JP5364132B2 - 切削装置および切削方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における切削装置1の概略的な構成を説明するための説明図である。切削装置1は、切削機構として機能する切削駆動部10と、相対移動機構として機能する駆動移動部12、載置台14、CAM(Computer Aided Manufacturing)部16と、予熱機構として機能するガイドレール18、回転体20、レーザ照射部22、レーザ照射駆動部24、照射制御部26とを含んで構成され、例えば、金属材料で構成される被切削物30を平面切削する。また、切削装置1は、5軸マシニングセンタやガントリータイプのプロファイラ等で構成することができ、本実施形態では、相対移動機構として5軸マシニングセンタを挙げて説明する。
切削駆動部10は、例えば、電動機と、その回転速度を減衰させる減速機とで構成され(図示せず)、スピンドルヘッド10aを介して切削具10bを軸支、回動する。切削具10bとしては、エンドミル、フェイスミル、プランジャやドリル等、様々な用途の工具を適用できる。
駆動移動部12は、切削駆動部10の、被切削物30に対するX方向の相対直線移動を可能とするXスライダ12a、Y方向の相対直線移動を可能とするYスライダ12b、Z方向の相対直線移動を可能とするZスライダ12cで構成される。こうして、切削駆動部10の姿勢を維持しつつ、任意の平面位置および高さで被切削物30を切削加工することが可能となる。
上述したように、本実施形態が対象としている、例えば、チタン(Ti)材等の難削材は、単純に切削加工を行おうとすると、時間を浪費すると共に切削具10bの損耗が早まることとなる。本実施形態では、被切削物30の切削を行う部位(切削予定部位)に予めレーザを照射し、その部位を加熱して切削効率を高めることとし、特に、そのレーザの照射において、照射可能領域の制限を回避しつつ、適切に切削予定部位の追従制御を行うことを目的とする。
r=√((x1−x0)2+(y1−y0)2)) …(数式1)
θ=sin−1((y1−y0)/r) …(数式2)
ψ=tan−1((d−r)/h) …(数式3)
こうして、停止位置導出部26bは、レーザ照射部22の回転角θと傾斜角ψとを導出することができる。
図4は、切削方法の全体的な流れを示したフローチャートである。ここでは、CAM部16と照射制御部26とに区分けしてその処理を説明する。まず、CAM部16は、NCプログラムを参照して、切削開始位置を取得し照射制御部26に送信する(S100)。照射制御部26は、レーザ照射駆動部24を駆動して切削開始位置にレーザ照射部22を移動し、レーザをONして照射を開始する(S102)。
10 …切削駆動部
12 …駆動移動部
14 …載置台
16 …CAM部
18 …ガイドレール
20 …回転体
22 …レーザ照射部
24 …レーザ照射駆動部
26 …照射制御部
26a …切削予定位置導出部
26b …停止位置導出部
30 …被切削物
Claims (3)
- 切削具を軸支、回動する切削駆動部と、
前記切削具と被切削物とを相対移動させる相対移動機構と、
前記切削駆動部の固定側に設けられ、該切削駆動部の主軸を中心とする円周に沿って環状に形成されたガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って移動自在に形成され、所定の傾斜角で前記被切削物にレーザを照射するレーザ照射部と、
前記切削具による所定時間後の切削部位である切削予定部位が十分に加熱されるように、レーザを照射する切削予定位置を導出する切削予定位置導出部と、
導出された前記切削予定位置を目標とした前記ガイドレールにおける前記レーザ照射部の停止位置を導出する停止位置導出部と、
導出された前記停止位置に前記レーザ照射部を移動するレーザ照射駆動部と、
を備えることを特徴とする切削装置。 - 前記切削予定位置導出部は、切削態様と実行順が対応付けられたNCプログラムに基づき、現在の切削位置に、所定時間で移動する距離を加えて前記切削予定位置を導出することを特徴とする請求項1に記載の切削装置。
- 切削具を軸支、回動する切削駆動部と、該切削具と被切削物とを相対移動させる相対移動機構と、該切削駆動部の固定側に設けられ、該切削駆動部の主軸を中心とする円周に沿って環状に形成されたガイドレールと、該ガイドレールに沿って移動自在に形成され、所定の傾斜角で該被切削物にレーザを照射するレーザ照射部と、を備え、該被切削物を予熱する切削方法であって、
前記切削具による所定時間後の切削部位である切削予定部位が十分に加熱されるように、レーザを照射する切削予定位置を導出し、
導出した前記切削予定位置を目標とした前記ガイドレールにおける前記レーザ照射部の停止位置を導出し、
導出した前記停止位置に前記レーザ照射部を移動することを特徴とする切削方法。
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