JP4894976B1 - 数値制御加工プログラム作成方法及びその装置並びにその方法をコンピュータに実行させるプログラム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
また、製品としての機能や性能に関わる部位の加工については、加工不良を生じさせないように、工具の刃先Rによる削り残しを考慮してNC加工プログラムを作成する必要があるが、上記の従来技術では、削り残しが生じる場合があるという問題があった。
データを記憶する記憶手段と、前記研磨代データに基づいて、前記形状データを変形して
研磨代を有する形状データを生成する形状データ変形処理手段と、この変形処理された形
状データのNC加工プログラムを作成するNC加工プログラム生成処理手段とを有し、前
記形状データ変形処理手段が、前記形状データ変形処理手段は、前記加工対象物の形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する際、研磨代を設定する稜線と隣接する稜線箇所に工具の刃先Rによる削り残しが発生する場合にあっては、前記削り残しを研磨時に除去するための調整量を加味した研磨代を有する形状データを生成する手段を有するものである。
以下この発明の実施例1を、図1〜図14を用いて説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、この発明の実施例1に係るNC加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。NC加工プログラム作成装置101は、CADデータ入力部1、形状データ保存部2、対話操作処理部3、研磨代データ保存部4、形状データ変形処理部5、NC加工プログラム生成処理部6、表示部7、指示入力部8及び工具データ保存部9を有している。
表示部7は、液晶モニタなどの表示端末であり、CADデータ20、ユーザによって指定された形状データの図形要素、ユーザによって入力された研磨代データ、盗み形状データ(盗み種類、盗み幅、盗み深さ)等を表示する。
指示入力部8は、マウスやキーボードを備えて構成され、ユーザからの指示情報(後述する研磨代データテーブル51のデータなど)を入力する。入力された研磨代データなどのデータは、対話操作処理部3へ送られる。
また研磨代データ保存部4は、対話操作処理部3からの研磨代データテーブル51を記憶するメモリなどの記憶手段である。
NC加工プログラム生成処理部(NC加工プログラム生成処理手段)6は、変形後の形状データの各図形要素の形状や位置、工具データ保存部9に記憶された工具データなどに基づいて、NC加工プログラム30を生成し外部出力する。
「図形要素」のフィールドは、研磨代データの設定対象となる図形要素を表しており、形状データ保存部2に保存された形状データの図形要素(面、稜線、頂点など)のID(rNo.」)と対応付けられている。「研磨代」のフィールドは、研磨代の寸法を表し、「調整量」は、削り残しが発生しないように研磨代の稜線(工具のノーズRによる削り残しが発生する側の稜線)の位置を調整する寸法を表す。また、盗み(研磨盗み)は、凹隅部が研磨加工により仕上がるようにするため、予め凹形に加工しておくものであるが、「盗み種類」のフィールドは、ひら盗み、まる盗み、たて盗みの何れか一つの盗み種類を表し、また「盗み幅」のフィールド、「盗み深さ」のフィールドは、盗み種類に対応する寸法を表す。
なお調整量、盗みについては、図8〜図14を用いて後で詳述する。
先ず、研磨代を満たすよう形状データを変形する方法について、主に図3を用いて説明する。
オペレータが、先ず指示入力部8を操作して、加工プログラム作成装置を研磨代設定モードとすると、対話処理部3は、形状データ保存部2に保存されている形状データ61、研磨代データ入力欄、調整量データ入力欄、盗み種類(ひら盗み、まる盗み、たて盗み)データ入力欄、盗み幅データ入力欄及び盗み深さデータ入力欄を、表示部7に表示させる。この表示時に、盗み種類、盗み幅及び盗み深さの各データを入力する際に参考となる、図11に示すような盗みガイド表示を行うこともできる。
オペレータが前記の操作を行うと、対話処理部3は、図示するような形状データ61の稜線301Aに対応する研磨代データD11を作成し、研磨代データテーブル51として研磨代データ保存部4に保存する。
なお、表示部7に表示される形状データ61は、CADデータ20から旋削軸を中心軸として素材を回転させることにより、旋削加工を行なう旋削加工面を抽出した形状から生成した+XZ平面上の断面形状である。
次に形状データ変形処理部5による形状データの変形処理が終了すると、NC加工プログラム生成処理部6は、変形後の形状データの各図形要素の形状や位置、工具データなどに基づいてNC加工プログラム30を生成し外部出力する。なお、NC加工プログラム生成処理部6は、研磨代設定前の図形要素(稜線301A)に面粗さが設定されている場合、移動後の稜線301Bにも、稜線301Aの面粗さ情報が引き継がれるよう、NC加工プログラム30を生成する。
形状データ変形処理部5では、まず研磨代データ保存部4に保存されている研磨代データテーブル51内の研磨代データと形状データ保存部2に保存された形状データ61とを用いて、研磨代形状を生成する(ステップS1)。
次に形状データ変形処理部5は、ステップS3で未処理の研磨代データがあるか否かを判断し、未処理の研磨代データがある場合、研磨代データごとにステップS1、ステップS2の変形処理を繰り返す。また未処理の研磨代データがなくなると、形状データの変形処理を終了する。
即ち、図5において、研磨代設定された稜線401Aを平行移動した稜線401Bを生成する(ステップS11)。図6(a)は、この研磨代設定された稜線401Aと平行移動した稜線401Bを示す一例である。
次に、研磨代設定された稜線401Aの始点に隣接する稜線402に応じた稜線401Cを生成する(ステップS12)。図6(b)は、この研磨代設定された稜線401Aの始点に隣接する稜線402に応じた稜線401Cを示す一例である。
次に、研磨代設定された稜線401Aの終点に隣接する稜線403に応じた稜線401Dを生成する(ステップS13)。図6(c)は、この研磨代設定された稜線401Aの終点に隣接する稜線403に応じた稜線401Dを示す一例である。
次に、研磨代設定された稜線401Aと、平行移動して生成した稜線401Bと、研磨代設定された稜線の始点に生成した稜線401Cと、研磨代設定された稜線の終点に生成した稜線401Dを繋ぎあわして一つの閉ループとして研磨代形状72を生成する(ステップS15)。図6(e)は、この生成した研磨代形状72を示す一例である。
即ち、図7(a)は、研磨代設定された稜線の始点とこれに隣接する稜線との接続状況が、研磨代設定された稜線501Aとこの稜線501Aに隣接する稜線502とのなす角度が0度以上90度以下の場合の一例である。この場合には、研磨代設定された稜線501Aの始点から、研磨代設定された稜線501Aを研磨代分平行移動した位置に生成した稜線501Bと交わるように、稜線501Aに対して垂直方向に稜線501Cを生成する。
また、図7(d)は、研磨代設定された稜線531Aとこの稜線531Aに隣接する稜線532とのなす角度が180度より大きいの場合の一例である。この場合には、研磨代設定された稜線531Aの始点から隣接する稜線532に沿った稜線531Cを生成する。
なお、研磨代設定された稜線の終点に隣接する稜線に対しても、前述した研磨代設定された稜線の始点に隣接する稜線の生成と同様に生成する。
即ち、図8において、形状データ変形処理部5は、研磨代データ保存部4に保存された、図形要素、研磨代、調整量、盗み種類、盗み幅及び盗み深さが設定された研磨代データテーブル51(図2参照)及び形状データ保存部2に保存された形状データ61を参照し、研磨代設定された稜線とこの稜線に隣接する稜線とが90度〜180度の凹で接続しているかどうか調べる(ステップS21)。研磨代設定された稜線とこの稜線に隣接する稜線が90度の凹で接続していない場合は、処理を終了する。
また図11は、研磨代データテーブル51の盗みに係るデータを入力するに際し参考となる、盗み種類、データ設定範囲、盗み幅や盗み深さの意味などを示す図で、ひら盗みの場合は、底辺の長さが研磨盗み幅、上辺の長さが研磨盗み幅+研磨深さ、上辺と底辺の距離が研磨深さとなるような盗み形状となり、またたて盗みの場合は、底辺の長さが研磨盗み幅、上辺の長さが研磨盗み幅+研磨深さ、上辺と底辺の距離が研磨深さとなる形状を90°回転させるような盗み形状となり、更にまたまる盗みの場合は、ひら盗みとたて盗みを組み合わせるような盗み形状となる。
また盗み深さ=研磨代とするならば、研磨データテーブル51に、盗み深さを設定する必要はない。但し、この場合、盗み深さとして、研磨データテーブル51に設定されている研磨代データを参照する必要がある。
即ち、例えば研磨代を設定する稜線とこの稜線に隣接する稜線とのなす角度が180度である場合、図12左図に示すように、工具の刃先Rの削り残しが発生するが、研磨代の稜線(工具の刃先Rの削り残しが発生する側の稜線)の位置を調整しなければ、この削り残し部は研磨代の除去時に除去されず、削り残し部として残ってしまう。
このため形状データ変形処理部5は、図13に示すように、上述した研磨代設定時に、形状データ61及び研磨代データテーブル51を参照して、研磨代を設定する稜線とこの稜線に隣接する稜線とのなす角度が180度であるか否かを判断することにより、刃先Rによる削り残しが発生する稜線かどうかを判定する(ステップS31)。なお、研磨代を設定する稜線とこの稜線に隣接する稜線とのなす角度が180度である場合は、図12に示す直線と円弧とが滑らかに接続している場合以外に、直線と直線とが接線連続に滑らかに接続している場合もある。
この結果、図12右図に示すように、隣接する稜線とのなす角度が180度である稜線に研磨代を設定することによって工具の刃先Rの削り残しが発生したとしても、前記調整量によりこの削り残し部は研磨代除去時に除去されるため、工具の刃先Rの削り残し部が残らない最終製品を得ることができる。
また実施例1では、研磨代設定された稜線601Aと隣接稜線602が90度の角度で接続し凹をなす場合に、形状データ変形処理部5で研磨盗み形状を生成したが、形状データ変形処理部5で研磨盗み形状を生成せずに、研磨代設定された稜線601Aに対して研磨代分平行移動して生成される稜線601Bに研磨盗み属性を付加しておき、NC加工プログラム生成処理部6が、稜線601Bに付加された研磨盗み属性の情報を元に、研磨盗み加工を行うNC加工プログラムを生成することもできる。なおこのNC加工プログラムは、使用される工具の形状に応じて研磨盗み加工を含めたNC加工プログラムを生成する場合もあるし、また研磨盗み加工のみを行うNC加工プログラムを生成する場合もある。
なおこの場合、図16に示すように、研磨代データテーブル51に盗み種類を設定しておく必要はない。また盗み深さ=研磨代とするならば、研磨代データテーブル51に盗み深さも設定する必要がない。
図15において、まず、研磨代設定された稜線とこの稜線に隣接する稜線とが90度〜180度の凹で接続しているかどうか調べる(ステップS41)。研磨代設定された稜線とこの稜線に隣接する稜線とが90度〜180度の凹で接続していない場合は、処理を終了する。
次に、研磨代データテーブル51に保存されている盗み幅データと盗み深さデータを取得する(ステップS43)。なお、盗み深さ=研磨代とするならば、研磨代データテーブル51の盗み深さ欄にデータが入力されていないので、盗み深さとして研磨代データを取得する。
この結果、NC加工プログラム生成処理部6内で、図9(b)や図10に示す形状が認識(生成)されることになる。
そして最後にこの形状などに基づいて旋削用NC加工プログラムを生成する(ステップS45)
このようにしてNC加工プログラム生成処理部6が、稜線に付加された研磨盗み属性の情報を元に、研磨盗み加工を行うNC加工プログラムを生成することができる。
また実施例1では、オペレータが調整量を設定し、形状データ変形処理部5が、この調整量に基づいて研磨代形状の稜線を平行移動することにより、工具の刃先Rによる削り残し部を残さない場合について説明したが、オペレータが調整量を設定していない(又は調整量を設定しない)場合には、NC加工プログラム生成処理部6が調整量を算出して、研磨代形状の稜線を平行移動させるようにしてもよい。
図17はこの実施例におけるNC加工プログラム生成処理部6の動作を示すフローチャートであるが、NC加工プログラム生成処理部6は、形状データ変形処理部5からの形状データ(研磨代形状を含む)より、研磨代を設定した稜線とこの稜線に隣接する稜線とのなす角度が180度であるか否かを判断することで、刃先Rによる削り残しが発生する稜線かどうかを判定する(ステップS51)。発生しない場合は終了する。
次に、この取得した工具の刃先Rのデータ分(又は工具の刃先Rのデータ分+α分)だけ、図14(b)に示すように、削り残しが発生する研磨代形状の稜線を平行移動して、隣接する稜線と接続し直す(ステップS53)。
なお、この調整量の自動取得機能は、形状データ変形処理部5に持たすこともできる。
また、調整量を工具データより取得するので、オペレータが調整量を設定する必要がなく、更にNC加工プログラムを容易に効率よく作成することが可能となる。
また、研磨代部の凹隅部に盗みを生成するので、凹隅部も研磨加工により仕上がるようにすることができる。
また、盗み種類を自動認識するので、オペレータが盗み種類を設定する必要がなく、更にNC加工プログラムを容易に効率よく作成することが可能となる。
Claims (11)
- 加工対象物の形状データと前記形状データの研磨代データに基づいて、前記形状データに前記研磨代データを反映した数値制御加工プログラムを作成する方法において、前記加工対象物の形状データと研磨代データを記憶させるステップと、前記研磨代データに基づいて、前記形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する形状データ変形ステップと、この変形処理された形状データの数値制御加工プログラムを作成するステップとを有し、前記形状データ変形ステップは、前記加工対象物の形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する際、研磨代を設定する稜線と隣接する稜線箇所に工具の刃先Rによる削り残しが発生するか否かを判断し、研磨代を設定する稜線と隣接する稜線箇所に工具の刃先Rによる削り残しが発生する場合にあっては、前記削り残しを研磨時に除去するための調整量を加味した研磨代を有する形状データを生成するステップを有することを特徴とする数値制御加工プログラム作成方法。
- 前記形状データ変形ステップは、前記調整量を工具データより取得するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の数値制御加工プログラム作成方法。
- 前記形状データ変形ステップは、前記加工対象物の形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する際、研磨代設定された稜線と隣接する稜線が90度〜180度の凹である場合、研磨盗み形状を併せて生成するステップを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の数値制御加工プログラム作成方法。
- 前記形状データ変形ステップは、研磨盗み形状データ、研磨代データに基づいて、生成する前記研磨盗み種類を自動認識するステップを有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の数値制御加工プログラム作成方法。
- 前記形状データ変形ステップは、前記加工対象物の形状データにおける研磨代を設定する稜線を指定するステップと、この指定された稜線に対し前記研磨代データ分だけ平行移動させるステップと、前記指定された稜線に隣接する稜線を、この稜線と前記指定された稜線との接続角度に対応した方向に、前記指定された稜線と交叉するまで延長するステップとを有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の数値制御加工プログラム作成方法。
- 請求項1〜5の何れかに記載の数値制御加工プログラム作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 加工対象物の形状データと前記形状データの研磨代データに基づいて、前記形状データに前記研磨代データを反映した数値制御加工プログラムを作成する装置において、前記加工対象物の形状データと研磨代データを記憶する記憶手段と、前記研磨代データに基づいて、前記形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する形状データ変形処理手段と、この変形処理された形状データの数値制御加工プログラムを作成する数値制御加工プログラム生成処理手段とを有し、前記形状データ変形処理手段は、前記加工対象物の形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する際、研磨代を設定する稜線と隣接する稜線箇所に工具の刃先Rによる削り残しが発生する場合にあっては、前記削り残しを研磨時に除去するための調整量を加味した研磨代を有する形状データを生成する手段を有することを特徴とする数値制御加工プログラム作成装置。
- 前記形状データ変形処理手段は、前記調整量を工具データより取得する手段を有することを特徴とする請求項7に記載の数値制御加工プログラム作成装置。
- 前記形状データ変形処理手段は、前記加工対象物の形状データを変形して研磨代を有する形状データを生成する際、研磨代設定された稜線と隣接する稜線が90度〜180度の凹である場合、研磨盗み形状を併せて生成する手段を有することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の数値制御加工プログラム作成装置。
- 前記形状データ変形処理手段は、研磨盗み形状データ、研磨代データに基づいて、生成する前記研磨盗み種類を自動認識する手段を有することを特徴とする請求項7〜9の何れかに記載の数値制御加工プログラム作成装置。
- 前記形状データ変形処理手段は、前記加工対象物の形状データにおける研磨代を設定する稜線を指定する手段と、この指定された稜線に対し前記研磨代データ分だけ平行移動させる手段と、前記指定された稜線に隣接する稜線を、この稜線と前記指定された稜線との接続角度に対応した方向に、前記指定された稜線と交叉するまで延長する手段とを有することを特徴とする請求項7〜10の何れかに記載の数値制御加工プログラム作成装置。
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