JP5311965B2 - 加工システム - Google Patents

Description

本発明は、形彫放電加工に使用する電極を設計し、設計された電極でワークを形彫放電加工する加工システムに関する。

一般に、深溝等がある金型は形彫放電加工によって作製される。例えば、設計部門において、設定された加工情報に基づいて、ＣＡＤ装置（コンピュータ支援設計装置）を用いて形彫放電加工用電極を設計した後、加工部門において、ＣＡＤ装置から出力された形彫放電加工用電極の形状情報データ及び加工情報データに基づいて切削ＣＡＭ装置（コンピュータ支援製造装置）を用いて電極加工プログラムを作成し、作成された電極加工プログラムに従って切削加工機などの加工機械を用いて形彫放電加工用電極を作製する。さらに、ＣＡＤ装置から出力された形彫放電加工用電極の形状情報データ及び加工情報データに基づいて、放電ＣＡＭ装置を用いてワーク加工プログラムを作成し、作成されたワーク加工プログラムに従って形彫放電加工機などの加工機械を用いてワークを放電加工し、所望される形状の金型を作製する。なお、加工情報には、加工に使用する電極本数、仕上げ面粗さ、電極減寸量、加工深さ、揺動パターンのような加工条件の設定に必要な情報や、放電加工時における電極の位置、加工の開始位置及び終了位置のような加工位置情報など、形彫放電加工に必要とされる情報が含まれる。

従来、ＣＡＭ装置による加工プログラムの作成の際には、設計者からの指示に従って、操作者が、設定された加工情報を手作業で入力していた。しかしながら、このような手作業による加工情報の入力は、作業時間を長くしたり、入力ミスを招いたりしていた。そこで、近年は、ＣＡＤ装置で作成された電極の形状情報データと別に、設計工程において設定される加工情報データをいわゆるＥＰＸフォーマットでＣＡＤ装置から出力し、ＣＡＤ装置から出力された形状情報データ及びＥＰＸフォーマットの加工情報データ（以下、ＥＰＸデータと記載する。）を一連の設計データとしてＣＡＭ装置に直接取り込むことができるようにすることで、手動入力によるミスや加工プログラムの作成時間を低減させるようにしている。ここで、ＥＰＸフォーマットとは、ＣＡＤ装置において設計されるデータを放電加工に必要なデータとして効率よく運用するために日本金型工業会によって規格化された出力データのフォーマットである。

形彫放電加工による金型の作製においては、加工情報のうちの幾つかがＣＡＤ装置による設計工程の後に決定されることがある。例えば、荒加工と仕上げ加工など複数の段階に分けて形彫放電加工を行う必要性や揺動パターンなどは形彫放電加工用電極を作製する工程や金型を作製する工程で実際の作製の過程中で決定されることがある。形彫放電加工を荒加工と仕上げ加工に分けて行うことになると、加工に使用する電極本数が増えることになる。ところが、荒加工用電極と仕上げ加工用電極とは、形状情報データやＥＰＸデータを変更せずに、切削ＣＡＭ装置において電極減寸量（オフセット量）を変更したり加工に使用する工具径を変更したりすることによって作り分けることができる。このように形状情報データやＥＰＸデータを変更せずに荒加工用電極と仕上げ加工用電極を作製すると、実際に金型の加工に使用する形彫放電加工用電極の本数が変わってしまっているので、ＥＰＸデータをそのまま使用して放電ＣＡＭ装置によってワーク加工プログラムを作成することができない。また、揺動パターンが設計工程の後に変更される場合も同様である。

ところが、従来、ＥＰＸデータは、切削ＣＡＭ装置、放電ＣＡＭ装置、加工機械などでは編集することができなかった。このため、形彫放電加工用電極の本数が変更された場合や揺動パターンが変更された場合には、形状情報データを変更する必要がないにもかかわらず、設計部門において、ＣＡＤ装置を用いて、設定されている加工情報を変更してもらい、新たなＥＰＸデータとして出力してもらう必要があり、迅速な対応ができないという問題があった。

本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、設計工程以降において加工情報に変更があっても、設計自体のやり直しを伴うことなく各工程において変更後の加工情報を使用できるようにすることにある。

前述の目的を達成するため、本発明によれば、形彫放電加工に使用する電極を設計し、設計された電極でワークを形彫放電加工する加工システムであって、設定された加工情報に基づいて、電極を設計し、設計された電極の形状情報データと加工情報データとを予め定められたフォーマットで別個に出力するＣＡＤ装置と、前記形状情報データ及び前記加工情報データを記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記形状情報データ及び前記加工情報データとから加工プログラムを作成するＣＡＭ装置と、前記ＣＡＭ装置によって作成された加工プログラムに従って加工を行う加工機械と、前記ＣＡＤ装置及び前記ＣＡＭ装置と独立して設けられ、一つのワークに使用する複数の前記電極の前記加工情報データを関連付けて管理する編集端末とを備え、前記編集端末を用いて、前記記憶装置に記憶された前記加工情報データを編集し、編集された前記加工情報データを前記予め定められたフォーマットで前記記憶装置に記憶させることによって、前記記憶装置に記憶される前記加工情報データを更新させることができるようにする加工システムが提供される。

本発明の加工システムでは、ＣＡＤ装置から出力された電極の形状情報データと予め定められたフォーマットの加工情報データとが記憶装置に記憶され、これをＣＡＭ装置や加工機械で共用することができる。また、従来、加工情報データを直接的に編集する発想はなかったところ、ＣＡＤ装置やＣＡＭ装置と別個に設けられた編集端末によって、記憶装置に記憶された加工情報データを編集することができるようにした。これによって、ＣＡＤ装置による設計工程以降に加工情報に変更があった場合でも、各工程において編集端末によって記憶装置の加工情報データを直接的に編集でき記憶装置の加工情報データに変更内容を反映させることができるようになる。したがって、以降の工程でも変更後の加工情報データを使用できるようになり、設定されていた加工情報をＣＡＤ装置によって変更した上で加工情報データとして出力させる必要がなくなる。

前記ＣＡＭ装置は、前記ＣＡＤ装置によって設計された電極を作製するための電極加工プログラムを作成する切削ＣＡＭ機能と、前記ＣＡＤ装置によって設計された電極でワークを形彫放電加工するためのワーク加工プログラムを作成する放電ＣＡＭ機能とを含むことが好ましい。

また、前記加工機械は、前記切削ＣＡＭ機能によって作成された電極加工プログラムに従って電極を切削加工する切削加工機と、前記放電ＣＡＭ機能によって作成されたワーク加工プログラムに従ってワークを放電加工する放電加工機とを含むことがさらに好ましい。

例えば、前記加工情報は、電極の位置、加工の開始位置、加工の終了位置、加工深さ、揺動パターンのうちの少なくとも一つを含む。

本発明によれば、ＣＡＤ装置による設計工程以降に加工情報に変更があった場合でも、各工程において編集端末によって記憶装置に記憶された加工情報データを直接的に編集して記憶装置の加工情報データに変更内容を反映させることができるようになる。したがって、以降の工程でも変更後の加工情報データを使用できるようになるので、設定されていた加工情報をＣＡＤ装置によって変更した上で加工情報データとして出力させる必要がなくなり、形彫放電加工の段取りが効率的になる。

以下、図面を参照して、本発明による加工システムの実施の形態について説明する。
図１は、本発明による加工システム１１の機能ブロック図を示す。図１に示されている加工システム１１は、形彫放電加工用電極を設計、作製し、作製された形彫放電加工用電極でワークを形彫放電加工して金型等を作製するためのものである。図１を参照すると、加工システム１１は、ＣＡＤ装置１３と、データサーバ１５と、切削ＣＡＭ装置１７と、放電ＣＡＭ装置１９と、切削加工機２１と、計測器２３と、放電加工機２５とを含んでおり、それらが互いにネットワーク２７を通して接続されている。

ＣＡＤ装置１３は、設計者によって設定された加工情報に基づいて、形彫放電加工電極を設計し、設計された形彫放電加工用電極の形状情報データと加工情報データとを別々のファイルとして出力する。特に、加工情報データはいわゆるＥＰＸフォーマットのファイルとして出力される。設計者によって設定される加工情報には、加工に使用する電極本数、仕上げ面粗さ、電極減寸量、加工深さ、揺動パターンのような加工条件の設定に必要な情報や、放電加工時における電極の位置、加工の開始位置及び終了位置のような加工位置情報など、形彫放電加工に必要とされる情報が含まれるが、加工に使用される電極本数、電極の揺動パターンなどは設計工程以降の工程で最終的に決定されることが多く、設計工程以降で変更される可能性のあるものが含まれていることに留意されたい。

データサーバ１５は、記憶装置として機能するものであり、ＣＡＤ装置１３から出力された電極の形状情報データファイルとＥＰＸフォーマットの加工情報データファイル（以下、ＥＰＸデータファイルと記載する。）とをネットワーク２７を介して受け取って記憶し、ネットワーク２７を通じて、切削ＣＡＭ装置１７、放電ＣＡＭ装置１９、切削加工機２１、計測器２３、放電加工機２５などがこれらデータファイルを共用できるようにしている。

切削ＣＡＭ装置１７は、ネットワーク２７を介してデータサーバ１５にアクセスして、データサーバ１５に記憶された形彫放電加工用電極の形状情報データファイル及びＥＰＸデータファイルを取り出し、これに基づいて所望される形状の形彫放電加工用電極を作成するための電極加工プログラムを作成する。切削ＣＡＭ装置１７では、操作者が手作業で電極減寸量を入力することによって一つの形状情報データから荒加工用電極及び仕上げ加工用電極用の加工プログラムをそれぞれ作成することができる。

切削加工機２１は、例えばマシニングセンタのような工作機械であり、切削ＣＡＭ装置１７によって作成された電極加工プログラムに従って、切削により形彫放電加工用電極を作製する。形彫放電加工を荒加工と仕上げ加工等の複数の段階に分けて行う場合には、切削加工機２１によって荒加工用電極、仕上げ加工用電極などをそれぞれ作製する。

計測器２３は、切削加工機２１によって作製された形彫放電加工用電極の寸法等を計測するために使用される。計測された寸法と所望される形彫放電加工用電極の寸法とに誤差がある場合には、後の工程でその誤差を補正する情報を後述するワーク加工プログラムに付加させればよい。

放電ＣＡＭ装置１９は、ネットワーク２７を介してデータサーバ１５にアクセスして、データサーバ１５に記憶された形彫放電加工用電極の形状情報データファイル及びＥＰＸデータファイルを取り出し、これに基づいて所望される形状になるようワークに対して形彫放電加工を行うためのワーク加工プログラムを作成する。ワーク加工プログラムには、使用する形彫放電加工用電極の種類、電極減寸量、ワークに対する形彫放電加工用電極の位置や、加工の開始位置及び終了位置などを指定する指令が含まれている。

放電加工機２５は、ワークと形彫放電加工用電極との間に電圧を印加して放電を生じさせることによって加工を行う一般的な形彫放電加工機であり、放電ＣＡＭ装置１９によって作成されたワーク加工プログラムに従って、放電加工によりワークを加工して所望される形状の金型を作製する。切削加工機２１によって作製された形彫放電加工用電極の寸法と所望される形彫放電加工用電極の寸法（すなわち、形状情報データに従った形彫放電加工用電極の寸法）との間に誤差がある場合には、これを補正する情報をワーク加工プログラムに付加して加工を行ってもよい。

前述したように、ワークの形彫放電加工で使用する形彫放電加工用電極の本数や揺動パターンは、設計工程以降の工程で変更される場合があり、このような変更があった場合に、従来のように設計工程まで戻ってＣＡＤ装置１３上で加工情報を変更しＣＡＤ装置１３から新たなＥＰＸデータファイルを出力させるようにすると、工程上の無駄が多くなり時間を要することになる。そこで、本発明の加工システム１１では、形彫放電加工用電極の設計から形彫放電加工用電極を用いて金型の加工を行うまでの各工程において、ネットワーク２７上に編集端末２９を設け、切削加工機２１による形彫放電加工用電極の加工、計測器２３による加工された形彫放電加工用電極の寸法の計測、放電加工機２５によるワーク（金型）の加工といった各工程において、データサーバ１５に記憶されるＥＰＸデータファイルを直接的に編集することができるようにしている。編集端末２９は、図１に示されているように、切削加工機２１、計測器２３、放電加工機２５等の近くに配置されることが好ましい。

このような編集端末２９を配置すれば、切削ＣＡＭ装置１７による電極加工プログラムの作成の工程で操作者が電極減寸量を変更したり切削加工機２１による形彫放電加工用電極の作製の工程で工具径を変更したりすることによって荒加工用電極と仕上げ加工用電極とを作製してワークの加工に使用する形彫放電加工用電極の本数を増やした場合に、編集端末２９からネットワーク２７を介してデータサーバ１５にアクセスして編集端末２９によってデータサーバ１５に記憶されるＥＰＸデータファイルを編集し、形彫放電加工用電極の本数の増加をＥＰＸデータファイルに反映させることが可能になる。また、切削加工機２１によって作成された形彫放電加工用電極の寸法を計測器２３によって計測した結果、誤差があることが判明した場合に、編集端末２９からネットワーク２７を介してデータサーバ１５にアクセスして編集端末２９によってデータサーバ１５に記憶されるＥＰＸデータファイルを編集し、例えばＥＰＸデータの形彫放電加工用電極の位置や電極減寸量を修正することが可能になる。さらに、作製された形彫放電加工用電極を用いた放電加工機２５によるワークの加工の結果、放電加工を複数の段階に分けた方がよいことが判明した場合でも、編集端末２９でデータサーバ１５にアクセスしてＥＰＸデータファイルの電極本数を変更するなどの修正を行うことが可能になる。

この結果、データサーバ１５に記憶された形状情報データファイル及びＥＰＸデータファイルを各工程において参照しながら作業を進め、加工情報の変更があれば即座にデータサーバ１５上のＥＰＸデータファイルを修正することができるので、データサーバ１５に記憶された形状情報データファイルと修正されたＥＰＸデータファイルとに基づいて、切削ＣＡＭ装置１７による電極加工プログラムの作成や放電ＣＡＭ装置１９によるワーク加工プログラムの作成を行うことができるようになり、加工情報の変更があったときにわざわざＣＡＤ装置１３上で加工情報を修正して新しいＥＰＸデータファイルを出力させるという無駄な工程を省くことができるようになる。

また、編集端末２９は、一つのワークに使用する形彫放電加工用電極に関するＥＰＸデータファイルを関連付けて管理する機能や、ＥＰＸデータファイルを指定することによりそのＥＰＸデータファイルに関連付けられた形状情報データファイルに基づいてそのＥＰＸデータファイルに関連付けられた形彫放電加工用電極の形状を表示させる機能を有していることが好ましい。一つのワークに使用する形彫放電加工用電極に関するＥＰＸデータファイルを自動的に関連付けて管理することができれば、一つのワークの加工に複数の形彫放電加工用電極を使用し、それぞれの形彫放電加工用電極に関連付けられたＥＰＸデータファイルを関連付けて、あたかも一つのファイルのように管理することができるようになる。さらに、ＥＰＸデータファイルを指定することによりそのＥＰＸデータファイルに関連付けられた形彫放電加工用電極の形状を表示させることができれば、編集端末２９上に表示された形状を見ることでそのＥＰＸデータファイルが何れの形彫放電加工用電極に関連付けられたものであるかを容易に把握できるようになる。したがって、上述の機能により、ＥＰＸデータファイルの管理が容易になる。

以上、図示された実施の形態を参照して、本発明による加工システム１１を説明したが、本発明は図示される実施の形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施の形態では、編集端末２９が切削加工機２１、計測器２３及び放電加工機２５の近くに配置されているが、編集端末２９はＣＡＤ装置１３、切削ＣＡＭ装置１７、放電ＣＡＭ装置１９などの近傍に配置されていてもよい。また、編集端末２９は、ＣＡＤ装置１３、切削ＣＡＭ装置１５、放電ＣＡＭ装置１７、切削加工機２１、計測器２３及び放電加工機２５等と一体的になっていてもよい。

本発明による加工システムの機能ブロック図である。

符号の説明

１１ 加工システム
１３ ＣＡＤ装置
１５ 切削ＣＡＭ装置
１７ 放電ＣＡＭ装置
１９ データサーバ
２１ 切削加工機
２５ 放電加工機
２９ 編集端末

Claims (3)

1. 形彫放電加工に使用する電極を設計し、設計された電極でワークを形彫放電加工する加工システムであって、
   設定された加工情報に基づいて、電極を設計し、設計された電極の形状情報データと加工情報データとを予め定められたフォーマットで別個に出力するＣＡＤ装置と、
   前記形状情報データ及び前記加工情報データを記憶する記憶装置と、
   前記記憶装置に記憶された前記形状情報データ及び前記加工情報データとから加工プログラムを作成するＣＡＭ装置と、
   前記ＣＡＭ装置によって作成された加工プログラムに従って加工を行う加工機械と、
   前記ＣＡＤ装置及び前記ＣＡＭ装置と独立して設けられ、一つのワークに使用する複数の前記電極の前記加工情報データを関連付けて管理する編集端末と、
   を備え、前記編集端末を用いて、前記記憶装置に記憶された前記加工情報データを編集し、編集された前記加工情報データを前記予め定められたフォーマットで前記記憶装置に記憶させることによって、前記記憶装置に記憶される前記加工情報データを更新させることができるようにすることを特徴とした加工システム。
2. 前記ＣＡＭ装置は、前記ＣＡＤ装置によって設計された電極を作製するための電極加工プログラムを作成する切削ＣＡＭ機能と、前記ＣＡＤ装置によって設計された電極でワークを形彫放電加工するためのワーク加工プログラムを作成する放電ＣＡＭ機能とを含む、請求項１に記載の加工システム。
3. 前記加工機械は、前記切削ＣＡＭ機能によって作成された電極加工プログラムに従って電極を切削加工する切削加工機と、前記放電ＣＡＭ機能によって作成されたワーク加工プログラムに従ってワークを放電加工する放電加工機とを含む、請求項２に記載の加工システム。

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