、前記データ生成ステップが、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定することにより、工具の最適な位置に切削点を設定して切削加工することができ、これによりさらに一段と仕上がり精度を向上することができる。
【００２６】
また請求項９の構成によれば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の構成において、データ生成ステップが、工具又は加工対象を傾けることにより工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への工具及び加工対象の移動精度に対応する精度となるように、傾きによる加工データを生成することにより、工具軸又は加工対象を傾けたことによる誤差が座標軸に沿った方向への移動における誤差に対応するように設定することができる。従って、その分、工具軸又は加工対象を傾けたことによる相対的な大きな誤差の発生を防止して、微細な凹凸の発生を防止することができ、仕上がり精度を向上することができる。
【００２７】
また請求項１０の構成によれば、加工データ作成方法を記録した記録媒体に適用して、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の加工データ作成方法を記録することにより、従来に比して仕上がり精度を向上してなる加工データ作成方法を記録した記録媒体を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２９】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係るＣＡＭシステムを示すブロック図である。このＣＡＭシステム１は、オンライン、フロッピーディスク等を介して、ＣＡＤ等により作成された形状データＤ１を受け、この形状データＤ１により金型加工用の加工データＤ３を生成する。
【００３０】
ここでこのＣＡＭシステム１において、加工データ作成装置２は、コンピュータにより構成され、表示装置３を介してメッセージを表示すると共に、キーボード、マウス等である入力装置４を介してオペレータの入力を受け付け、これにより対話形式で加工の条件を受け付ける。さらにこの受け付けた加工の条件に応じて形状データＤ１より工具干渉を防止してなるカッターパスのデータを作成し、このカッターパスのデータよりＮＣ装置の制御用データである加工データＤ３を生成する。
【００３１】
このとき加工データ作成装置２は、オペレータの指示に応じて、３軸の切削加工装置用のＮＣデータに代えて、５軸の切削加工装置用の加工データＤ３を生成する。加工データ作成装置２は、このようにして作成した加工データＤ３をオンライン、フロッピーディスク、又は紙テープにより５軸のＮＣ切削装置に供給し、形状データＤ１による形状を切削加工するようになされている。
【００３２】
図３は、加工データＤ３により作成するカッターパスの説明に供する略線図である。加工データ作成装置２は、加工目標面上における工具先端の軌跡を示すカッターパスＬ１と、この工具先端のカッターパスＬ１に対応する工具中心の軌跡を示すカッターパスＬ２とを例えばパラメータ線により生成する。
【００３３】
加工データ作成装置２は、図３に示す例においては、オペレータの指定した工具半径Ｒ、加工精度に応じて、加工データＤ３により表される面形状を所定の面により順次切り取った際に、これらの各面と加工目標面との交線を座標値ｘ０，ｙ０，ｚ０の連続により定義し、又は所定の関数により定義し、工具先端のカッターパスＬ１を生成する。さらにこの工具先端のカッターパスＬ１について、加工目標面の法線方向に、工具半径Ｒの分だけ座標値をオフセットさせ、これによりオフセットさせた座標値ｘ，ｙ，ｚの連続等により工具中心のカッターパスＬ２を生成する。
【００３４】
なお以下において、このようなカッターパスを定義する座標値ｘ，ｙ，ｚ、ｘ０，ｙ０，ｚ０、以下の説明におけるｘ、ｙ、ｚ座標空間、各座標軸は、特に言及する場合等を除いて、工具の回転中心軸（以下、工具軸と呼ぶ）又は加工対象が何ら傾けられていない状態での座標空間によるものである。またｘ平面及びｙ平面内ににおける工具軸の傾きをそれぞれＡ及びＢにより表して説明する。ちなみにこの実施の形態において、カッターパスＬ１及びＬ２の生成に供される工具であって、切削加工に供される工具は、ボールエンドミルである。
【００３５】
加工データ作成装置２は、オペレータによりこれらカッターパスＬ１及びＬ２から５軸のＮＣ切削装置による加工データＤ３を生成する旨の指示が得られると、所定のメニューを提示してオペレータの設定を受け付け、この設定によりこれらカッターパスＬ１及びＬ２から加工データＤ３を生成する。
【００３６】
加工データ作成装置２は、この設定により、工具軸の傾きをオペレータが指定するのか、又は自動的に設定するかの選択を受け付ける。また工具軸の傾きをオペレータが指定する場合には、その指定の角度を受け付ける。これに対して工具軸の傾きを自動的に設定する場合には、何れの条件を優先して設定するかの選択を受け付ける。ここで加工データ作成装置２は、象限突起の回避、むしれの回避の何れを優先的に回避するかの設定を受け付ける。
【００３７】
ここで象限突起は、図４において符号Ｅにより部分的に拡大して示すように、例えば曲面等の切削加工において、工具に対して曲面が凸形状となっている場合に、またこれとは逆に工具に対して曲面が凹形状となっている場合等に、この凸形状の最も先端の部位及び凹形状の最も奥まった部位に発生する微細な突起、段差である。象限突起は、各軸方向への工具の移動方向が切り換わることにより発生するものであり、この図４に示す場合においては、工具の上下方向の移動が切り換わることにより発生するものである。
【００３８】
これに対してむしれは、例えば工具軸を垂直に保持して平坦な面を切削加工した場合等に発生する加工面の微細な凹凸である。このむしれは、図５に示すように、工具軸Ｏの延長線上では、工具の周速度が０であることにより、工具軸Ｏの延長線上が切削点になるように工具の傾きを設定して切削加工すると発生する。このむしれは、工具軸Ｏより遠ざかった部位を切削点Ｐ１に設定すれば、工具軸Ｏより遠ざかった分、周速度が増大すること等により、このようなむしれの発生を防止することができる。この場合、図６に示すように、水平面を加工目標面に設定している場合には、この加工目標面の法線方向に対して、切削点Ｐ１と工具中心との成す角度θの分だけ工具軸Ｏを傾けて、このようなむしれを防止することができる。
【００３９】
加工データ作成装置２は、オペレータによるこのような設定に従って、カッターパスＬ１及びＬ２から５軸のＮＣ切削装置による加工データＤ３を生成する。図１は、加工データ作成装置２におけるこの加工データＤ３の生成手順を示すフローチャートである。加工データ作成装置２は、この処理手順において、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ここで工具軸の傾きがオペレータにより指定されているか否か判断する。ここでオペレータによる事前の入力で工具軸の傾きが指定されている場合、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ３に移り、各カッターパスで最適な回転速度の平均値を計算する。なおこの場合の１本のカッターパスは、加工対象の切削加工面の沿った連続する１つのパスであり、最終的なＮＣデータによる加工において、工具のアプローチ後、このアプローチに対応するリリースまでの軌跡を意味するものである。
【００４０】
すなわち図７に示すように、工具軸Ｏの傾きを一定値に保持して曲面を切削加工する場合、曲面の各部位の傾きに応じて工具軸Ｏから切削点Ｐ１の距離ｄ１が変化し、工具を一定の回転速度により回転駆動した場合でも、この距離ｄ１が変化する分、曲面の各部位で切削点Ｐ１の周速度Ｖが変化する。なおここで切削点Ｐ１は、加工目標面が工具と接する点である。またこの図７は、カッターパスＬ２と平行な面内方向に、工具軸ＯをＺ軸方向から所定角度θＡだけ傾けて切削加工する場合を示すものである。
【００４１】
これに対して切削装置では、凹凸等の無い綺麗で、かつ精度の高い切削面を得るために、切削量、工具、ワークの材料等に応じて切削点Ｐ１の周速度Ｖを最適値に設定することが必要になる。従ってこのように工具軸Ｏを一定値に保持して曲面を切削加工する場合のように、曲面の各部位で、工具軸Ｏから切削点Ｐ１までも距離ｄが種々に変化する場合に、曲面の各部位で最適な条件により切削加工するためには、工具の回転速度ｖを曲面の各部位で変化させることが必要になる。
【００４２】
ところがこのように曲面の各部位で工具の回転速度ｖを適宜変化させると、却って微細な凹凸が発生することが判った。これは回転速度の切り換えを加工データにより指示した場合でも、切削装置において、回転速度の切り換えをスムーズかつ迅速に実行できないためと考えられる。
【００４３】
このためこの実施の形態では、１本のカッターパスについて、最適な回転速度の平均値を計算し、この平均値を基準にして各カッターパス毎に、一定値による工具の最適な回転速度を設定する。さらに図８に示すように、各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、このようにして設定した最適な回転速度により工具の回転速度を一定値に保持して切削加工するように、加工データを生成する。さらに各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈの切削開始時においては、指示した回転速度により工具が回転しているように、十分な時間的な余裕を持って工具の回転速度を切り換える。
【００４４】
加工データ作成装置２は、例えば、各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、各部位の法線ベクトル（この場合は、カッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、……、Ｌ１Ｈの各座標より、対応するカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈの各座標を結ぶベクトルである）を検出し、各法線ベクトルと指定された工具軸の傾きとにより、カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈの各部位において、工具中心と切削点Ｐ１とを結ぶ線分Ｋ１が工具軸Ｏと成す角度θ１（図７）を計算する。
【００４５】
さらに加工データ作成装置２は、カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、これら角度θ１の最大値及び最小値を検出する。さらにこの最大値及び最小値より図示しないデータベースの記録をアクセスする。ここでこのデータベースは、工具毎に、このような角度θ１に対する最適な回転速度を記録したデータベースである。これにより加工データ作成装置２は、工具と、工具が加工目標面と成す角度θ１に応じて、各カッターパス毎に、工具の一定速度による回転速度を計算するようになされている。
【００４６】
具体的に加工データ作成装置２は、データベースのアクセスにより、各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、最適な回転速度の最大値及び最小値を検出する。さらに加工データ作成装置２は、このようにして検出した回転速度の最大値及び最小値を平均値化し、この平均値を各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈにおける工具の回転速度に設定する。
【００４７】
このようにしてカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に一定速度による最適な回転速度を設定すると、加工データ作成装置２は、続いてステップＳＰ４に移り、リリースＬＳ、リフトＬＬ、アプローチＬＡ等による、加工目標面より工具を離間させてなる接続用カッターパスにより、切削用のカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈを順次接続して連続する工具の移動を示す加工データＤ３を作成する。このとき加工データ作成装置２は、アプローチを終了した時点で確実に指示した回転速度で工具が回転しているように、また各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈでは、このようにして切り換えた回転速度による一定速度により切削加工するように加工データＤ３を生成する。
【００４８】
具体的に、加工データ作成装置２は、このような回転速度の切り換えに対する時間的な余裕が最も大きな時点であり、かつ切削目標面に何ら影響を与えない時点であるリフト時点で回転速度の変更を指示するように加工データＤ３を生成する。またこのときオペレータにより指定された傾きにより工具軸を設定するように加工データＤ３を作成する。
【００４９】
このようにして加工データＤ３を作成すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ５に移ってこの処理手順を終了する。
【００５０】
これに対してオペレータにより工具軸の傾きが指定されていない場合、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ２において否定結果が得られることにより、図９のステップＳＰ６に移る。加工データ作成装置２は、ここで各パスの象限突起回避範囲を検出する。
【００５１】
ここで加工データ作成装置２は、カッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、……毎に、又はカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、……毎に、カッターパスの各部位における接線ベクトルを検出する。
【００５２】
加工データ作成装置２は、続いて各カッターパス毎に、接線ベクトルが１つの象限に分布してなる座標軸の傾きの範囲を検出する。このとき加工データ作成装置２は、ＮＣ切削装置における座標軸によりこれらの傾きを検出する。これにより加工データ作成装置２は、カッターパスの各部位の接線ベクトルがＮＣ切削装置におけるＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布する加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲の傾きを、切削用カッターパス毎に計算するようになされている。
【００５３】
図１０及び図１１は、この加工データ作成装置２における処理の説明に供する特性曲線図であり、１つのカッターパスについての接線ベクトルをＸＺ平面に投影して示すものである。加工データ作成装置２は、それぞれＸ軸及びＹ軸を回転中心にしてなる傾きの範囲を検出する。
【００５４】
なお加工データ作成装置２は、それぞれＸ軸及びＹ軸を回転中心にワークを傾けても、ＮＣ切削装置におけるＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布するように接線ベクトルを設定できないカッターパスが存在する場合、その旨、記録に残して続く処理を実行する。
【００５５】
このようにしてカッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、……毎に、又はカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、……毎に、象限突起回避範囲を検出すると、加工データ作成装置２は、続くステップＳＰ７において、オペレータが設定した切削の条件によりむしれを回避する範囲を検出する。加工データ作成装置２は、オペレータの指定した工具の種類、工具の大きさ、切削速度、加工精度に応じて、図示しないデータベースの記録をアクセスしてこの範囲を検出することにより、このむしりを回避できる範囲として切削加工に最適な工具軸の傾きθの範囲を検出する。
【００５６】
すなわち図１２に示すように、この種の切削加工においては、工具軸Ｏより所定の角度θ２だけ遠ざかった箇所が切削点になるように工具軸を傾けることにより、むしりを防止することができる。しかしながら、工具の寿命を延ばして効率的な切削加工等を実行する為には、さらに工具軸より遠ざかった角度θ３から所定の角度範囲Δθに切削点を設定するとが望まれる。この実施の形態では、このような角度範囲Δθに切削点を設定可能な工具軸の傾きを最適な工具軸の傾きとする。
【００５７】
加工データ作成装置２は、各カッターパス毎に、各カッターパスの各部位で法線ベクトルを検出する。図１３は、このようにして検出した法線ベクトルのうちＸＺ平面上の法線ベクトルを示す特性曲線図である。加工データ作成装置２は、続いて各カッターパス毎に、この法線ベクトルが最適な傾きの範囲Δθに分布してなる座標軸の傾きの範囲を検出する。このとき加工データ作成装置２は、ＮＣ切削装置における座標軸によりこれらの傾きを検出する。これらにより加工データ作成装置２は、工具中心を中心とした単位長さの球状の面において、工具軸Ｏを中心にしたリング状の領域（角度Δθの領域である）内に法線ベクトルが分布してなる傾きをＸ軸及びＹ軸を中心にした角度による検出する。
【００５８】
なお加工データ作成装置２は、それぞれＸ軸及びＹ軸を回転中心にして傾けても、このようなリング状の領域内に法線ベクトルを配置できないカッターパスが存在する場合、その旨、記録に残して続く処理を実行する。
【００５９】
このようにして各カッターパス毎に、むしれ回避の範囲を検出すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ８に移り、各カッターパスを特定する変数ｉを値１に設定する。続いて加工データ作成装置２は、ステップＳＰ９に移り、変数ｉにより特定されるカッターパスについて、ステップＳＰ６で検出した象限突起回避範囲と、ステップＳＰ７で検出したむしれ回避範囲とで重複した範囲が存在するか否か判断する。かくするにつき、このような重複の範囲は、この範囲に工具軸の傾き又はワークの傾きを設定した場合に、象限突起を回避でき、かつ工具に対して最適な位置に切削点を設定して切削加工できる範囲である。この場合加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１０に移り、この重複範囲を傾きの設定範囲に設定した後、ステップＳＰ１１に移る。
【００６０】
これに対してステップＳＰ９で否定結果が得られると、ステップＳＰ１２に移り、ここでオペレータがむしれ回避の優先を指示したか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１３に移り、ここでむして回避範囲を傾きの設定範囲に設定した後、ステップＳＰ１１に移る。
【００６１】
これに対してステップＳＰ１２で否定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１４に移り、象限突起回避範囲を傾きの設定範囲に設定してステップＳＰ１１に移る。
【００６２】
なお加工データ作成装置２は、このようにして傾きの設定範囲を設定するカッターパスについて、ステップＳＰ６で象限突起回避範囲を検出できなかった場合であって、ステップＳＰ７でむしれ回避範囲を検出できた場合、このむしれ回避範囲を傾きの設定範囲に設定してステップＳＰ１１に移る。またこれとは逆に、ステップＳＰ６で象限突起回避範囲を検出できた場合であって、ステップＳＰ７でむしれ回避範囲を検出できなかった場合、象限突起回避範囲を傾きの設定範囲に設定する。またこれら２つの範囲の何れも設定できなかった場合、加工データ作成装置２は、何れの傾きにも設定可能なように、傾きの設定範囲を設定する。
【００６３】
加工データ作成装置２は、このようにして１つのカッターパスについて傾きの設定範囲を設定すると、ステップＳＰ１１において、全てのカッターパスについて設定を完了したか否か判断する。ここで否定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１５に移り、変数ｉをインクリメントした後、ステップＳＰ９に戻る。これにより加工データ作成装置２は、順次各カッターパス毎に、象限突起及びむしれの双方を回避できる場合には、この回避できる範囲を傾きの設定範囲に設定するのに対し、この双方を回避できない場合には、オペレータの指定に従って、象限突起又はむしれの双方を回避できる範囲を傾きの設定範囲に設定する。また象限突起又はむしれを回避できない場合には、回避可能な方の範囲を傾きの設定範囲に設定し、象限突起及びむしれの双方を回避できない場合には、何れの傾きにも設定可能に傾きの設定範囲に設定する。
【００６４】
このようにして傾きの設定範囲を設定すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１１で肯定結果が得られることにより、図１４のステップＳＰ１６に移る。ここで加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１０、ＳＰ１３又はＳＰ１４で設定した傾きの設定範囲により、連続するカッターパスで傾きが徐々にに変化するように、すなわち工具軸の傾きが連続するカッターパスで急激に変化しないように、傾きＡ及びＢを設定する。
【００６５】
すなわち図１５に示すように、カッターパスの連続する方向について、加工目標面に凹凸がある場合、この凹凸に対応するように、この方向の工具軸Ｏの傾きθＢ１〜θＢ５を設定すると、隣り合うカッターパスにおける工具軸Ｏの傾きθＢ１、θＢ２、θＢ３、θＢ４……が急激に変化する部位が発生し、この部位で微細な凹凸が発生する場合がある。なおこの図１４では、カッターパスの連続する方向への傾きを示しているが、このような部位の凹凸は、このようなカッターパスの連続する方向以外の方向に工具軸の傾きが急激に変化した場合も発生する。
【００６６】
このためこの実施の形態では、図１６に示すように、工具軸Ｏの傾きの差分値（θＢ１−θＢ２）、（θＢ２−θＢ３）、（θＢ３−θＢ４）、……がほぼ一定値となるように、すなわちこの方向の工具軸Ｏの傾きθＢ１〜θＢ５が徐々に変化するように、工具軸の傾きθＢを設定する。
【００６７】
このようにして工具軸の傾きθＢ１、θＢ２、θＢ３、……を設定すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１７に移る。ここで加工データ作成装置２は、ステップＳＰ３で計算したと同様にして、このようにして計算した工具軸の傾きにより順次各カッターパスにおける最適な回転速度を検出する。
【００６８】
さらに加工データ作成装置２は、続くステップＳＰ１８において、このようにして計算した工具軸の傾き、最適回転速度により加工データＤ３を作成した後、ステップＳＰ５に移ってこの処理手順を終了する。加工データ作成装置２は、この加工データＤ３を作成する際に、カッターパス毎に、ステップＳＰ１６で計算した傾きが加工対象に対する工具軸の傾きになるように、工具又は加工対象の傾きを設定する。これにより加工データ作成装置２は、カッターパス毎に設定された象限突起を回避できる一定値による工具軸の傾きにより、各カッターパスを切削するように、加工データＤ３を作成する。また同様に、カッターパス毎に設定された連続するカッターパスで連続的に変化する工具軸の傾きにより、また同様にカッターパス毎に設定された最適な工具軸の傾きにより、工具軸の傾きを各カッターパスで一定値に維持して切削加工するように加工データＤ３を生成する。
【００６９】
また図８について上述したように、リフト開始時点で回転速度を最適な回転速度に切り換えるように加工データＤ３を生成する。さらにリフトを完了した時点で、工具又は加工対象の傾きを切り換えるコマンドを発行し、これにより十分に安全に工具又は加工対象の傾きを切り換えることができるようになった時点で、かつ続くカッターパスについての切削加工を開始する時点では、所望する工具軸の傾きにより安全に切削加工することができるように、加工データＤ３を生成する。
【００７０】
加工データ作成装置２は、このようにして加工データＤ３を生成するにつき、工具又は加工対象を傾けることによる工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への工具又は加工対象の移動精度に対応する精度となるように加工データＤ３を作成し、これにより加工精度を向上する。
【００７１】
すなわちＮＣ切削装置において、座標軸に沿った方向への移動精度は、一般的に０．００１〔ｍｍ〕程度である。これに対してこの工具の移動精度に対応する傾きの精度０．００１度により工具軸を傾けると、図１７に示すように、例えば工具長Ｌが２００〔ｍｍ〕の場合、工具先端における位置決め精度は、０．００３５〔ｍｍ〕となる。これにより単に工具及び加工対象の座標軸に沿った方向への移動精度に対応する精度により傾きの加工データを生成したのでは、工具軸又は加工対象を傾けたことにより相対的に大きな誤差が発生し、微細な凹凸が発生する恐れがある。なお図１８に示すように、工具に代えてワーク側を傾ける構成のＮＣ装置においては、ＮＣ装置における回転中心と切削点との距離Ｌに応じて工具先端における位置決め精度が低下する。
【００７２】
このため加工データ作成装置２では、この長さＬの分、相対的に多くの有効桁数による演算処理により傾きに関する演算処理を実行すると共に加工データＤ３を生成し、これにより工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への工具及び加工対象の移動精度に対応する精度となるように加工データＤ３を生成する。具体的に、この実施の形態において、加工データ作成装置２は、座標軸に沿った方向への移動と、工具軸の傾きの変化とで、ＮＣ装置の分解能に対応する精度によりそれぞれ移動量及び傾き変位量を四捨五入して発生する誤差を比較し、誤差が大きな方の四捨五入値を採用する。さらにこのようにして採用した四捨五入値により他方の値を計算し直す。すなわち座標軸に沿った方向への移動精度が０．００１〔ｍｍ〕、傾きの精度が０．００１度の場合であって、工具長Ｌが２００〔ｍｍ〕の場合、それぞれ座標軸の移動、工具の傾きの変化によって四捨五入値に発生する誤差は、工具軸を傾ける場合の方が大きくなる。従ってこの場合、工具軸を傾ける角度を０．００１度未満の桁で四捨五入して工具を傾ける角度を始めに計算する。さらに加工データ作成装置２は、この計算した値によって、座標軸に沿った方向の移動位置を計算し直し、０．００１〔ｍｍ〕未満の桁により四捨五入して移動位置を確定する。
【００７３】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、このＣＡＭシステム１では（図２）、金型等の加工目標の形状を表す形状データＤ１がＣＡＤシステム等より供給され、加工データ作成装置２における演算処理により、この形状データＤ１に基づいてＮＣ切削装置の加工に供する加工データＤ３が生成される。ＣＡＭシステム１では、この加工データＤ３でＮＣ切削装置を駆動することにより、形状データＤ１による外形形状の金型等を作成することができる。
【００７４】
このようにして加工データＤ３を作成するにつき、ＣＡＭシステム１では、始めに形状データＤ１による加工目標面に沿って、例えば一定の間隔でほぼ平行に走るように、工具先端のカッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、……と、各カッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、……に対応する工具中心のカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……とがパラメータ線等により生成される（図３）。加工データ作成装置２では、これにより加工目標面に沿って、実際の切削加工に供するカッターパスである切削用カッターパスが生成され、さらに加工目標面から工具を遠ざける工具移動用カッターパスによりこれら切削用カッターパスが順次接続されて全体のカッターパスが作成され、さらにこの全体のカッターパスにより工具が移動するように、加工データＤ３が作成される。
【００７５】
この加工データＤ３を作成する際に、ＣＡＭシステム１では、オペレータにより５軸による加工データの作成が指示されると、工具軸の傾きを指示するデータが付加されて加工データＤ３が作成され、これにより３軸による切削加工の場合に比して、複雑な形状を切削加工することができる。
【００７６】
ＣＡＭシステム１では、この５軸による加工データの作成の際に、オペレータにより工具軸の傾きが指定されている場合（図１）、この指定された傾きにより加工データが作成される。このときＣＡＭシステム１では、工具と、工具が加工目標面と成す角とに応じて、切削用カッターパス毎に、工具の一定速度による回転速度が計算され、各カッターパス毎に、この一定の回転速度により切削加工するように加工データＤ３が作成される（図５〜図７）。これによりこの加工データＤ３による切削加工においては、切削途中での工具の回転速度の切り換えを防止して切削加工することができ、その分、切削中の回転速度の切り換えによる微小な凹凸の発生が防止され、従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。従ってこのような切削加工においては、その分、手作業等による仕上げ作業を簡略化して作業の効率を図ることができる。
【００７７】
またこのときＣＡＭシステム１では、データベースを検索して、この一定速度による回転速度が切削加工に適した最適な回転速度に設定されることにより、これによっても従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。
【００７８】
これらの処理において、ＣＡＭシステム１では、各カッターパス毎に、最適な回転速度の最大値及び最小値が検出され、さらにこれら最大値及び最小値の平均値がこの一定の回転速度に設定される。これによりＣＡＭシステム１では、適切かつ簡易に、最適な回転速度を設定することができる。
【００７９】
さらに各カッターパス毎の回転速度の切り換えが、切削目標面より遠ざかっている期間の間で、十分な時間的な余裕を持って実行されるように加工データＤ３が生成され（図８）、これにより確実に、各カッターパスを一定の回転速度で切削加工して、高い仕上がり精度を確保することができる。さらにこの具体的な切り換えのタイミングが、切削目標面より工具が離間する時点あり、かつ切削目標面に何ら影響を与えない時点であるリフト開始時点に設定され、これにより切削を開始する時点より、最適な回転速度で安定に工具を回転させて切削加工することができる（図５）。
【００８０】
これに対してオペレータにより工具軸の傾きが指定されていない場合（図９）、ＣＡＭシステム１では、各カッターパス毎に、各部位の接線ベクトルが切削装置における１つの象限に分布してなる傾きが検出され（図１０及び図１１）、これによりカッターパスの延長する方向について、いわゆる象限突起回避の傾きの範囲がカッターパス毎に検出される。
【００８１】
さらにＣＡＭシステム１では、各カッターパス毎に、順次法線ベクトルが検出され、この法線ベクトルを基準にして、加工目標面に対する工具軸の傾きが、むしれを防止できる角度であって、かつ工具の寿命を延ばして効率的な切削加工等を実行することが可能となる角度Δθとなる工具軸の傾きが検出される（図１２及び図１３）。
【００８２】
ＣＡＭシステム１では、これら２つの工具軸の傾きの範囲が重複する場合には、この重複する範囲で工具軸の傾きが設定され、加工データＤ３が作成される。また重複しない場合には、オペレータが優先的な処理を指示した側の範囲により、工具軸の傾きが設定され、加工データＤ３が作成される。また象限突起回避の範囲又はむしれ回避の範囲を設定できない場合には、設定可能な側の範囲により加工データＤ３が作成される。また双方とも範囲を設定できない場合には、後述する前後のカッターパスとの間で徐々に工具軸の角度が変化するように、工具軸の傾きが設定される。
【００８３】
これによりＣＡＭシステム１では、可能な場合には、象限突起回避の範囲により工具軸の傾きを設定することにより、ＮＣ切削装置において、各軸方向へ、工具が移動方向を切り換えることなく切削加工することができ、象限突起による微細な凹凸の発生を防止して高い精度を確保することができる（図４）。
【００８４】
また同様に、可能な場合には、むしれ回避の範囲により工具軸に傾きを設定することにより、むしれによる微細な凹凸の発生を防止でき、その分、加工精度を向上することができる。さらにこのとき、単にむしれを回避できる範囲だけでなく、工具の寿命を延ばして効率的な切削加工等を実行することが可能となる範囲により工具軸の角度を設定することにより、これによっても加工精度を向上し、さらには効率良く切削加工することができる。
【００８５】
このようにして加工データを作成するにつき、ＣＡＭシステム１では、連続するカッターパスで工具軸の傾きが急激に変化しないように（図１４〜図１６）、このようにして検出された各カッターパス毎の傾きの許容範囲で、各カッターパスにおける工具軸の傾きが設定される。またそれぞれ各カッターパスに設定された傾きによる一定の角度に工具軸の角度を設定して、各カッターパスが切削加工される。
【００８６】
これによりＣＡＭシステム１では、工具軸の傾きの急激な変化による微細な凹凸の発生を防止でき、これによっても加工精度が向上される。
【００８７】
またこのように工具又は加工対象を各カッターパス毎に設定して切削加工する場合でも、ＣＡＭシステム１においては、このように設定した一定の傾きにより各カッターパスを切削加工するように加工データＤ３が生成され、これにより切削中に工具軸の傾きを変化させることにより微細な凹凸の発生を防止して、高い精度により切削加工することが可能となる。
【００８８】
またこのように各カッターパス毎に工具軸の傾きを設定して加工データＤ３を作成する場合であっても、工具軸の傾きが指定されている場合と同様に、各カッターパス毎に、平均値による最適な回転速度が検出され、この最適な回転速度のよる一定速度により各カッターパスを切削加工するように、またリフト開始時点で回転速度の切り換えコマンドを発行するように、加工データＤ３が生成される。これによってもＣＡＭシステム１においては、高い精度により所望の形状を切削加工可能とすることができる。
【００８９】
このようにして工具軸の傾きを設定して加工データＤ３を生成するにつき、ＣＡＭシステム１では、工具長Ｌ（加工対象の回転中心から切削点までの距離Ｌ）に応じた有効桁数により傾きに関する演算処理が実行され（図１７及び図１８）、工具又は加工対象を傾けた際の、工具長による位置決め精度の劣化を考慮して、この精度の劣化を補うように加工データＤ３が生成される。これによりこの加工データＤ３による切削加工データにおいては、工具軸、加工対象を傾けたことによる誤差が座標軸に沿った方向への誤差を対応するように設定することができ、その分、工具軸、加工対象を傾けたことによる相対的な大きな誤差の発生を防止して、加工精度を向上することができる。
【００９０】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、切削用のカッターパス毎に、最適な回転速度による一定速度で切削加工するように加工データを生成することにより、切削加工中における回転速度の変化による微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００９１】
また切削用カッターパス毎に、接線ベクトルが所定の象限にのみ分布するように傾きを設定し、この傾きによる一定の傾きで各カッターパスを切削加工するように、加工データを生成することにより、象限突起による微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００９２】
また各カッターパスで工具軸の傾きが徐々に変化するように設定し、このようにして設定した傾きによる一定の傾きで加工データを作成することにより、この傾きの急激な変化による微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００９３】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、工具と、工具が加工目標面と成す角とに応じて適切な回転速度をカッターパスの各部位毎に検出し、これらの平均値を検出することにより、カッターパス毎に、工具の一定速度による回転速度を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このようにして計算した平均値を回転速度の最大値、回転速度の最小値、さらには回転速度の最大値及び最小値の差分値等により補正して各カッターパスの最適な回転速度を設定する場合等、工具と、工具が加工目標面と成す角とに応じて、切削用カッターパス毎に、一定速度による回転速度を設定するようにして、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
また上述の実施の形態においては、最適な回転速度の最大値及び最小値の平均値を各カッターパスにおける工具の回転速度を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このような最大値及び最小値による平均値に代えて、カッターパスの各部位における最適な回転速度を、各回転速度によるカッターパスの長さにより重み付けして得られる加重平均値を基準にして最適な回転速度を設定する場合、さらには各カッターパスに設定した複数のサンプリング点についての最適な回転速度による平均値を基準にする場合等、回転速度の算出方法は種々に設定することができる。
【００９５】
また上述の実施の形態においては、リフト開始時に回転速度を切り換えるように、またリフト後に傾きを切り換えるように加工データを生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて、これらの切り換えのタイミングは種々に設定することができる。
【００９６】
また上述の実施の形態においては、カッターパスの各部位の接線ベクトルが１つの象限に分布する範囲を検出して象限突起回避範囲を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば各カッターパスにおいて傾きが最も大きな部位と小さな部位とで代表して、カッターパスの各部位の接線ベクトルが１つの象限に分布する範囲を検出する場合、さらには各カッターパスに複数のサンプリング点を設定し、このサンプリングにより代表して、カッターパスの各部位の接線ベクトルが１つの象限に分布する範囲を検出する場合、種々の検出手法を広く適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、切削用カッターパス毎に、最適な回転速度による一定速度で切削加工するように加工データを生成することにより、また切削用カッターパス毎に、接線ベクトルが所定の象限にのみ分布するように傾きを設定し、各切削用カッターパスをこの傾きによる一定の傾きで切削することにより、また加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように設定し、このようにして設定した傾きによる一定値で各切削用カッターパスを加工することにより、微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＡＭシステムにおける加工データ作成装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】ＣＡＭシステムを示すブロック図である。
【図３】カッターパスの説明に供する断面図である。
【図４】象限突起の説明に供する断面図である。
【図５】最適な切削点の説明に供する断面図である。
【図６】最適な工具軸の傾きの説明に供する断面図である。
【図７】工具軸の設定の説明に供する断面図である。
【図８】回転速度の切り換えの説明に供する斜視図である。
【図９】図１の続きのフローチャートである。
【図１０】象限突起回避範囲の説明に供する特性曲線図である。
【図１１】象限突起回避のための工具軸の傾きの説明に供する特性曲線図である。
【図１２】むしれの説明に供する断面図である。
【図１３】むしれの回避範囲の説明に供する特性曲線図である。
【図１４】図９の続きのフローチャートである。
【図１５】カッターパスが連続する方向への工具軸の傾きの急激な変化の例を示す断面図である。
【図１６】カッターパスが連続する方向への工具軸の傾きの急激な変化を防止した例を示す断面図である。
【図１７】工具軸を傾ける場合の誤差の説明に供する断面図である。
【図１８】ワーク側を傾ける場合の誤差の説明に供する断面図である。
【図１９】従来の加工方法の説明に供する斜視図である。
【符号の説明】
１……ＣＡＭシステム、２……加工データ作成装置、Ｄ１……形状データ、Ｄ３……加工データ
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工データ作成方法及び加工データ作成方法を記録した記録媒体に関し、特に５軸以上の多軸のＮＣ切削装置により切削加工する場合に適用することができる。本発明は、切削用カッターパス毎に、最適な回転速度による一定速度で切削加工するように加工データを生成することにより、また切削用カッターパス毎に、接線ベクトルが所定の象限にのみ分布するように傾きを設定し、各切削用カッターパスをこの傾きによる一定の傾きで切削することにより、また加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように設定し、このようにして設定した傾きによる一定値で各切削用カッターパスを加工することにより、微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２．５軸、３軸のＮＣ切削装置においては、加工対象と工具との相対的な位置関係をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に変位させて工具を駆動することにより、金型等を切削加工できるようになされている。これに対して５軸のＮＣ切削装置においては、図１９に示すように、このようなｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の変位に加えて、加工対象に対する工具の相対的な傾きを変位させて、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸についても、ｘ平面に平行なＡ方向及びｙ平面に平行なＢ方向に変位させることができるようになされている。
【０００３】
これにより５軸の切削装置による切削加工においては、例えば加工対象の加工目標面に対して常に工具を垂直に保持するように、Ａ方向及びＢ方向の傾きを制御しながら、カッターパスに従ってｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の座標を変化させることにより、複雑な形状を切削加工できるようになされている。
【０００４】
このため従来、この種の切削装置を駆動する加工データ（すなわちＮＣデータである）の作成においては、加工目標の形状データより加工目標面上にカッターパスを設定した後、このカッターパス上で加工目標面の法線方向を順次検出し、この法線方向よりＡ方向及びＢ方向のデータを生成するようになされている。さらにこのようにして作成した複数の切削用カッターパスを、加工目標面より離間した接続用のカッターパスにより順次接続して全体のカッターパスを生成し、このカッターパスで工具が移動するように加工データを生成するようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのように作成された加工データにより５軸等の多軸による切削装置を駆動して金型等を作成した場合、金型に微小な凹凸等が発生する場合があり、これにより仕上がり精度が未だ不十分な問題があった。
【０００６】
このような微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がりの精度を向上することができれば、その分、手作業等による仕上げ加工を簡略化し、さらには省略できると考えられる。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、５軸等の多軸による切削加工において、従来に比して仕上がり精度を向上することができる加工データ作成方法及び加工データ作成方法を記録した記録媒体を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法に適用して、前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、前記データ生成ステップは、少なくとも前記工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角とに応じて、前記切削用カッターパス毎に、前記工具の一定速度による回転速度を計算する回転速度計算のステップと、切削用カッターパス毎に、少なくともアプローチを終了した時点で、回転速度計算のステップで計算した一定速度により工具が回転しているように、かつ切削用カッターパス毎に、回転速度計算のステップで計算した一定速度に前記工具の回転速度を保持するように、加工データを設定するデータ設定のステップとを有するようにする。
【０００９】
また請求項２の発明においては、請求項１に構成において、前記回転速度計算のステップは、前記切削用カッターパス毎に、前記切削用カッターパスの各部位における最適な回転速度の平均値を前記一定速度に設定する。
【００１０】
また請求項３の発明においては、請求項１又は請求項２の構成において、データ設定のステップは、前記加工目標面より前記工具を遠ざける時点で、前記工具の回転速度の切り換えコマンドを発行するように、前記加工データを設定する。
【００１１】
また請求項４の発明においては、物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法に適用して、前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、前記データ生成ステップは、切削用カッターパスの各部位の接線ベクトルを前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布させることができる前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲を、前記切削用カッターパス毎に計算する象限突起回避範囲の検出ステップと、前記切削用カッターパス毎に、前記加工対象に対する前記工具の傾きが、前記象限突起回避範囲の一定値による傾きになるように、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを設定する傾き設定ステップとを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを、前記傾き設定ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成する。
【００１２】
また請求項５の発明においては、請求項４の構成において、前記傾き設定ステップは、加工対象に対する工具軸の傾きが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する。
【００１３】
また請求項６の発明においては、請求項４又は請求項５の構成において、前記象限突起回避の傾き設定ステップが、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記象限突起回避の傾きを設定する。
【００１４】
また請求項７の発明においては、物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法に適用して、前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、前記データ生成ステップは、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の一定値による傾きを計算する傾き計算ステップを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の傾きを前記傾き計算ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成する。
【００１５】
また請求項８の発明においては、請求項７の構成において、前記データ生成ステップは、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する。
【００１６】
また請求項９の発明においては、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の構成において、前記データ生成ステップは、前記工具又は前記加工対象を傾けることによる工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への前記工具又は前記加工対象の移動精度に対応する精度となるように、前記傾きによる加工データを生成する。
【００１７】
また請求項１０の発明においては、加工データ作成方法を記録した記録媒体に適用して、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の加工データ作成方法を記録してなるようにする。
【００１８】
請求項１の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、データ生成ステップが、少なくとも前記工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角とに応じて、前記切削用カッターパス毎に、前記工具の一定速度による回転速度を計算する回転速度計算のステップと、切削用カッターパス毎に、少なくともアプローチを終了した時点で、回転速度計算のステップで計算した一定速度により工具が回転しているように、かつ切削用カッターパス毎に、回転速度計算のステップで計算した一定速度に前記工具の回転速度を保持するように、加工データを設定するデータ設定のステップとを有することにより、切削途中での回転速度の切り換えを回避して、工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角に応じて設定された一定速度により、各切削用カッターパスを切削することができる。これにより切削中の回転速度の切り換えによる微細な凹凸の発生を回避して、かつ適切な回転速度による綺麗な切削加工を実行でき、その分、従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。
【００１９】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、前記回転速度計算のステップが、前記切削用カッターパス毎に、前記切削用カッターパスの各部位における最適な回転速度の平均値を前記一定速度に設定することにより、簡易な処理で最適な回転速度を設定することができる。
【００２０】
また請求項３の発明においては、請求項１又は請求項２の構成において、データ設定のステップが、加工目標面より工具を遠ざける時点で、工具の回転速度の切り換えコマンドを発行するように、加工データを設定することにより、十分に時間的な余裕のある時点で最適な回転速度への切り換えを指示することができ、切削用カッターパスにより切削加工を開始する時点で、確実に所望の回転速度により工具を回転させることができる。
【００２１】
また請求項４の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、前記データ生成ステップが、切削用カッターパスの各部位の接線ベクトルを前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布させることができる前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標における前記加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲を、前記切削用カッターパス毎に計算する象限突起回避範囲の検出ステップと、前記切削用カッターパス毎に、前記加工対象に対する前記工具の傾きが、前記象限突起回避範囲の一定値による傾きになるように、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを設定する傾き設定ステップとを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを、前記傾き設定ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成することにより、象限突起の発生原因を有効に回避して切削加工することができる。これにより象限突起による微細な凹凸を防止して、従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。
【００２２】
また請求項５の構成によれば、請求項４の構成において、前記傾き設定ステップは、加工対象に対する工具軸の傾きが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定することにより、さらに切削用カッターパス間で工具軸の急激な傾きの変化により発生する微細な凹凸を防止することができる。
【００２３】
また請求項６の構成によれば、請求項５の構成において、前記象限突起回避の傾き設定ステップが、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記象限突起回避の傾きを設定することにより、工具の最適な位置に切削点を設定して切削加工することができ、これによりさらに一段と仕上がり精度を向上することができる。
【００２４】
また請求項７の構成によれば、加工データ作成方法に適用して、前記データ生成ステップが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の一定値による傾きを計算する傾き計算ステップを有し、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の傾きを前記傾き計算ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成することにより、切削用カターパス間で工具軸の傾きを急激に変化させて発生する微細な凹凸の発生を防止することができる。従ってその分、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００２５】
また請求項８の構成によれば、請求項７の構成において、前記データ生成ステップが、前記工具と前記加工目標面との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定することにより、工具の最適な位置に切削点を設定して切削加工することができ、これによりさらに一段と仕上がり精度を向上することができる。
【００２６】
また請求項９の構成によれば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の構成において、データ生成ステップが、工具又は加工対象を傾けることにより工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への工具及び加工対象の移動精度に対応する精度となるように、傾きによる加工データを生成することにより、工具軸又は加工対象を傾けたことによる誤差が座標軸に沿った方向への移動における誤差に対応するように設定することができる。従って、その分、工具軸又は加工対象を傾けたことによる相対的な大きな誤差の発生を防止して、微細な凹凸の発生を防止することができ、仕上がり精度を向上することができる。
【００２７】
また請求項１０の構成によれば、加工データ作成方法を記録した記録媒体に適用して、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の加工データ作成方法を記録することにより、従来に比して仕上がり精度を向上してなる加工データ作成方法を記録した記録媒体を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２９】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係るＣＡＭシステムを示すブロック図である。このＣＡＭシステム１は、オンライン、フロッピーディスク等を介して、ＣＡＤ等により作成された形状データＤ１を受け、この形状データＤ１により金型加工用の加工データＤ３を生成する。
【００３０】
ここでこのＣＡＭシステム１において、加工データ作成装置２は、コンピュータにより構成され、表示装置３を介してメッセージを表示すると共に、キーボード、マウス等である入力装置４を介してオペレータの入力を受け付け、これにより対話形式で加工の条件を受け付ける。さらにこの受け付けた加工の条件に応じて形状データＤ１より工具干渉を防止してなるカッターパスのデータを作成し、このカッターパスのデータよりＮＣ装置の制御用データである加工データＤ３を生成する。
【００３１】
このとき加工データ作成装置２は、オペレータの指示に応じて、３軸の切削加工装置用のＮＣデータに代えて、５軸の切削加工装置用の加工データＤ３を生成する。加工データ作成装置２は、このようにして作成した加工データＤ３をオンライン、フロッピーディスク、又は紙テープにより５軸のＮＣ切削装置に供給し、形状データＤ１による形状を切削加工するようになされている。
【００３２】
図３は、加工データＤ３により作成するカッターパスの説明に供する略線図である。加工データ作成装置２は、加工目標面上における工具先端の軌跡を示すカッターパスＬ１と、この工具先端のカッターパスＬ１に対応する工具中心の軌跡を示すカッターパスＬ２とを例えばパラメータ線により生成する。
【００３３】
加工データ作成装置２は、図３に示す例においては、オペレータの指定した工具半径Ｒ、加工精度に応じて、加工データＤ３により表される面形状を所定の面により順次切り取った際に、これらの各面と加工目標面との交線を座標値ｘ０，ｙ０，ｚ０の連続により定義し、又は所定の関数により定義し、工具先端のカッターパスＬ１を生成する。さらにこの工具先端のカッターパスＬ１について、加工目標面の法線方向に、工具半径Ｒの分だけ座標値をオフセットさせ、これによりオフセットさせた座標値ｘ，ｙ，ｚの連続等により工具中心のカッターパスＬ２を生成する。
【００３４】
なお以下において、このようなカッターパスを定義する座標値ｘ，ｙ，ｚ、ｘ０，ｙ０，ｚ０、以下の説明におけるｘ、ｙ、ｚ座標空間、各座標軸は、特に言及する場合等を除いて、工具の回転中心軸（以下、工具軸と呼ぶ）又は加工対象が何ら傾けられていない状態での座標空間によるものである。またｘ平面及びｙ平面内ににおける工具軸の傾きをそれぞれＡ及びＢにより表して説明する。ちなみにこの実施の形態において、カッターパスＬ１及びＬ２の生成に供される工具であって、切削加工に供される工具は、ボールエンドミルである。
【００３５】
加工データ作成装置２は、オペレータによりこれらカッターパスＬ１及びＬ２から５軸のＮＣ切削装置による加工データＤ３を生成する旨の指示が得られると、所定のメニューを提示してオペレータの設定を受け付け、この設定によりこれらカッターパスＬ１及びＬ２から加工データＤ３を生成する。
【００３６】
加工データ作成装置２は、この設定により、工具軸の傾きをオペレータが指定するのか、又は自動的に設定するかの選択を受け付ける。また工具軸の傾きをオペレータが指定する場合には、その指定の角度を受け付ける。これに対して工具軸の傾きを自動的に設定する場合には、何れの条件を優先して設定するかの選択を受け付ける。ここで加工データ作成装置２は、象限突起の回避、むしれの回避の何れを優先的に回避するかの設定を受け付ける。
【００３７】
ここで象限突起は、図４において符号Ｅにより部分的に拡大して示すように、例えば曲面等の切削加工において、工具に対して曲面が凸形状となっている場合に、またこれとは逆に工具に対して曲面が凹形状となっている場合等に、この凸形状の最も先端の部位及び凹形状の最も奥まった部位に発生する微細な突起、段差である。象限突起は、各軸方向への工具の移動方向が切り換わることにより発生するものであり、この図４に示す場合においては、工具の上下方向の移動が切り換わることにより発生するものである。
【００３８】
これに対してむしれは、例えば工具軸を垂直に保持して平坦な面を切削加工した場合等に発生する加工面の微細な凹凸である。このむしれは、図５に示すように、工具軸Ｏの延長線上では、工具の周速度が０であることにより、工具軸Ｏの延長線上が切削点になるように工具の傾きを設定して切削加工すると発生する。このむしれは、工具軸Ｏより遠ざかった部位を切削点Ｐ１に設定すれば、工具軸Ｏより遠ざかった分、周速度が増大すること等により、このようなむしれの発生を防止することができる。この場合、図６に示すように、水平面を加工目標面に設定している場合には、この加工目標面の法線方向に対して、切削点Ｐ１と工具中心との成す角度θの分だけ工具軸Ｏを傾けて、このようなむしれを防止することができる。
【００３９】
加工データ作成装置２は、オペレータによるこのような設定に従って、カッターパスＬ１及びＬ２から５軸のＮＣ切削装置による加工データＤ３を生成する。図１は、加工データ作成装置２におけるこの加工データＤ３の生成手順を示すフローチャートである。加工データ作成装置２は、この処理手順において、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ここで工具軸の傾きがオペレータにより指定されているか否か判断する。ここでオペレータによる事前の入力で工具軸の傾きが指定されている場合、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ３に移り、各カッターパスで最適な回転速度の平均値を計算する。なおこの場合の１本のカッターパスは、加工対象の切削加工面の沿った連続する１つのパスであり、最終的なＮＣデータによる加工において、工具のアプローチ後、このアプローチに対応するリリースまでの軌跡を意味するものである。
【００４０】
すなわち図７に示すように、工具軸Ｏの傾きを一定値に保持して曲面を切削加工する場合、曲面の各部位の傾きに応じて工具軸Ｏから切削点Ｐ１の距離ｄ１が変化し、工具を一定の回転速度により回転駆動した場合でも、この距離ｄ１が変化する分、曲面の各部位で切削点Ｐ１の周速度Ｖが変化する。なおここで切削点Ｐ１は、加工目標面が工具と接する点である。またこの図７は、カッターパスＬ２と平行な面内方向に、工具軸ＯをＺ軸方向から所定角度θＡだけ傾けて切削加工する場合を示すものである。
【００４１】
これに対して切削装置では、凹凸等の無い綺麗で、かつ精度の高い切削面を得るために、切削量、工具、ワークの材料等に応じて切削点Ｐ１の周速度Ｖを最適値に設定することが必要になる。従ってこのように工具軸Ｏを一定値に保持して曲面を切削加工する場合のように、曲面の各部位で、工具軸Ｏから切削点Ｐ１までも距離ｄが種々に変化する場合に、曲面の各部位で最適な条件により切削加工するためには、工具の回転速度ｖを曲面の各部位で変化させることが必要になる。
【００４２】
ところがこのように曲面の各部位で工具の回転速度ｖを適宜変化させると、却って微細な凹凸が発生することが判った。これは回転速度の切り換えを加工データにより指示した場合でも、切削装置において、回転速度の切り換えをスムーズかつ迅速に実行できないためと考えられる。
【００４３】
このためこの実施の形態では、１本のカッターパスについて、最適な回転速度の平均値を計算し、この平均値を基準にして各カッターパス毎に、一定値による工具の最適な回転速度を設定する。さらに図８に示すように、各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、このようにして設定した最適な回転速度により工具の回転速度を一定値に保持して切削加工するように、加工データを生成する。さらに各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈの切削開始時においては、指示した回転速度により工具が回転しているように、十分な時間的な余裕を持って工具の回転速度を切り換える。
【００４４】
加工データ作成装置２は、例えば、各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、各部位の法線ベクトル（この場合は、カッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、……、Ｌ１Ｈの各座標より、対応するカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈの各座標を結ぶベクトルである）を検出し、各法線ベクトルと指定された工具軸の傾きとにより、カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈの各部位において、工具中心と切削点Ｐ１とを結ぶ線分Ｋ１が工具軸Ｏと成す角度θ１（図７）を計算する。
【００４５】
さらに加工データ作成装置２は、カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、これら角度θ１の最大値及び最小値を検出する。さらにこの最大値及び最小値より図示しないデータベースの記録をアクセスする。ここでこのデータベースは、工具毎に、このような角度θ１に対する最適な回転速度を記録したデータベースである。これにより加工データ作成装置２は、工具と、工具が加工目標面と成す角度θ１に応じて、各カッターパス毎に、工具の一定速度による回転速度を計算するようになされている。
【００４６】
具体的に加工データ作成装置２は、データベースのアクセスにより、各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に、最適な回転速度の最大値及び最小値を検出する。さらに加工データ作成装置２は、このようにして検出した回転速度の最大値及び最小値を平均値化し、この平均値を各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈにおける工具の回転速度に設定する。
【００４７】
このようにしてカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈ毎に一定速度による最適な回転速度を設定すると、加工データ作成装置２は、続いてステップＳＰ４に移り、リリースＬＳ、リフトＬＬ、アプローチＬＡ等による、加工目標面より工具を離間させてなる接続用カッターパスにより、切削用のカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈを順次接続して連続する工具の移動を示す加工データＤ３を作成する。このとき加工データ作成装置２は、アプローチを終了した時点で確実に指示した回転速度で工具が回転しているように、また各カッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……、Ｌ２Ｈでは、このようにして切り換えた回転速度による一定速度により切削加工するように加工データＤ３を生成する。
【００４８】
具体的に、加工データ作成装置２は、このような回転速度の切り換えに対する時間的な余裕が最も大きな時点であり、かつ切削目標面に何ら影響を与えない時点であるリフト時点で回転速度の変更を指示するように加工データＤ３を生成する。またこのときオペレータにより指定された傾きにより工具軸を設定するように加工データＤ３を作成する。
【００４９】
このようにして加工データＤ３を作成すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ５に移ってこの処理手順を終了する。
【００５０】
これに対してオペレータにより工具軸の傾きが指定されていない場合、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ２において否定結果が得られることにより、図９のステップＳＰ６に移る。加工データ作成装置２は、ここで各パスの象限突起回避範囲を検出する。
【００５１】
ここで加工データ作成装置２は、カッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、……毎に、又はカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、……毎に、カッターパスの各部位における接線ベクトルを検出する。
【００５２】
加工データ作成装置２は、続いて各カッターパス毎に、接線ベクトルが１つの象限に分布してなる座標軸の傾きの範囲を検出する。このとき加工データ作成装置２は、ＮＣ切削装置における座標軸によりこれらの傾きを検出する。これにより加工データ作成装置２は、カッターパスの各部位の接線ベクトルがＮＣ切削装置におけるＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布する加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲の傾きを、切削用カッターパス毎に計算するようになされている。
【００５３】
図１０及び図１１は、この加工データ作成装置２における処理の説明に供する特性曲線図であり、１つのカッターパスについての接線ベクトルをＸＺ平面に投影して示すものである。加工データ作成装置２は、それぞれＸ軸及びＹ軸を回転中心にしてなる傾きの範囲を検出する。
【００５４】
なお加工データ作成装置２は、それぞれＸ軸及びＹ軸を回転中心にワークを傾けても、ＮＣ切削装置におけるＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布するように接線ベクトルを設定できないカッターパスが存在する場合、その旨、記録に残して続く処理を実行する。
【００５５】
このようにしてカッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、……毎に、又はカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、……毎に、象限突起回避範囲を検出すると、加工データ作成装置２は、続くステップＳＰ７において、オペレータが設定した切削の条件によりむしれを回避する範囲を検出する。加工データ作成装置２は、オペレータの指定した工具の種類、工具の大きさ、切削速度、加工精度に応じて、図示しないデータベースの記録をアクセスしてこの範囲を検出することにより、このむしりを回避できる範囲として切削加工に最適な工具軸の傾きθの範囲を検出する。
【００５６】
すなわち図１２に示すように、この種の切削加工においては、工具軸Ｏより所定の角度θ２だけ遠ざかった箇所が切削点になるように工具軸を傾けることにより、むしりを防止することができる。しかしながら、工具の寿命を延ばして効率的な切削加工等を実行する為には、さらに工具軸より遠ざかった角度θ３から所定の角度範囲Δθに切削点を設定するとが望まれる。この実施の形態では、このような角度範囲Δθに切削点を設定可能な工具軸の傾きを最適な工具軸の傾きとする。
【００５７】
加工データ作成装置２は、各カッターパス毎に、各カッターパスの各部位で法線ベクトルを検出する。図１３は、このようにして検出した法線ベクトルのうちＸＺ平面上の法線ベクトルを示す特性曲線図である。加工データ作成装置２は、続いて各カッターパス毎に、この法線ベクトルが最適な傾きの範囲Δθに分布してなる座標軸の傾きの範囲を検出する。このとき加工データ作成装置２は、ＮＣ切削装置における座標軸によりこれらの傾きを検出する。これらにより加工データ作成装置２は、工具中心を中心とした単位長さの球状の面において、工具軸Ｏを中心にしたリング状の領域（角度Δθの領域である）内に法線ベクトルが分布してなる傾きをＸ軸及びＹ軸を中心にした角度による検出する。
【００５８】
なお加工データ作成装置２は、それぞれＸ軸及びＹ軸を回転中心にして傾けても、このようなリング状の領域内に法線ベクトルを配置できないカッターパスが存在する場合、その旨、記録に残して続く処理を実行する。
【００５９】
このようにして各カッターパス毎に、むしれ回避の範囲を検出すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ８に移り、各カッターパスを特定する変数ｉを値１に設定する。続いて加工データ作成装置２は、ステップＳＰ９に移り、変数ｉにより特定されるカッターパスについて、ステップＳＰ６で検出した象限突起回避範囲と、ステップＳＰ７で検出したむしれ回避範囲とで重複した範囲が存在するか否か判断する。かくするにつき、このような重複の範囲は、この範囲に工具軸の傾き又はワークの傾きを設定した場合に、象限突起を回避でき、かつ工具に対して最適な位置に切削点を設定して切削加工できる範囲である。この場合加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１０に移り、この重複範囲を傾きの設定範囲に設定した後、ステップＳＰ１１に移る。
【００６０】
これに対してステップＳＰ９で否定結果が得られると、ステップＳＰ１２に移り、ここでオペレータがむしれ回避の優先を指示したか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１３に移り、ここでむして回避範囲を傾きの設定範囲に設定した後、ステップＳＰ１１に移る。
【００６１】
これに対してステップＳＰ１２で否定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１４に移り、象限突起回避範囲を傾きの設定範囲に設定してステップＳＰ１１に移る。
【００６２】
なお加工データ作成装置２は、このようにして傾きの設定範囲を設定するカッターパスについて、ステップＳＰ６で象限突起回避範囲を検出できなかった場合であって、ステップＳＰ７でむしれ回避範囲を検出できた場合、このむしれ回避範囲を傾きの設定範囲に設定してステップＳＰ１１に移る。またこれとは逆に、ステップＳＰ６で象限突起回避範囲を検出できた場合であって、ステップＳＰ７でむしれ回避範囲を検出できなかった場合、象限突起回避範囲を傾きの設定範囲に設定する。またこれら２つの範囲の何れも設定できなかった場合、加工データ作成装置２は、何れの傾きにも設定可能なように、傾きの設定範囲を設定する。
【００６３】
加工データ作成装置２は、このようにして１つのカッターパスについて傾きの設定範囲を設定すると、ステップＳＰ１１において、全てのカッターパスについて設定を完了したか否か判断する。ここで否定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１５に移り、変数ｉをインクリメントした後、ステップＳＰ９に戻る。これにより加工データ作成装置２は、順次各カッターパス毎に、象限突起及びむしれの双方を回避できる場合には、この回避できる範囲を傾きの設定範囲に設定するのに対し、この双方を回避できない場合には、オペレータの指定に従って、象限突起又はむしれの双方を回避できる範囲を傾きの設定範囲に設定する。また象限突起又はむしれを回避できない場合には、回避可能な方の範囲を傾きの設定範囲に設定し、象限突起及びむしれの双方を回避できない場合には、何れの傾きにも設定可能に傾きの設定範囲に設定する。
【００６４】
このようにして傾きの設定範囲を設定すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１１で肯定結果が得られることにより、図１４のステップＳＰ１６に移る。ここで加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１０、ＳＰ１３又はＳＰ１４で設定した傾きの設定範囲により、連続するカッターパスで傾きが徐々にに変化するように、すなわち工具軸の傾きが連続するカッターパスで急激に変化しないように、傾きＡ及びＢを設定する。
【００６５】
すなわち図１５に示すように、カッターパスの連続する方向について、加工目標面に凹凸がある場合、この凹凸に対応するように、この方向の工具軸Ｏの傾きθＢ１〜θＢ５を設定すると、隣り合うカッターパスにおける工具軸Ｏの傾きθＢ１、θＢ２、θＢ３、θＢ４……が急激に変化する部位が発生し、この部位で微細な凹凸が発生する場合がある。なおこの図１４では、カッターパスの連続する方向への傾きを示しているが、このような部位の凹凸は、このようなカッターパスの連続する方向以外の方向に工具軸の傾きが急激に変化した場合も発生する。
【００６６】
このためこの実施の形態では、図１６に示すように、工具軸Ｏの傾きの差分値（θＢ１−θＢ２）、（θＢ２−θＢ３）、（θＢ３−θＢ４）、……がほぼ一定値となるように、すなわちこの方向の工具軸Ｏの傾きθＢ１〜θＢ５が徐々に変化するように、工具軸の傾きθＢを設定する。
【００６７】
このようにして工具軸の傾きθＢ１、θＢ２、θＢ３、……を設定すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１７に移る。ここで加工データ作成装置２は、ステップＳＰ３で計算したと同様にして、このようにして計算した工具軸の傾きにより順次各カッターパスにおける最適な回転速度を検出する。
【００６８】
さらに加工データ作成装置２は、続くステップＳＰ１８において、このようにして計算した工具軸の傾き、最適回転速度により加工データＤ３を作成した後、ステップＳＰ５に移ってこの処理手順を終了する。加工データ作成装置２は、この加工データＤ３を作成する際に、カッターパス毎に、ステップＳＰ１６で計算した傾きが加工対象に対する工具軸の傾きになるように、工具又は加工対象の傾きを設定する。これにより加工データ作成装置２は、カッターパス毎に設定された象限突起を回避できる一定値による工具軸の傾きにより、各カッターパスを切削するように、加工データＤ３を作成する。また同様に、カッターパス毎に設定された連続するカッターパスで連続的に変化する工具軸の傾きにより、また同様にカッターパス毎に設定された最適な工具軸の傾きにより、工具軸の傾きを各カッターパスで一定値に維持して切削加工するように加工データＤ３を生成する。
【００６９】
また図８について上述したように、リフト開始時点で回転速度を最適な回転速度に切り換えるように加工データＤ３を生成する。さらにリフトを完了した時点で、工具又は加工対象の傾きを切り換えるコマンドを発行し、これにより十分に安全に工具又は加工対象の傾きを切り換えることができるようになった時点で、かつ続くカッターパスについての切削加工を開始する時点では、所望する工具軸の傾きにより安全に切削加工することができるように、加工データＤ３を生成する。
【００７０】
加工データ作成装置２は、このようにして加工データＤ３を生成するにつき、工具又は加工対象を傾けることによる工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への工具又は加工対象の移動精度に対応する精度となるように加工データＤ３を作成し、これにより加工精度を向上する。
【００７１】
すなわちＮＣ切削装置において、座標軸に沿った方向への移動精度は、一般的に０．００１〔ｍｍ〕程度である。これに対してこの工具の移動精度に対応する傾きの精度０．００１度により工具軸を傾けると、図１７に示すように、例えば工具長Ｌが２００〔ｍｍ〕の場合、工具先端における位置決め精度は、０．００３５〔ｍｍ〕となる。これにより単に工具及び加工対象の座標軸に沿った方向への移動精度に対応する精度により傾きの加工データを生成したのでは、工具軸又は加工対象を傾けたことにより相対的に大きな誤差が発生し、微細な凹凸が発生する恐れがある。なお図１８に示すように、工具に代えてワーク側を傾ける構成のＮＣ装置においては、ＮＣ装置における回転中心と切削点との距離Ｌに応じて工具先端における位置決め精度が低下する。
【００７２】
このため加工データ作成装置２では、この長さＬの分、相対的に多くの有効桁数による演算処理により傾きに関する演算処理を実行すると共に加工データＤ３を生成し、これにより工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への工具及び加工対象の移動精度に対応する精度となるように加工データＤ３を生成する。具体的に、この実施の形態において、加工データ作成装置２は、座標軸に沿った方向への移動と、工具軸の傾きの変化とで、ＮＣ装置の分解能に対応する精度によりそれぞれ移動量及び傾き変位量を四捨五入して発生する誤差を比較し、誤差が大きな方の四捨五入値を採用する。さらにこのようにして採用した四捨五入値により他方の値を計算し直す。すなわち座標軸に沿った方向への移動精度が０．００１〔ｍｍ〕、傾きの精度が０．００１度の場合であって、工具長Ｌが２００〔ｍｍ〕の場合、それぞれ座標軸の移動、工具の傾きの変化によって四捨五入値に発生する誤差は、工具軸を傾ける場合の方が大きくなる。従ってこの場合、工具軸を傾ける角度を０．００１度未満の桁で四捨五入して工具を傾ける角度を始めに計算する。さらに加工データ作成装置２は、この計算した値によって、座標軸に沿った方向の移動位置を計算し直し、０．００１〔ｍｍ〕未満の桁により四捨五入して移動位置を確定する。
【００７３】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、このＣＡＭシステム１では（図２）、金型等の加工目標の形状を表す形状データＤ１がＣＡＤシステム等より供給され、加工データ作成装置２における演算処理により、この形状データＤ１に基づいてＮＣ切削装置の加工に供する加工データＤ３が生成される。ＣＡＭシステム１では、この加工データＤ３でＮＣ切削装置を駆動することにより、形状データＤ１による外形形状の金型等を作成することができる。
【００７４】
このようにして加工データＤ３を作成するにつき、ＣＡＭシステム１では、始めに形状データＤ１による加工目標面に沿って、例えば一定の間隔でほぼ平行に走るように、工具先端のカッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、……と、各カッターパスＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、……に対応する工具中心のカッターパスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、……とがパラメータ線等により生成される（図３）。加工データ作成装置２では、これにより加工目標面に沿って、実際の切削加工に供するカッターパスである切削用カッターパスが生成され、さらに加工目標面から工具を遠ざける工具移動用カッターパスによりこれら切削用カッターパスが順次接続されて全体のカッターパスが作成され、さらにこの全体のカッターパスにより工具が移動するように、加工データＤ３が作成される。
【００７５】
この加工データＤ３を作成する際に、ＣＡＭシステム１では、オペレータにより５軸による加工データの作成が指示されると、工具軸の傾きを指示するデータが付加されて加工データＤ３が作成され、これにより３軸による切削加工の場合に比して、複雑な形状を切削加工することができる。
【００７６】
ＣＡＭシステム１では、この５軸による加工データの作成の際に、オペレータにより工具軸の傾きが指定されている場合（図１）、この指定された傾きにより加工データが作成される。このときＣＡＭシステム１では、工具と、工具が加工目標面と成す角とに応じて、切削用カッターパス毎に、工具の一定速度による回転速度が計算され、各カッターパス毎に、この一定の回転速度により切削加工するように加工データＤ３が作成される（図５〜図７）。これによりこの加工データＤ３による切削加工においては、切削途中での工具の回転速度の切り換えを防止して切削加工することができ、その分、切削中の回転速度の切り換えによる微小な凹凸の発生が防止され、従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。従ってこのような切削加工においては、その分、手作業等による仕上げ作業を簡略化して作業の効率を図ることができる。
【００７７】
またこのときＣＡＭシステム１では、データベースを検索して、この一定速度による回転速度が切削加工に適した最適な回転速度に設定されることにより、これによっても従来に比して仕上がりの精度を向上することができる。
【００７８】
これらの処理において、ＣＡＭシステム１では、各カッターパス毎に、最適な回転速度の最大値及び最小値が検出され、さらにこれら最大値及び最小値の平均値がこの一定の回転速度に設定される。これによりＣＡＭシステム１では、適切かつ簡易に、最適な回転速度を設定することができる。
【００７９】
さらに各カッターパス毎の回転速度の切り換えが、切削目標面より遠ざかっている期間の間で、十分な時間的な余裕を持って実行されるように加工データＤ３が生成され（図８）、これにより確実に、各カッターパスを一定の回転速度で切削加工して、高い仕上がり精度を確保することができる。さらにこの具体的な切り換えのタイミングが、切削目標面より工具が離間する時点あり、かつ切削目標面に何ら影響を与えない時点であるリフト開始時点に設定され、これにより切削を開始する時点より、最適な回転速度で安定に工具を回転させて切削加工することができる（図５）。
【００８０】
これに対してオペレータにより工具軸の傾きが指定されていない場合（図９）、ＣＡＭシステム１では、各カッターパス毎に、各部位の接線ベクトルが切削装置における１つの象限に分布してなる傾きが検出され（図１０及び図１１）、これによりカッターパスの延長する方向について、いわゆる象限突起回避の傾きの範囲がカッターパス毎に検出される。
【００８１】
さらにＣＡＭシステム１では、各カッターパス毎に、順次法線ベクトルが検出され、この法線ベクトルを基準にして、加工目標面に対する工具軸の傾きが、むしれを防止できる角度であって、かつ工具の寿命を延ばして効率的な切削加工等を実行することが可能となる角度Δθとなる工具軸の傾きが検出される（図１２及び図１３）。
【００８２】
ＣＡＭシステム１では、これら２つの工具軸の傾きの範囲が重複する場合には、この重複する範囲で工具軸の傾きが設定され、加工データＤ３が作成される。また重複しない場合には、オペレータが優先的な処理を指示した側の範囲により、工具軸の傾きが設定され、加工データＤ３が作成される。また象限突起回避の範囲又はむしれ回避の範囲を設定できない場合には、設定可能な側の範囲により加工データＤ３が作成される。また双方とも範囲を設定できない場合には、後述する前後のカッターパスとの間で徐々に工具軸の角度が変化するように、工具軸の傾きが設定される。
【００８３】
これによりＣＡＭシステム１では、可能な場合には、象限突起回避の範囲により工具軸の傾きを設定することにより、ＮＣ切削装置において、各軸方向へ、工具が移動方向を切り換えることなく切削加工することができ、象限突起による微細な凹凸の発生を防止して高い精度を確保することができる（図４）。
【００８４】
また同様に、可能な場合には、むしれ回避の範囲により工具軸に傾きを設定することにより、むしれによる微細な凹凸の発生を防止でき、その分、加工精度を向上することができる。さらにこのとき、単にむしれを回避できる範囲だけでなく、工具の寿命を延ばして効率的な切削加工等を実行することが可能となる範囲により工具軸の角度を設定することにより、これによっても加工精度を向上し、さらには効率良く切削加工することができる。
【００８５】
このようにして加工データを作成するにつき、ＣＡＭシステム１では、連続するカッターパスで工具軸の傾きが急激に変化しないように（図１４〜図１６）、このようにして検出された各カッターパス毎の傾きの許容範囲で、各カッターパスにおける工具軸の傾きが設定される。またそれぞれ各カッターパスに設定された傾きによる一定の角度に工具軸の角度を設定して、各カッターパスが切削加工される。
【００８６】
これによりＣＡＭシステム１では、工具軸の傾きの急激な変化による微細な凹凸の発生を防止でき、これによっても加工精度が向上される。
【００８７】
またこのように工具又は加工対象を各カッターパス毎に設定して切削加工する場合でも、ＣＡＭシステム１においては、このように設定した一定の傾きにより各カッターパスを切削加工するように加工データＤ３が生成され、これにより切削中に工具軸の傾きを変化させることにより微細な凹凸の発生を防止して、高い精度により切削加工することが可能となる。
【００８８】
またこのように各カッターパス毎に工具軸の傾きを設定して加工データＤ３を作成する場合であっても、工具軸の傾きが指定されている場合と同様に、各カッターパス毎に、平均値による最適な回転速度が検出され、この最適な回転速度のよる一定速度により各カッターパスを切削加工するように、またリフト開始時点で回転速度の切り換えコマンドを発行するように、加工データＤ３が生成される。これによってもＣＡＭシステム１においては、高い精度により所望の形状を切削加工可能とすることができる。
【００８９】
このようにして工具軸の傾きを設定して加工データＤ３を生成するにつき、ＣＡＭシステム１では、工具長Ｌ（加工対象の回転中心から切削点までの距離Ｌ）に応じた有効桁数により傾きに関する演算処理が実行され（図１７及び図１８）、工具又は加工対象を傾けた際の、工具長による位置決め精度の劣化を考慮して、この精度の劣化を補うように加工データＤ３が生成される。これによりこの加工データＤ３による切削加工データにおいては、工具軸、加工対象を傾けたことによる誤差が座標軸に沿った方向への誤差を対応するように設定することができ、その分、工具軸、加工対象を傾けたことによる相対的な大きな誤差の発生を防止して、加工精度を向上することができる。
【００９０】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、切削用のカッターパス毎に、最適な回転速度による一定速度で切削加工するように加工データを生成することにより、切削加工中における回転速度の変化による微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００９１】
また切削用カッターパス毎に、接線ベクトルが所定の象限にのみ分布するように傾きを設定し、この傾きによる一定の傾きで各カッターパスを切削加工するように、加工データを生成することにより、象限突起による微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００９２】
また各カッターパスで工具軸の傾きが徐々に変化するように設定し、このようにして設定した傾きによる一定の傾きで加工データを作成することにより、この傾きの急激な変化による微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【００９３】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、工具と、工具が加工目標面と成す角とに応じて適切な回転速度をカッターパスの各部位毎に検出し、これらの平均値を検出することにより、カッターパス毎に、工具の一定速度による回転速度を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このようにして計算した平均値を回転速度の最大値、回転速度の最小値、さらには回転速度の最大値及び最小値の差分値等により補正して各カッターパスの最適な回転速度を設定する場合等、工具と、工具が加工目標面と成す角とに応じて、切削用カッターパス毎に、一定速度による回転速度を設定するようにして、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
また上述の実施の形態においては、最適な回転速度の最大値及び最小値の平均値を各カッターパスにおける工具の回転速度を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このような最大値及び最小値による平均値に代えて、カッターパスの各部位における最適な回転速度を、各回転速度によるカッターパスの長さにより重み付けして得られる加重平均値を基準にして最適な回転速度を設定する場合、さらには各カッターパスに設定した複数のサンプリング点についての最適な回転速度による平均値を基準にする場合等、回転速度の算出方法は種々に設定することができる。
【００９５】
また上述の実施の形態においては、リフト開始時に回転速度を切り換えるように、またリフト後に傾きを切り換えるように加工データを生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて、これらの切り換えのタイミングは種々に設定することができる。
【００９６】
また上述の実施の形態においては、カッターパスの各部位の接線ベクトルが１つの象限に分布する範囲を検出して象限突起回避範囲を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば各カッターパスにおいて傾きが最も大きな部位と小さな部位とで代表して、カッターパスの各部位の接線ベクトルが１つの象限に分布する範囲を検出する場合、さらには各カッターパスに複数のサンプリング点を設定し、このサンプリングにより代表して、カッターパスの各部位の接線ベクトルが１つの象限に分布する範囲を検出する場合、種々の検出手法を広く適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、切削用カッターパス毎に、最適な回転速度による一定速度で切削加工するように加工データを生成することにより、また切削用カッターパス毎に、接線ベクトルが所定の象限にのみ分布するように傾きを設定し、各切削用カッターパスをこの傾きによる一定の傾きで切削することにより、また加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように設定し、このようにして設定した傾きによる一定値で各切削用カッターパスを加工することにより、微小な凹凸等の発生を防止して、従来に比して仕上がり精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＡＭシステムにおける加工データ作成装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】ＣＡＭシステムを示すブロック図である。
【図３】カッターパスの説明に供する断面図である。
【図４】象限突起の説明に供する断面図である。
【図５】最適な切削点の説明に供する断面図である。
【図６】最適な工具軸の傾きの説明に供する断面図である。
【図７】工具軸の設定の説明に供する断面図である。
【図８】回転速度の切り換えの説明に供する斜視図である。
【図９】図１の続きのフローチャートである。
【図１０】象限突起回避範囲の説明に供する特性曲線図である。
【図１１】象限突起回避のための工具軸の傾きの説明に供する特性曲線図である。
【図１２】むしれの説明に供する断面図である。
【図１３】むしれの回避範囲の説明に供する特性曲線図である。
【図１４】図９の続きのフローチャートである。
【図１５】カッターパスが連続する方向への工具軸の傾きの急激な変化の例を示す断面図である。
【図１６】カッターパスが連続する方向への工具軸の傾きの急激な変化を防止した例を示す断面図である。
【図１７】工具軸を傾ける場合の誤差の説明に供する断面図である。
【図１８】ワーク側を傾ける場合の誤差の説明に供する断面図である。
【図１９】従来の加工方法の説明に供する斜視図である。
【符号の説明】
１……ＣＡＭシステム、２……加工データ作成装置、Ｄ１……形状データ、Ｄ３……加工データ
Claims (10)
- 物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法において、
前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、
工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、
前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、
前記データ生成ステップは、
少なくとも前記工具と、前記工具が前記加工目標面と成す角とに応じて、前記切削用カッターパス毎に、前記工具の一定速度による回転速度を計算する回転速度計算のステップと、
前記切削用カッターパス毎に、少なくともアプローチを終了した時点で、前記回転速度計算のステップで計算した前記一定速度により工具が回転しているように、かつ前記切削用カッターパス毎に、前記回転速度計算のステップで計算した前記一定速度に前記工具の回転速度を保持するように、前記加工データを設定するデータ設定のステップとを有する
ことを特徴とする加工データ作成方法。 - 前記回転速度計算のステップは、
前記切削用カッターパス毎に、前記切削用カッターパスの各部位における最適な回転速度の平均値を前記一定速度に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工データ作成方法。 - 前記データ設定のステップは、
前記加工目標面より前記工具を遠ざける時点で、前記工具の回転速度の切り換えコマンドを発行するように、前記加工データを設定する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加工データ作成方法。 - 物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法において、
前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、
工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、
前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、
前記データ生成ステップは、
前記切削用カッターパスの各部位の接線ベクトルを前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間の１つの象限に分布させることができる前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記加工対象の傾きの範囲である象限突起回避範囲を、前記切削用カッターパス毎に計算する象限突起回避範囲の検出ステップと、
前記切削用カッターパス毎に、前記加工対象に対する前記工具の傾きが、前記象限突起回避範囲の一定値による傾きになるように、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを設定する傾き設定ステップとを有し、
前記切削用カッターパス毎に、前記ＮＣ切削装置のＸＹＺ座標空間における前記工具又は前記加工対象の傾きを、前記傾き設定ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成する
ことを特徴とする加工データ作成方法。 - 前記傾き設定ステップは、
前記加工対象に対する前記工具軸の傾きが、前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の加工データ作成方法。 - 前記傾き設定ステップは、
前記工具と前記加工目標面の法線との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の加工データ作成方法。 - 物品の形状を示す形状データに基づいて、ＮＣ切削装置の加工データを作成する加工データ作成方法において、
前記形状データより、加工目標面に沿った複数の切削用カッターパスを作成するステップと、
工具を前記加工目標面から遠ざけて移動させた後、前記加工目標面に近づける工具移動用カッターパスにより、前記切削用カッターパスを順次接続して全体のカッターパスを生成するステップと、
前記全体のカッターパスで工具が移動するように、前記加工データを作成するデータ生成ステップとを有し、
前記データ生成ステップは、
前記移動用カッターパスを間に挟んで連続する前記切削用カッターパスで加工対象に対する工具軸の傾きが徐々に変化するように、前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の一定値による傾きを計算する傾き計算ステップを有し、
前記切削用カッターパス毎に、前記工具又は前記加工対象の傾きを前記傾き計算ステップによる一定値の傾きに保持して前記加工データを生成する
ことを特徴とする加工データ作成方法。 - 前記データ生成ステップは、
前記工具と前記加工目標面の法線との成す角が前記工具に応じた所定の範囲の角度となるように、前記切削用カッターパス毎に、前記一定値による傾きを設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の加工データ作成方法。 - 前記データ生成ステップは、
前記工具又は前記加工対象を傾けることによる工具先端の位置決め精度が、座標軸に沿った方向への前記工具又は前記加工対象の移動精度に対応する精度となるように、前記傾きによる加工データを生成する
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記載の加工データ作成方法。 - 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の加工データ作成方法を記録した
ことを特徴とする加工データ作成方法を記録した記録媒体。
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