JP6884283B2 - Tool path correction device, tool path correction method and numerical control device - Google Patents
Tool path correction device, tool path correction method and numerical control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6884283B2 JP6884283B2 JP2020532163A JP2020532163A JP6884283B2 JP 6884283 B2 JP6884283 B2 JP 6884283B2 JP 2020532163 A JP2020532163 A JP 2020532163A JP 2020532163 A JP2020532163 A JP 2020532163A JP 6884283 B2 JP6884283 B2 JP 6884283B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- correction
- command
- point
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims description 382
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 66
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 112
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 67
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 45
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 27
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 20
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 35
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 32
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013450 outlier detection Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35401—Tool edge, tool shape, dead corner because of tool shape
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36504—Adapt program to real coordinates, shape, dimension of tool, offset path
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
本発明は、工具を用いた加工のための工具経路データを修正する工具経路修正装置、工具経路修正方法および数値制御装置に関する。 The present invention relates to a tool path correction device for correcting tool path data for machining using a tool, a tool path correction method, and a numerical control device.
5軸制御工作機械は、3軸のそれぞれの並進運動を可能にする動作機構と、2軸のそれぞれについて軸を中心とする回転を可能にする動作機構とによる5軸制御加工を可能とする工作機械である。5軸制御加工は、自由曲面の加工、あるいはインペラーのように3軸制御加工では加工が困難な形状の加工に使用される。数値制御(Numerical Control:NC)装置は、コンピュータ支援設計(Computer Aided Design:CAD)およびコンピュータ支援製造(Computer Aided Manufacturing:CAM)装置を用いた設計作業によって作成された工具経路データにしたがって、5軸制御工作機械を制御する。5軸制御加工のための工具経路データには、加工対象物に対する工具の姿勢である工具姿勢の指令が含まれる。 A 5-axis control machine is a machine that enables 5-axis control machining by an operation mechanism that enables translational motion of each of the 3 axes and an operation mechanism that enables rotation around each of the 2 axes. It is a machine. 5-axis control machining is used for machining free-form surfaces or for machining shapes such as impellers that are difficult to machine with 3-axis control machining. Numerical Control (NC) equipment has five axes according to tool path data created by design work using Computer Aided Design (CAD) and Computer Aided Manufacturing (CAM) equipment. Control Controls a machine tool. The tool path data for 5-axis control machining includes a command of the tool posture, which is the posture of the tool with respect to the machining object.
特許文献1には、工具姿勢の断続的な変化あるいは不連続な変化量での変化が工具経路データに含まれる場合における加工品質の低下を抑制するために、回転軸の角度変化量を平滑化することによって工具の先端位置を滑らかに動作させることを可能としたNC装置が開示されている。 In Patent Document 1, the amount of change in the angle of the rotating shaft is smoothed in order to suppress the deterioration of the machining quality when the tool path data includes an intermittent change in the tool posture or a change due to a discontinuous change amount. An NC device that makes it possible to smoothly move the tip position of the tool by doing so is disclosed.
しかしながら、特許文献1の従来技術では、ボールエンドミルが用いられる場合には工具の先端を加工対象物へ接触可能である一方、ラジアスエンドミルまたはフラットエンドミルといった工具が用いられる場合には工具の先端が加工対象物から離れるか加工対象物へ食い込むことがある。ボールエンドミルは、先端が球をなす工具である。ラジアスエンドミルおよびフラットエンドミルは、先端が球以外の形状をなす工具である。そのため、特許文献1の従来技術では、工具の先端が加工対象物から離れることによる切削残しあるいは工具の先端が加工対象物へ食い込むことによる切削過剰が生じて加工品質が低下する場合があるという問題があった。 However, in the prior art of Patent Document 1, the tip of the tool can be brought into contact with the object to be machined when a ball end mill is used, while the tip of the tool is machined when a tool such as a radius end mill or a flat end mill is used. It may move away from the object or bite into the object to be processed. A ball end mill is a tool whose tip forms a ball. Radius end mills and flat end mills are tools whose tips have shapes other than spheres. Therefore, in the prior art of Patent Document 1, there is a problem that the machining quality may be deteriorated due to uncut cutting caused by the tip of the tool moving away from the object to be machined or excessive cutting due to the tip of the tool biting into the object to be machined. was there.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工品質の低下を抑制可能とする工具経路修正装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a tool path correction device capable of suppressing deterioration of processing quality.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる工具経路修正装置は、工具を用いて加工される加工対象物に対する工具の移動経路を表す工具経路データを修正する。工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータである。本発明にかかる工具経路修正装置は、移動経路において隣り合う指令点における工具中心の移動量と工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を工具経路データから抽出する修正対象抽出部と、加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、修正対象抽出部によって抽出された指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における工具中心の位置と工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部と、を備える。工具経路データ修正部は、加工形状データによって表される加工曲面と工具の形状を表す工具データによって表される工具の輪郭との接触点を指令点ごとに求めて、工具姿勢の修正によって生じる接触点からの工具の輪郭のずれを算出した結果を基に工具中心の位置を修正する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the tool path correction device according to the present invention corrects the tool path data representing the movement path of the tool with respect to the machining object machined by using the tool. The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position. The tool path correction device according to the present invention extracts a command point determined to be a correction target from the tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path. At each command point within the defined range including the command points extracted by the correction target extraction unit with reference to the target extraction unit and the processing shape data representing the target processing shape in the processing to the processing target. It is provided with a tool path data correction unit that corrects the position of the tool center and the tool posture. The tool path data correction unit obtains the contact point between the machining curved surface represented by the machining shape data and the contour of the tool represented by the tool data representing the shape of the tool for each command point, and the contact generated by the correction of the tool posture. Correct the position of the tool center based on the result of calculating the deviation of the contour of the tool from the point.
本発明によれば、工具経路修正装置は、加工品質の低下の抑制が可能となるという効果を奏する。 According to the present invention, the tool path correction device has an effect that deterioration of machining quality can be suppressed.
以下に、本発明の実施の形態にかかる工具経路修正装置、工具経路修正方法および数値制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the tool path correction device, the tool path correction method, and the numerical control device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる工具経路修正装置100の機能構成を示すブロック図である。工具経路修正装置100は、工具を用いた加工のための工具経路データを修正する。実施の形態1において、工具経路データは、切削工具を用いた切削加工のための工具経路データとする。Embodiment 1.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the tool path correction device 100 according to the first embodiment of the present invention. The tool path correction device 100 corrects the tool path data for machining using a tool. In the first embodiment, the tool path data is the tool path data for cutting using a cutting tool.
工具経路修正装置100は、工具経路修正装置100の外部から工具経路データを入力するための機能部である工具経路データ入力部10と、工具経路データ入力部10へ入力された工具経路データを記憶する機能部である工具経路データ記憶部11とを有する。工具経路データは、工具を用いて加工される加工対象物に対する工具の移動経路を表すデータである。工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータである。工具中心と工具姿勢とについては後述する。
The tool path correction device 100 stores the tool path
工具経路修正装置100は、工具経路修正装置100の外部から加工形状データを入力するための機能部である加工形状データ入力部12と、加工形状データ入力部12へ入力された加工形状データを記憶する機能部である加工形状データ記憶部13とを有する。加工形状データは、加工対象物への加工における目標とする加工形状を表すデータである。加工形状データの一例は、CADデータである。
The tool path correction device 100 stores the machining shape
工具経路修正装置100は、工具経路修正装置100の外部から工具データを入力するための機能部である工具データ入力部14と、工具データ入力部14へ入力された工具データを記憶する機能部である工具データ記憶部15とを有する。工具データは、加工対象物の加工に用いられる工具を定義する情報である。工具データは、工具の種別を表す情報と、工具半径、工具刃先半径および工具長といった工具の形状を表す情報とから構成される。
The tool path correction device 100 is a tool
工具経路修正装置100は、工具経路修正装置100の外部からコンフィギュレーションデータを入力するための機能部である設定入力部16と、設定入力部16へ入力されたコンフィギュレーションデータを記憶する機能部である設定記憶部17とを有する。コンフィギュレーションデータは、工具経路修正装置100の処理についての各種設定データである。コンフィギュレーションデータは、後述する修正対象抽出部18による判定における設定を表すデータと、後述する修正範囲画定部19による範囲の画定における設定を表すデータとを含む。設定入力部16へのコンフィギュレーションデータの入力が可能である設定項目は、工具経路修正装置100のユーザによる設定内容の指定と変更とが可能とされている項目である。
The tool path correction device 100 is a
工具経路修正装置100は、移動経路において隣り合う指令点における工具中心の移動量と工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を工具経路データから抽出する修正対象抽出部18と、修正対象抽出部18によって抽出された指令点が含まれる指令点の範囲を画定する修正範囲画定部19とを有する。工具経路修正装置100は、修正対象抽出部18によって抽出された指令点の情報と、修正範囲画定部19によって画定された範囲の情報とを記憶する機能部である修正対象範囲記憶部20を有する。
The tool path correction device 100 is a correction target extraction unit that extracts command points determined to be correction targets from tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path. It has a correction
修正対象抽出部18は、工具経路データ記憶部11から工具経路データを読み出し、設定記憶部17からコンフィギュレーションデータを読み出す。修正対象抽出部18は、抽出された指令点の情報を修正範囲画定部19へ出力する。修正範囲画定部19は、工具経路データ記憶部11から工具経路データを読み出し、設定記憶部17からコンフィギュレーションデータを読み出す。
The correction
工具経路修正装置100は、加工形状データを参照して、工具経路データのうち修正範囲画定部19によって画定された範囲内の各指令点における工具中心の位置と工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部21と、工具経路データ修正部21によって修正された工具経路データを記憶する機能部である修正工具経路データ記憶部22とを有する。
The tool path correction device 100 refers to the machining shape data and corrects the position of the tool center and the tool posture at each command point within the range defined by the correction
工具経路データ修正部21は、加工形状データ記憶部13から加工形状データを読み出し、工具データ記憶部15から工具データを読み出す。また、工具経路データ修正部21は、修正対象抽出部18によって抽出された指令点の情報と修正範囲画定部19によって画定された範囲の情報とを、修正対象範囲記憶部20から読み出す。また、工具経路データ修正部21は、工具経路データ記憶部11から工具経路データを読み出して、読み出された工具経路データを修正する。
The tool path
ここで、工具経路修正装置100のハードウェア構成について説明する。図1に示す工具経路修正装置100の各機能部は、実施の形態1の工具経路修正方法を実行するためのプログラムである工具経路修正プログラムがハードウェアで実行されることによって実現される。 Here, the hardware configuration of the tool path correction device 100 will be described. Each functional unit of the tool path correction device 100 shown in FIG. 1 is realized by executing a tool path correction program, which is a program for executing the tool path correction method of the first embodiment, by hardware.
図2は、実施の形態1にかかる工具経路修正装置100のハードウェア構成を示すブロック図である。工具経路修正装置100は、各種処理を実行するCPU(Central Processing Unit)31と、データ格納領域を含むRAM(Random Access Memory)32と、不揮発性メモリであるROM(Read Only Memory)33と、外部記憶装置34と、工具経路修正装置100への情報の入力および工具経路修正装置100からの情報の出力のための入出力インタフェース35とを有する。図2に示す工具経路修正装置100の各部は、バス36を介して相互に接続されている。 FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the tool path correction device 100 according to the first embodiment. The tool path correction device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 31 that executes various processes, a RAM (Random Access Memory) 32 that includes a data storage area, a ROM (Read Only Memory) 33 that is a non-volatile memory, and an external device. It has a storage device 34 and an input / output interface 35 for inputting information to the tool path correction device 100 and outputting information from the tool path correction device 100. Each part of the tool path correction device 100 shown in FIG. 2 is connected to each other via a bus 36.
CPU31は、ROM33および外部記憶装置34に記憶されているプログラムを実行する。図1に示す修正対象抽出部18、修正範囲画定部19および工具経路データ修正部21の機能は、CPU31を使用して実現される。外部記憶装置34は、HDD(Hard Disk Drive)あるいはSSD(Solid State Drive)である。外部記憶装置34は、工具経路修正プログラムと各種データとを記憶する。図1に示す工具経路データ記憶部11、加工形状データ記憶部13、工具データ記憶部15、設定記憶部17、修正対象範囲記憶部20および修正工具経路データ記憶部22の機能は、外部記憶装置34を使用して実現される。ROM33には、工具経路修正装置100であるコンピュータまたはコントローラの基本となる制御のためのプログラムであるBIOS(Basic Input/Output System)あるいはUEFI(Unified Extensible Firmware Interface)といったブートローダであって、ハードウェアを制御するソフトウェアまたはプログラムが記憶されている。なお、工具経路修正プログラムは、ROM33に記憶されても良い。
The CPU 31 executes a program stored in the
ROM33および外部記憶装置34に記憶されているプログラムは、RAM32にロードされる。CPU31は、RAM32に工具経路修正プログラムを展開して各種処理を実行する。入出力インタフェース35は、工具経路修正装置100の外部の装置との接続インタフェースである。図1に示す工具経路データ入力部10、加工形状データ入力部12、工具データ入力部14および設定入力部16の機能は、入出力インタフェース35を使用して実現される。工具経路修正装置100は、キーボードおよびポインティングデバイスといった入力デバイス、およびディスプレイといった出力デバイスを有しても良い。
The program stored in the
工具経路修正プログラムは、コンピュータによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。工具経路修正装置100は、記憶媒体に記憶された工具経路修正プログラムを外部記憶装置34へ格納しても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。工具経路修正プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して、工具経路修正装置100となるコンピュータへインストールされても良い。 The tool path correction program may be stored in a storage medium that can be read by a computer. The tool path correction device 100 may store the tool path correction program stored in the storage medium in the external storage device 34. The storage medium may be a portable storage medium that is a flexible disk, or a flash memory that is a semiconductor memory. The tool path correction program may be installed from another computer or server device to the computer serving as the tool path correction device 100 via a communication network.
工具経路修正装置100の機能は、工具経路の修正のための専用のハードウェアである処理回路によって実現されても良い。処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらの組み合わせである。工具経路修正装置100の機能は、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしても良い。 The function of the tool path correction device 100 may be realized by a processing circuit which is dedicated hardware for correcting the tool path. The processing circuit is a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Some of the functions of the tool path correction device 100 may be realized by dedicated hardware, and some of the functions may be realized by software or firmware.
次に、工具経路修正装置100による動作について説明する。図3は、図1に示す工具経路修正装置100による動作の手順を示すフローチャートである。ステップS1は、工具経路修正装置100が、工具経路データと、加工形状データと、工具データと、コンフィギュレーションデータとを取り込む工程である。 Next, the operation by the tool path correction device 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of operation by the tool path correction device 100 shown in FIG. Step S1 is a step in which the tool path correction device 100 takes in the tool path data, the machining shape data, the tool data, and the configuration data.
ステップS1において、図1に示す工具経路データ入力部10は、工具経路修正装置100の外部からの工具経路データを取り込む。図1に示す加工形状データ入力部12は、工具経路修正装置100の外部からの加工形状データを取り込む。図1に示す工具データ入力部14は、工具経路修正装置100の外部からの工具データを取り込む。図1に示す設定入力部16は、工具経路修正装置100の外部からのコンフィギュレーションデータを取り込む。各データは、工具経路修正装置100に接続された外部装置から各入力部へ入力される。各データは、ユーザによる手動入力によって入力されても良い。工具経路修正装置100は、NCプログラムのデータ変換によって工具経路データを取得しても良い。
In step S1, the tool path
図1に示す工具経路データ記憶部11は、ステップS1にて工具経路データ入力部10へ入力された工具経路データを記憶する。図1に示す加工形状データ記憶部13は、ステップS1にて加工形状データ入力部12へ入力された加工形状データを記憶する。図1に示す工具データ記憶部15は、ステップS1にて工具データ入力部14へ入力された工具データを記憶する。図1に示す設定記憶部17は、ステップS1にて設定入力部16へ入力されたコンフィギュレーションデータを記憶する。
The tool path
ステップS2は、修正対象抽出部18が、修正の対象と判定された指令点を工具経路データから抽出する工程である。ステップS2において、修正対象抽出部18は、工具経路データ記憶部11に記憶されている工具経路データを読み出す。修正対象抽出部18は、読み出された工具経路データに記述された各指令点について修正の対象であるか否かを判定して、修正の対象と判定された指令点を抽出する。修正対象範囲記憶部20は、ステップS2にて抽出された指令点を記憶する。修正対象抽出部18は、抽出された指令点の情報を修正範囲画定部19へ出力する。
Step S2 is a step in which the correction
ステップS3は、修正範囲画定部19が、修正の対象とする複数の指令点の範囲を画定する工程である。ステップS3において、修正範囲画定部19は、工具経路データ記憶部11に記憶されている工具経路データを読み出す。修正範囲画定部19は、読み出された工具経路データのうち、修正対象抽出部18から出力された指令点の情報を基に、修正対象抽出部18によって抽出された指令点を含む複数の指令点の範囲を画定する。これにより、修正範囲画定部19は、修正の対象とする複数の指令点の範囲を画定する。修正対象範囲記憶部20は、ステップS3にて画定された修正の対象とする範囲である修正対象範囲を記憶する。
Step S3 is a step in which the correction
ステップS4は、工具経路データ修正部21が、工具中心の位置と工具姿勢とを修正する工程である。ステップS4において、工具経路データ修正部21は、加工形状データ記憶部13に記憶されている加工形状データと工具データ記憶部15に記憶されている工具データと修正対象範囲記憶部20に記憶されている修正対象情報とを読み出す。工具経路データ修正部21は、読み出された加工形状データと工具データとを参照して、工具経路データのうちステップS3にて画定された修正対象範囲内の指令点の工具中心の位置と工具姿勢とを修正する。修正工具経路データ記憶部22は、ステップS4での修正を経た工具経路データを記憶する。これにより、工具経路修正装置100は、図3に示す手順による動作を終了する。なお、ステップS2からステップS4の詳細については後述する。
Step S4 is a step in which the tool path
次に、工具データ、工具経路データおよび加工形状データについて説明する。図4は、図1に示す工具経路修正装置100へ入力される工具データについて説明する図である。図4には、工具データによって表現される工具TLの形状の例を示している。ここでは、工具TLは、ラジアスエンドミルであるものとする。工具TLのうち加工対象物へ向けられる側の端部を先端部、先端部とは逆側の端部であって工作機械に取り付けられる側の端部を根元部と称することがある。 Next, tool data, tool path data, and machining shape data will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating tool data input to the tool path correction device 100 shown in FIG. FIG. 4 shows an example of the shape of the tool TL represented by the tool data. Here, the tool TL is assumed to be a radius end mill. The end of the tool TL on the side facing the object to be machined may be referred to as the tip, and the end on the side opposite to the tip and attached to the machine tool may be referred to as the root.
工具TLは、円柱の底部における縁に丸みが施された形状をなす。工具刃先半径R2は、かかる丸みの半径である。工具半径R1は、円柱の半径である。工具TLの先端部には、円形をなす底TBを有する。工具半径R1の値と工具刃先半径R2の値とは、工具データのうち工具TLの形状を表す情報に含まれる。工具中心軸TXは、円柱の中心軸であって、加工時における工具TLの旋回中心となる軸である。底TBの中心と工具中心CLとは、工具中心軸TX上にある。工具中心CLは、工具刃先半径R2に相当する長さの分、底TBよりも根元部の側の位置とする。工具軸ベクトルTVは、工具中心軸TXに平行かつ工具中心CLから根元部の側へ向かう向きのベクトルである。工具姿勢は、工具軸ベクトルTVによって表される。 The tool TL has a rounded edge at the bottom of the cylinder. The tool cutting edge radius R2 is the radius of such roundness. The tool radius R1 is the radius of the cylinder. The tip of the tool TL has a circular bottom TB. The value of the tool radius R1 and the value of the tool cutting edge radius R2 are included in the information representing the shape of the tool TL in the tool data. The tool center axis TX is the center axis of the cylinder and is the axis that serves as the turning center of the tool TL during machining. The center of the bottom TB and the tool center CL are on the tool center axis TX. The tool center CL is located on the side of the root portion with respect to the bottom TB by the length corresponding to the tool cutting edge radius R2. The tool axis vector TV is a vector parallel to the tool center axis TX and oriented toward the root portion side from the tool center CL. The tool orientation is represented by the tool axis vector TV.
図5は、図1に示す工具経路修正装置100へ入力される工具経路データについて説明する図である。X軸とY軸とZ軸とは、工具経路データの座標系を表す3軸とする。工具経路データによって表される工具の位置は、工具を用いて加工対象物を加工するときにおける位置であって、加工対象物に対する工具の相対的な位置を表す。工具中心CLの位置と工具軸ベクトルTVの方向とは、X,YおよびZの座標によって表される。図5には、X軸とZ軸とに平行な平面に投影された工具中心CLと工具軸ベクトルTVとを表している。 FIG. 5 is a diagram illustrating tool path data input to the tool path correction device 100 shown in FIG. The X-axis, Y-axis, and Z-axis are three axes representing the coordinate system of the tool path data. The position of the tool represented by the tool path data is a position when the object to be machined is machined by using the tool, and represents the position of the tool relative to the object to be machined. The position of the tool center CL and the direction of the tool axis vector TV are represented by the coordinates of X, Y and Z. FIG. 5 shows the tool center CL and the tool axis vector TV projected on a plane parallel to the X-axis and the Z-axis.
指令点CPは、工具中心CLの位置を表すとともに当該位置における工具軸ベクトルTVに対応付けられた指令を表す。工具経路データは、工具の移動経路TPを表すデータであって、複数の指令点CPが連ねられることによって構成されている。指令点CPのうち工具中心CLの位置を表す座標は、工具経路データの座標系によって表される仮想的な空間において工具を移動させた場合における移動経路TP上の位置を表す。以下の説明にて、指令点CPとは、工具経路データにしたがって工具を移動させた場合における工具中心CLの位置のことを指す場合があるものとする。図5には、工具経路データにおいて連ねられた複数の指令点CPを表している。 The command point CP represents the position of the tool center CL and represents the command associated with the tool axis vector TV at that position. The tool path data is data representing the movement path TP of the tool, and is configured by connecting a plurality of command point CPs. The coordinates representing the position of the tool center CL in the command point CP represent the position on the movement path TP when the tool is moved in the virtual space represented by the coordinate system of the tool path data. In the following description, the command point CP may refer to the position of the tool center CL when the tool is moved according to the tool path data. FIG. 5 shows a plurality of command point CPs connected in the tool path data.
図6は、図1に示す工具経路修正装置100へ入力される加工形状データについて説明する図である。図6には、加工形状データによって表現される加工形状CTの例を示している。図6に例示する加工形状CTには、自由曲面である加工曲面CSが含まれている。加工曲面CSを加工するための工具経路データは、図4に示す工具TLの先端部を加工曲面CSに接触させて工具TLを仮想的に移動させた経路を直線または曲線である微分線分に近似することによって作成される。工具経路データ修正部21は、加工形状データの座標系と、工具経路データの座標系とを一致させる。
FIG. 6 is a diagram illustrating machining shape data input to the tool path correction device 100 shown in FIG. FIG. 6 shows an example of the processed shape CT represented by the processed shape data. The processed shape CT illustrated in FIG. 6 includes a processed curved surface CS which is a free curved surface. The tool path data for machining the machined curved surface CS is a differential line segment that is a straight line or a curved line in which the tip of the tool TL shown in FIG. 4 is brought into contact with the machined curved surface CS and the tool TL is virtually moved. Created by approximation. The tool path
図7は、図1に示す工具経路修正装置100が有する修正対象抽出部18による動作の手順を示すフローチャートである。図7には、修正対象抽出部18が、修正の対象と判定された指令点を抽出するための動作の手順を示している。図7に示す手順は、図3に示すステップS2における手順の詳細を表したものである。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of operation by the correction
ステップS11において、修正対象抽出部18は、工具経路データ記憶部11に記憶されている工具経路データを読み出す。ステップS12において、修正対象抽出部18は、ステップS11にて読み出された工具経路データのうち移動経路TPにおいて隣り合う2個の指令点CPにおける工具中心CLの位置の移動量を算出する。
In step S11, the correction
図8は、図1に示す工具経路修正装置100が有する修正対象抽出部18による動作について説明する図である。図8には、工具経路データにおいて連ねられた10個の指令点CPを表している。指令点CP5は、図8に示す10個の指令点CPのうち5番目の指令点CPである。指令点CP6は、図8に示す10個の指令点CPのうち6番目の指令点CPである。指令点CP5と指令点CP6とは、移動経路TPにおいて隣り合う2個の指令点である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation by the correction
例を挙げると、修正対象抽出部18は、指令点CP5と指令点CP6とについて、指令点CP5と指令点CP6との間の移動経路TPにおける工具中心CLの移動量D5を算出する。移動量D5は、指令点CP5によって表される工具中心CL5の座標と指令点CP6によって表される工具中心CL6の座標との間の距離である。
For example, the correction
ステップS13において、修正対象抽出部18は、ステップS11にて読み出された工具経路データのうち移動経路TPにおいて隣り合う2個の指令点CPにおける工具軸ベクトルTVの角度変化量を算出する。工具軸ベクトルTVの角度変化量は、工具姿勢の変化量である。
In step S13, the correction
例を挙げると、修正対象抽出部18は、指令点CP5と指令点CP6とについて、指令点CP5における工具軸ベクトルTV5の向きから指令点CP6における工具軸ベクトルTV6の向きまでの角度変化量AC5を算出する。
For example, the correction
ステップS14は、2個の指令点CPが修正の対象であるか否かを修正対象抽出部18が判定する工程である。ステップS14において、修正対象抽出部18は、2個の指令点について、工具中心CLの移動量に対する角度変化量の割合を算出し、算出された割合が閾値以上であるか否かを判定する。算出された割合が閾値以上である場合、修正対象抽出部18は、2個の指令点を修正の対象であると判定する。算出された割合が閾値未満である場合、修正対象抽出部18は、2個の指令点を修正の対象ではないと判定する。
Step S14 is a step in which the correction
例を挙げると、修正対象抽出部18は、指令点CP5と指令点CP6とについて、移動量D5に対する角度変化量AC5の割合AC5/D5を算出する。修正対象抽出部18は、算出された割合AC5/D5が閾値以上である場合、移動経路TPのうち指令点CP5と指令点CP6との組み合わせである箇所EP5を修正の対象と判定する。修正対象抽出部18は、算出された割合AC5/D5が閾値未満である場合、箇所EP5を修正の対象ではないと判定する。
For example, the correction
割合が閾値以上であって(ステップS14,Yes)2個の指令点が修正の対象であると判定された場合、修正対象抽出部18は、ステップS15において、当該2個の指令点を工具経路データから抽出する。修正対象範囲記憶部20は、ステップS15にて抽出された指令点を記憶する。修正対象抽出部18は、抽出された指令点の情報を修正範囲画定部19へ出力する。2個の指令点の抽出の後、修正対象抽出部18は、動作の手順をステップS16へ進める。一方、割合が閾値未満であって(ステップS14,No)2個の指令点が修正の対象ではないと判定された場合も、修正対象抽出部18は、動作の手順をステップS16へ進める。
When the ratio is equal to or greater than the threshold value (steps S14, Yes) and it is determined that the two command points are the targets of correction, the correction
ステップS16において、修正対象抽出部18は、工具経路データにおいて隣り合う2個の指令点の組み合わせの全てについて修正の対象であるか否かの判定が完了したか否かを判断する。判定が完了していない場合(ステップS16,No)、修正対象抽出部18は、次の2個の指令点の組み合わせについて、ステップS12からステップS16の手順による動作を行う。判定が完了した場合(ステップS16,Yes)、修正対象抽出部18は、指令点を抽出するための動作を終了する。
In step S16, the correction
設定記憶部17に記憶されているコンフィギュレーションデータのうち、修正対象抽出部18による判定における設定を表すデータには、当該閾値が含まれている。修正対象抽出部18は、コンフィギュレーションデータから閾値を取得して、ステップS14における判定を行う。閾値がコンフィギュレーションデータに含められることで、ユーザによって閾値を任意に設定することができる。これにより、工具経路修正装置100は、工具経路データの修正にユーザの要求を反映させることができる。
Among the configuration data stored in the setting
ステップS14における判定に使用される閾値は、コンフィギュレーションデータにより設定されるものに限られない。閾値は、修正対象抽出部18での計算によって決定されたものであっても良い。修正対象抽出部18は、角度変化量のデータを基に角度変化量の平均値を求めて、当該平均値を中心に持つ標準偏差を2倍して得られた値を閾値としても良い。修正対象抽出部18は、角度変化量のデータを基に角度変化量の第3四分位数を求めて、四分位範囲の1.5倍の値を当該第3四分位数に加算して得られた値を閾値としても良い。閾値を求めるこのような手法は、統計学における外れ値検出の理論を応用したものである。なお、閾値を求める手法は上記の手法に限られず、任意であるものとする。
The threshold value used for the determination in step S14 is not limited to that set by the configuration data. The threshold value may be determined by the calculation in the correction
次に、修正範囲画定部19によって修正対象範囲を画定するための動作について説明する。図9は、図1に示す工具経路修正装置100が有する修正範囲画定部19による動作について説明する図である。図9には、修正範囲画定部19が修正対象範囲を画定するための動作について示している。
Next, the operation for defining the correction target range by the correction
修正範囲画定部19は、工具経路データ記憶部11に記憶されている工具経路データを読み出す。また、修正範囲画定部19は、修正対象抽出部18において抽出された指令点の情報を修正対象抽出部18から取得する。修正範囲画定部19は、修正対象抽出部18にて抽出された指令点と、移動経路TPにおいて当該抽出された指令点よりも手前にある1つ以上の指令点と、移動経路TPにおいて当該抽出された指令点よりも先にある1つ以上の指令点とを、修正対象範囲に含める。
The correction
例を挙げると、修正範囲画定部19は、修正対象抽出部18において抽出された指令点CP5,CP6の情報を修正対象抽出部18から取得する。修正対象範囲に含める指令点の数が、抽出された指令点の手前の範囲について4個、かつ抽出された指令点の先の範囲について4個であることが、コンフィギュレーションデータにおいて設定されているとする。修正範囲画定部19は、指令点CP5,CP6の他に、指令点CP5よりも手前の範囲RBにおける4個の指令点である指令点CP1,CP2,CP3およびCP4と、指令点CP6よりも先の範囲RFにおける4個の指令点である指令点CP7,CP8,CP9およびCP10とを、修正対象範囲に含める。これにより、修正範囲画定部19は、指令点CP1から指令点CP10までの10個の指令点からなる範囲RGを、修正対象範囲に画定する。修正対象範囲記憶部20は、修正範囲画定部19によって画定された修正対象範囲を記憶する。
For example, the correction
設定記憶部17に記憶されているコンフィギュレーションデータのうち、修正範囲画定部19による範囲の画定における設定を表すデータには、修正の対象とする指令点の範囲に含める指令点の数の情報が含まれている。修正範囲画定部19は、当該数の情報をコンフィギュレーションデータから取得して、範囲の画定を行う。当該数の情報がコンフィギュレーションデータに含められることで、範囲に含める指令点の数をユーザによって任意に設定することができる。これにより、工具経路修正装置100は、工具経路データの修正にユーザの要求を反映させることができる。
Among the configuration data stored in the setting
修正対象範囲に含める指令点の数は、コンフィギュレーションデータにより設定されているものに限られない。修正対象範囲に含める指令点の数は、修正範囲画定部19での計算によって決定されても良い。修正範囲画定部19は、1つのサイクルパス内の指令点の数の5%相当を、修正対象範囲に含める指令点の数としても良い。加工形状の輪郭における1つの端から他の1つの端までの領域において工具を一方向へ移動または往復移動させて当該領域を加工するとした場合に、1つのサイクルパスとは、移動経路TPのうち1つの端から他の1つの端までの1回の移動分の移動経路とする。5%相当は、統計学における有意差検定の理論に基づく。範囲に含める指令点の数は、1つのサイクルパス内の指令点の数の5%相当以上であっても良く、10%相当であっても良い。なお、修正対象範囲に含める指定点の数を求める手法は上記の手法に限られず、任意であるものとする。
The number of command points included in the correction target range is not limited to those set by the configuration data. The number of command points to be included in the correction target range may be determined by calculation in the correction
図10は、図1に示す工具経路修正装置100によって工具経路データを修正するための動作の手順を示すフローチャートである。図10に示す手順は、図3に示すステップS4における手順の詳細を表したものである。 FIG. 10 is a flowchart showing an operation procedure for correcting the tool path data by the tool path correction device 100 shown in FIG. The procedure shown in FIG. 10 shows the details of the procedure in step S4 shown in FIG.
ステップS21において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲の情報を修正対象範囲記憶部20から読み出す。ステップS22において、工具経路データ修正部21は、加工形状データ記憶部13に記憶されている加工形状データを読み出す。ステップS23において、工具経路データ修正部21は、工具データ記憶部15に記憶されている工具データを読み出す。なお、ステップS21からステップS23の順序は図10に示す順序に限られず、任意であるものとする。
In step S21, the tool path
ステップS24において、工具経路データ修正部21は、ステップS21にて読み出された修正対象範囲内の各指令点について、加工形状CTと工具TLとの配置をシミュレーションする。工具経路データ修正部21は、ステップS22にて読み出された加工形状データによって表現される加工形状CTとステップS23にて読み出された工具データによって表現される工具TLとを仮想的な空間にて擬似的に配置する演算によって、加工形状CTと工具TLとの配置をシミュレーションする。
In step S24, the tool path
ステップS25において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内の各指令点について、加工形状CTと工具TLの輪郭とが一致する点である接触点の位置を算出する。接触点の位置は、加工曲面CSのうち工具TLによる加工が施される加工点の位置となる。
In step S25, the tool path
ステップS26において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内の各指令点について、工具基準点の位置を算出する。工具基準点は、工具TLの根元部における工具中心軸TX上の位置であって、工具TLのうち工作機械に把持される位置である。工具姿勢は、工具基準点を中心とする工具TLの回転動作によって変化する。工具基準点は、工具姿勢の変化における基準となる位置でもある。
In step S26, the tool path
ステップS27において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内の各指令点について、工具軸ベクトルTVを修正する。ステップS28において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内の各指令点について、工具中心CLの位置を修正する。これにより、工具経路データ修正部21は、工具経路データを修正するための動作を終了する。
In step S27, the tool path
次に、ステップS27における工具軸ベクトルTVの修正について説明する。工具経路データ修正部21は、フィルタ処理による第1の手法、または近似曲線の生成による第2の手法によって、工具軸ベクトルTVを修正する。
Next, the modification of the tool axis vector TV in step S27 will be described. The tool path
図11は、図1に示す工具経路修正装置100が有する工具経路データ修正部21が、第1の手法によって工具軸ベクトルTVを修正する場合における動作の手順を示すフローチャートである。ステップS31において、工具経路データ修正部21は、上記ステップS26において算出された工具基準点の位置を示す座標を平滑化することによって修正する。工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内の指令点における工具基準点の位置を示す座標へフィルタ処理を施すことによって、工具基準点の位置を修正する。
FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure when the tool path
工具経路データ修正部21は、平滑化フィルタを用いて、工具基準点の位置を示す座標の平滑化を行う。平滑化フィルタには、公知の三角スムージング(triangular smoothing)フィルタを使用可能である。平滑化フィルタは、移動経路TPにおいて連続する5個の指令点の座標を用いて、当該5個の指令点のうち中央に位置する指令点である着目指令点について、工具基準点の位置を示す座標を平滑化する。
The tool path
平滑化フィルタは、5個の指令点についての工具基準点の座標Pn−2,Pn−1,Pn,Pn+1,Pn+2を用いた次の式(1)に基づいて、着目指令点について平滑化後の座標P’nを算出する。座標Pnは、着目指令点についての工具基準点の座標とする。座標Pn−2,Pn−1は、それぞれ、着目指令点の2個手前の指令点と1つ手前の指令点とについての工具基準点の座標とする。座標Pn+1,Pn+2は、それぞれ、着目指令点の1つ先の指令点と2個先の指令点とについての工具基準点の座標とする。平滑化フィルタは、X座標、Y座標およびZ座標の各々について、式(1)に基づいた平滑化を行う。
P’n=(Pn−2+2Pn−1+3Pn+2Pn+1+Pn+2)/9 ・・・(1)The smoothing filter is based on the following equation (1) using the coordinates P n-2 , P n-1 , P n , P n + 1 , and P n + 2 of the tool reference points for the five command points. calculates coordinates P 'n after the smoothing for the point. The coordinates P n are the coordinates of the tool reference point for the command point of interest. The coordinates P n-2 and P n-1 are the coordinates of the tool reference points for the command point two before the command point of interest and the command point one before, respectively. The coordinates P n + 1 and P n + 2 are the coordinates of the tool reference points for the command point one point ahead of the command point of interest and the command point two points ahead, respectively. The smoothing filter performs smoothing based on the equation (1) for each of the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate.
P 'n = (P n- 2 + 2P n-1 + 3P n + 2P n + 1 + P n + 2) / 9 ··· (1)
式(1)に基づく平滑化は、修正対象範囲内の指令点のうち、修正対象範囲の両端に位置する2個の指令点とかかる指令点の各々の隣にある2個の指令点との4つ以外について実施される。修正対象範囲が、上記の例にかかる指令点CP1から指令点CP10を含む範囲RGである場合、6個の指令点である指令点CP3から指令点CP8について、式(1)に基づく平滑化が実施される。 The smoothing based on the equation (1) involves two command points located at both ends of the correction target range and two command points next to each of the command points in the correction target range. It will be implemented for all but four. When the correction target range is the range RG including the command point CP1 to the command point CP10 according to the above example, the smoothing based on the equation (1) is performed for the command point CP3 to the command point CP8, which are the six command points. Will be implemented.
修正対象範囲の両端に位置する2個の指令点については、平滑化は実施されない。修正対象範囲のうち手前側の端に位置する指令点の隣に位置する指令点について、平滑化フィルタは、次の式(2)に基づいて座標P’nを算出する。修正対象範囲のうち先側の端に位置する指令点の隣に位置する指令点について、平滑化フィルタは、次の式(3)に基づいて座標P’nを算出する。上記の例の場合、指令点CP2について、式(2)に基づく平滑化が実施される。また、指令点CP9について、式(3)に基づく平滑化が実施される。
P’n=(2Pn−1+3Pn+2Pn+1+Pn+2)/8 ・・・(2)
P’n=(Pn−2+2Pn−1+3Pn+2Pn+1)/8 ・・・(3)No smoothing is performed on the two command points located at both ends of the correction target range. For command points located next to the command point located in front of the end of the correction target range, smoothing filter calculates the coordinates P 'n based on the following equation (2). For command points located next to the command point on the edge of the inner tip side of the correction target range, smoothing filter calculates the coordinates P 'n on the basis of the following equation (3). In the case of the above example, the command point CP2 is smoothed based on the equation (2). Further, the command point CP9 is smoothed based on the equation (3).
P 'n = (2P n- 1 + 3P n + 2P n + 1 + P n + 2) / 8 ··· (2)
P 'n = (P n- 2 + 2P n-1 + 3P n + 2P n + 1) / 8 ··· (3)
平滑化は、上記の式(1)から(3)に基づくものに限られない。平滑化フィルタによる計算の内容は、任意であるものとする。平滑化フィルタには、上記の三角スムージングフィルタの他、Savitzky-Golayフィルタまたはガウシアンフィルタが用いられても良い。 The smoothing is not limited to the one based on the above equations (1) to (3). The content of the calculation by the smoothing filter shall be arbitrary. As the smoothing filter, a Savitzky-Golay filter or a Gaussian filter may be used in addition to the above-mentioned triangular smoothing filter.
ステップS32では、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内の各指令点について、工具中心CLからステップS31による平滑化後の工具基準点へ向かう向きに工具軸ベクトルTVを修正する。これにより、工具経路データ修正部21は、工具軸ベクトルTVを修正するための動作を終了する。
In step S32, the tool path
図12は、図11に示す手順による工具軸ベクトルTVの修正について説明する図である。図12には、工具経路データにおいて連ねられた10個の指令点CPを表している。破線矢印は、修正前の工具軸ベクトルTVを表している。実線矢印は、修正後の工具軸ベクトルTV’を表している。 FIG. 12 is a diagram illustrating modification of the tool axis vector TV by the procedure shown in FIG. FIG. 12 shows 10 command point CPs connected in the tool path data. The dashed arrow represents the tool axis vector TV before modification. The solid arrow represents the modified tool axis vector TV'.
例を挙げると、工具経路データ修正部21は、指令点CP6が着目指令点である場合に、5個の指令点CP4,CP5,CP6,CP7,CP8についての工具基準点の座標を用いて、指令点CP6について工具基準点Pから工具基準点P’への平滑化を行う。工具経路データ修正部21は、工具中心CLから工具基準点Pへ向かう向きの工具軸ベクトルTVを、工具中心CLから平滑化後の工具基準点P’へ向かう向きの工具軸ベクトルTV’へ修正する。
For example, when the command point CP6 is the command point of interest, the tool path
図13は、図1に示す工具経路修正装置100が有する工具経路データ修正部21が、第2の手法によって工具軸ベクトルTVを修正する場合における動作の手順を示すフローチャートである。ステップS41において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲の各指令点についての工具基準点の近似曲線を生成する。
FIG. 13 is a flowchart showing an operation procedure when the tool path
工具経路データ修正部21は、上記ステップS26において算出された工具基準点の座標と、隣り合う2個の指令点における工具基準点の移動量とを基に、近似曲線を生成する。例を挙げると、工具経路データ修正部21は、最小二乗法によって、近似曲線である3次多項式曲線を生成する。
The tool path
図14は、図13に示す手順による工具軸ベクトルTVの修正について説明する第1の図である。図14には、工具経路データにおいて連ねられた10個の指令点CPを表している。移動量DPは、隣り合う2個の指令点CPにおける工具基準点Pの座標間の距離である。ステップS41において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内における移動量DPの合計に対する各工具基準点Pの間の移動量DPの割合を用いて、近似曲線SCの生成のためのパラメータを各工具基準点Pについて求める。修正対象範囲のうち手前側の端に位置する工具基準点Pについてのパラメータはゼロとする。修正対象範囲のうち先側の端に位置する工具基準点Pについてのパラメータは1とする。
FIG. 14 is a first diagram for explaining the modification of the tool axis vector TV by the procedure shown in FIG. FIG. 14 shows 10 command point CPs connected in the tool path data. The movement amount DP is the distance between the coordinates of the tool reference point P at the two adjacent command points CP. In step S41, the tool path
工具経路データ修正部21は、各工具基準点Pの座標と求めたパラメータとを基に、X,YおよびZの各座標を表す媒介変数を求める。工具経路データ修正部21は、媒介変数と上記のパラメータとを基に、近似曲線SCである3次多項式曲線を生成する。
The tool path
図13に示すステップS42において、工具経路データ修正部21は、隣り合う2個の指令点における工具中心の位置の移動量を算出する。ステップS43において、工具経路データ修正部21は、工具基準点の位置を示す座標を平滑化する。
In step S42 shown in FIG. 13, the tool path
図15は、図13に示す手順による工具軸ベクトルTVの修正について説明する第2の図である。ステップS43において、工具経路データ修正部21は、修正対象範囲内における移動量Dの合計に対する、各指令点CPにおける工具中心CLの移動量Dの割合を算出する。工具経路データ修正部21は、工具基準点Pについての上記のパラメータを、移動量Dの割合に一致するように修正することにより、上記のパラメータから新たなパラメータTへの変換を行う。修正対象範囲のうち手前側の端に位置する工具基準点PについてのパラメータTはゼロとする。修正対象範囲のうち先側の端に位置する工具基準点PについてのパラメータTは1とする。これにより、修正対象範囲の両端に位置する工具基準点Pについては、位置の変更を行わない。
FIG. 15 is a second diagram illustrating the modification of the tool axis vector TV by the procedure shown in FIG. In step S43, the tool path
工具経路データ修正部21は、移動量DPの割合が新たなパラメータTにしたがった割合となるように修正対象範囲の近似曲線SC上にて工具基準点Pの間隔を調整することにより、平滑化後の工具基準点P’の座標を算出する。このようにして、工具経路データ修正部21は、生成された近似曲線SCと移動量Dの割合とを基に、工具基準点Pから工具基準点P’への修正を行う。なお、近似曲線SCは、上記の3次多項式曲線の他、非一様有理Bスプライン(Non-uniform rational B-spline:NURBS)曲線、スプライン曲線またはベジェ曲線であっても良い。
The tool path
図13に示すステップS44において、工具経路データ修正部21は、工具中心から平滑化後の工具基準点へ向かう向きに工具軸ベクトルを修正する。図15に示すように、工具経路データ修正部21は、工具中心CLから工具基準点Pへ向かう向きの工具軸ベクトルTVを、工具中心CLから平滑化後の工具基準点P’へ向かう向きの工具軸ベクトルTV’へ修正する。
In step S44 shown in FIG. 13, the tool path
次に、図10に示すステップS28についての説明に先立ち、ステップS27までの手順での仮想的な空間における工具TLの状態について説明する。 Next, prior to the description of step S28 shown in FIG. 10, the state of the tool TL in the virtual space in the procedure up to step S27 will be described.
図16は、図10に示す手順のうちステップS24からステップS26までの手順における加工曲面CSと工具TLとの位置関係の例を示す図である。図16には、仮想的な空間に擬似的に配置されている加工曲面CSと工具TLとを示している。工具TLは、修正対象範囲内の各指令点CPに配置されている。工具経路データ修正部21は、上記のステップS24でのシミュレーションによって、修正対象範囲RG内の各指令点CPにおける加工曲面CSと工具TLとの位置関係を検証する。なお、図16に示す箇所EPは、図8に示す箇所EP5であって、修正対象抽出部18によって抽出された指令点CP5,CP6を表している。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the positional relationship between the machining curved surface CS and the tool TL in the procedures from step S24 to step S26 among the procedures shown in FIG. FIG. 16 shows a machining curved surface CS and a tool TL that are pseudo-arranged in a virtual space. The tool TL is arranged at each command point CP within the correction target range. The tool path
修正対象範囲RG内の各指令点CPに配置された工具TLにおける接触点CCは、加工形状CTと工具TLの輪郭とが一致する点である。上記のステップS25において、工具経路データ修正部21は、加工曲面CSと工具TLとの位置関係を検証した結果を基に、接触点CCの位置を示す座標を算出する。工具経路データ修正部21は、上記のステップS26において、修正対象範囲RG内の各指令点CPに配置された工具TLにおける工具基準点Pの位置を示す座標を算出する。
The contact point CC in the tool TL arranged at each command point CP in the correction target range RG is a point where the machining shape CT and the contour of the tool TL coincide with each other. In step S25 above, the tool path
図17は、図10に示す手順のうちステップS27の手順における加工曲面CSと工具TLとの位置関係の例を示す図である。工具経路データ修正部21は、上記のステップS27において、各指令点CPについて、工具軸ベクトルTVを修正する。図17には、修正後の工具軸ベクトルTV’を示している。各指令点CPの工具TLは、工具中心CLの位置が一定とされつつ、上記の工具中心軸TXの向きが修正前の工具軸ベクトルTVの向きから修正後の工具軸ベクトルTV’の向きに変えられる。
FIG. 17 is a diagram showing an example of the positional relationship between the machining curved surface CS and the tool TL in the procedure of step S27 among the procedures shown in FIG. In step S27, the tool path
このように、工具中心CLの位置が変えられないまま工具TLの傾きが変化することによって、加工曲面CSと工具TLの輪郭との接触に変化が生じ得る。各指令点CPの工具TLの中には、工具TLの輪郭が加工曲面CSから離れるものと、工具TLの輪郭が加工曲面CSから加工対象物の内部に入り込むものとが現れ得る。図17に示す箇所UCは、工具TLの輪郭が加工曲面CSから離れている箇所の一例である。図17に示す箇所OCは、工具TLの輪郭が加工曲面CSから加工対象物の内部に入り込んでいる箇所の一例である。 In this way, if the inclination of the tool TL changes without changing the position of the tool center CL, the contact between the machining curved surface CS and the contour of the tool TL may change. In the tool TL of each command point CP, the contour of the tool TL may be separated from the machining curved surface CS, and the contour of the tool TL may enter the inside of the machining object from the machining curved surface CS. The portion UC shown in FIG. 17 is an example of a portion where the contour of the tool TL is separated from the machining curved surface CS. The location OC shown in FIG. 17 is an example of a location where the contour of the tool TL enters the inside of the machining object from the machining curved surface CS.
次に、ステップS28における工具中心CLの位置の修正について説明する。図18は、図10に示す手順のうちステップS28の手順における加工曲面CSと工具TLとの位置関係の例を示す図である。工具経路データ修正部21は、上記のステップS28での工具中心CLの位置の修正によって、ステップS25にて算出された接触点CCに工具TLの輪郭を一致させる調整を行う。
Next, the correction of the position of the tool center CL in step S28 will be described. FIG. 18 is a diagram showing an example of the positional relationship between the machining curved surface CS and the tool TL in the procedure of step S28 among the procedures shown in FIG. The tool path
工具経路データ修正部21は、工具軸ベクトルTVの向きの変化によって生じるずれであって加工曲面CS上の接触点CCからの工具TLの輪郭のずれを、加工曲面CSと工具TLとの位置関係を検証することによって算出する。工具経路データ修正部21は、接触点CCと工具TLとの間のずれを解消可能とする工具中心CLの位置の移動向きと移動量とを求める。工具経路データ修正部21は、求めた移動向きと移動量とにしたがって工具中心CLの位置を修正することによって、接触点CCに工具TLの輪郭を一致させる。このように、工具経路データ修正部21は、工具姿勢の修正によって生じる接触点CCからの工具TLの輪郭のずれを算出した結果を基に、工具中心CLの位置を修正する。
The tool path
工具経路データ修正部21は、工具中心CLの位置を修正することによって、加工曲面CSからの工具TLの離れと加工曲面CSにおける工具TLの入り込みとを解消させる。これにより、工具経路修正装置100は、加工に使用される工具の先端が加工対象物から離れることと加工対象物へ食い込むこととを抑制できるように工具経路修正データを修正することができる。
The tool path
工具経路データ修正部21は、工具軸ベクトルTVの向きの修正によって、工具姿勢の急峻な変化を緩和させて、工具姿勢の変化を滑らかにさせる。これにより、工具経路修正装置100は、工具姿勢の変化を滑らかな変化にさせるように工具経路データを修正することができる。
The tool path
工具経路修正装置100は、修正対象抽出部18と修正範囲画定部19とによって、工具経路データとコンフィギュレーションデータとに基づいて、修正対象とする指令点の判定および抽出と修正対象範囲の画定とを行い得る。工具経路データ修正部21は、加工形状データと工具データとに基づいて工具経路データを修正する。工具経路修正装置100は、NC制御の稼働時以外であっても、各データを取り込むことによって工具経路データを修正可能とする。工具経路修正装置100は、実際の加工が行われるよりも前に、工具経路データを修正できる。また、工具経路修正装置100は、修正工具経路データ記憶部22を有することにより、実際の加工が行われるよりも前に修正後の工具経路データを保存することができる。ユーザは、実際の加工よりも前の準備段階において、修正後の工具経路データを工具経路修正装置100から読み出して、修正後の工具経路データを確認することができる。また、ユーザは、準備段階において、修正前の工具経路データと修正後の工具経路データとを比較することもできる。
The tool path correction device 100 determines and extracts a command point to be corrected and defines a correction target range based on the tool path data and the configuration data by the correction
工具経路データ修正部21は、工具姿勢の変化を滑らかな変化とさせる修正を、指令点ごとにおける工具姿勢の修正によって行う。工具経路修正装置100は、加工速度を低下させることなく、工具姿勢の変化が滑らかな変化となるように工具経路データを修正することができる。
The tool path
工具経路データ修正部21は、修正対象抽出部18によって修正の対象と判定された指令点を抽出し、抽出された指令点を含めた修正対象範囲を修正範囲画定部19によって画定する。工具経路修正装置100は、このような抽出と画定とによらず工具経路データの全体について一様に修正のための処理が行われる場合と比べて、工具経路データの修正に要する時間を短くすることができる。
The tool path
実施の形態1によると、工具経路修正装置100は、工具中心の位置の修正によって、工具の先端が加工対象物から離れることと加工対象物へ食い込むこととを抑制できるように工具経路修正データを修正可能とする。工具経路修正装置100は、工具経路修正データの修正によって、工具の先端が加工対象物から離れることによる切削残しと工具の先端が加工対象物へ食い込むことによる切削過剰とを抑制して、加工品質の低下を抑制できる。また、工具経路修正装置100は、工具姿勢の修正によって、工具姿勢の変化が滑らかな変化となるように工具経路修正データを修正可能とする。工具経路修正装置100は、工具経路修正データの修正によって、工具姿勢の急峻な変化による加工品質の低下を抑制できる。これにより、工具経路修正装置100は、加工品質の低下の抑制が可能となるという効果を奏する。 According to the first embodiment, the tool path correction device 100 obtains the tool path correction data so that the tip of the tool can be prevented from moving away from the machining target and biting into the machining target by correcting the position of the center of the tool. Make it modifiable. The tool path correction device 100 corrects the tool path correction data to suppress uncut parts caused by the tip of the tool moving away from the object to be machined and excessive cutting caused by the tip of the tool biting into the object to be machined. Can be suppressed. Further, the tool path correction device 100 makes it possible to correct the tool path correction data so that the change in the tool posture becomes a smooth change by correcting the tool posture. The tool path correction device 100 can suppress a deterioration in machining quality due to a sudden change in the tool posture by correcting the tool path correction data. As a result, the tool path correction device 100 has an effect that deterioration of machining quality can be suppressed.
実施の形態2.
図19は、本発明の実施の形態2にかかるNC装置200の機能構成を示すブロック図である。NC装置200は、実施の形態1にかかる工具経路修正装置100が有する修正工具経路データ記憶部22に代えて、補間処理部41と駆動制御部42とを有する。実施の形態2では、実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。NC装置200は、工具経路データを修正して、修正された工具経路データに基づく数値制御を実行する。工作機械は、NC装置200からの指令にしたがって加工対象物を加工する。図19では、工作機械の図示を省略している。Embodiment 2.
FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of the
工具経路データ修正部21は、実施の形態1と同様に修正された工具経路データを補間処理部41へ出力する。補間処理部41は、位置および角度の補間処理を実施する機能部である。補間処理部41は、工具の位置を変化させる3個の並進軸の各々について、修正された工具経路データを基に、制御周期ごとの移動量を求めるとともに、補間点とする位置を生成する。補間処理部41は、工具姿勢を変化させる2個の回転軸の各々について、修正された工具経路データを基に、制御周期ごとの回転角度を求めるとともに、補間点とする角度を生成する。補間処理部41は、各並進軸および各回転軸である各軸について生成された補間点の情報を駆動制御部42へ出力する。
The tool path
駆動制御部42は、各軸のサーボモータの駆動を制御する機能部である。駆動制御部42は、補間点の情報に基づいて、各軸のサーボモータの駆動を制御するためのモータ駆動制御信号を生成する。駆動制御部42は、生成されたモータ駆動制御信号を各軸のサーボモータへ出力する。
The
NC装置200のハードウェア構成は、図2に示す工具経路修正装置100のハードウェア構成と同様である。図19に示すNC装置200の各機能部は、実施の形態2のNC制御方法を実行するためのNCプログラムがハードウェアで実行されることによって実現される。NCプログラムは、コンピュータによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。NC装置200は、記憶媒体に記憶されたNCプログラムを外部記憶装置34へ格納しても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。NCプログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して、NC装置200となるコンピュータへインストールされても良い。NC装置200の機能は、数値制御のための専用のハードウェアである処理回路によって実現されても良い。NC装置200の機能は、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしても良い。
The hardware configuration of the
図20は、図19に示すNC装置200による動作の手順を示すフローチャートである。ステップS1からステップS4は、図3に示すステップS1からステップS4と同様である。ステップS51において、補間処理部41は、補間点を生成するための補間処理を実施する。ステップS52において、駆動制御部42は、モータ駆動制御信号を生成し、生成されたモータ駆動制御信号を出力する。これにより、NC装置200は、図20に示す手順による動作を終了する。NC装置200は、NC装置200の内部での工具経路データの修正を可能とすることで、工具経路データの修正の完了後すぐに、修正された工具経路データに基づいた加工を工作機械に行わせることができる。
FIG. 20 is a flowchart showing a procedure of operation by the
実施の形態2によると、NC装置200は、実施の形態1にかかる工具経路修正装置100と同様に、工具中心の位置の修正と工具姿勢の修正とによって、加工品質の低下を抑制できる。これにより、NC装置200は、加工品質の低下の抑制が可能となるという効果を奏する。
According to the second embodiment, the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
10 工具経路データ入力部、11 工具経路データ記憶部、12 加工形状データ入力部、13 加工形状データ記憶部、14 工具データ入力部、15 工具データ記憶部、16 設定入力部、17 設定記憶部、18 修正対象抽出部、19 修正範囲画定部、20 修正対象範囲記憶部、21 工具経路データ修正部、22 修正工具経路データ記憶部、31 CPU、32 RAM、33 ROM、34 外部記憶装置、35 入出力インタフェース、36 バス、41 補間処理部、42 駆動制御部、100 工具経路修正装置、200 NC装置。 10 Tool path data input unit, 11 Tool path data storage unit, 12 Machining shape data input unit, 13 Machining shape data storage unit, 14 Tool data input unit, 15 Tool data storage unit, 16 Setting input unit, 17 Setting storage unit, 18 Correction target extraction unit, 19 Correction range definition unit, 20 Correction target range storage unit, 21 Tool path data correction unit, 22 Correction tool route data storage unit, 31 CPU, 32 RAM, 33 ROM, 34 External storage device, 35 inputs Output interface, 36 buses, 41 interpolation processing unit, 42 drive control unit, 100 tool path correction device, 200 NC device.
Claims (10)
前記工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータであって、
前記移動経路において隣り合う指令点における前記工具中心の移動量と前記工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を前記工具経路データから抽出する修正対象抽出部と、
前記加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、前記修正対象抽出部によって抽出された前記指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部と、
を備え、
前記工具経路データ修正部は、前記加工形状データによって表される加工曲面と前記工具の形状を表す工具データによって表される工具の輪郭との接触点を前記指令点ごとに求めて、前記工具姿勢の修正によって生じる前記接触点からの前記工具の輪郭のずれを算出した結果を基に前記工具中心の位置を修正することを特徴とする工具経路修正装置。 It is a tool path correction device that corrects tool path data representing a movement path of the tool with respect to a machining object machined by using a tool.
The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position.
A correction target extraction unit that extracts command points determined to be correction targets from the tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path.
The tool at each command point within a defined range including the command point extracted by the correction target extraction unit with reference to the machining shape data representing the target machining shape in machining the machining object. A tool path data correction unit that corrects the center position and the tool posture, and
Equipped with a,
The tool path data correction unit obtains a contact point between the machining curved surface represented by the machining shape data and the contour of the tool represented by the tool data representing the shape of the tool for each command point, and obtains the tool posture. correction tool path modifying device, wherein the Rukoto to correct the position of the tool center on the basis of the result of calculating the deviation of the contour of the tool from the contact point caused by the.
を備え、
前記工具経路データ修正部は、前記修正範囲画定部によって画定された範囲内の指令点の前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正することを特徴とする請求項1に記載の工具経路修正装置。 A correction range demarcation unit for defining a range of a plurality of command points including the command point extracted by the correction target extraction unit is provided.
The tool path correction unit according to claim 1, wherein the tool path data correction unit corrects the position of the tool center and the tool posture of the command point within the range defined by the correction range definition unit. apparatus.
前記工具経路データ修正部は、前記画定された範囲内の前記指令点における前記工具基準点の位置を平滑化によって修正することで、前記工具軸ベクトルを修正することを特徴とする請求項1または2に記載の工具経路修正装置。 The command point is associated with a tool axis vector that is a vector representing the direction from the tool center to the tool reference point that is a reference in the change of the tool posture and that represents the tool posture.
The tool path data correcting section, by modifying the smoothing position of the tool reference point in the command point within said defined claim 1, characterized in that modifying the tool axis vector or 2. The tool path correction device according to 2.
前記工具経路データ修正部は、前記画定された範囲内の前記指令点における前記工具基準点の位置を示す座標へフィルタ処理を施すことによって前記工具基準点の位置を修正することで、前記工具軸ベクトルを修正することを特徴とする請求項1または2に記載の工具経路修正装置。 The command point is associated with a tool axis vector that is a vector representing the direction from the tool center to the tool reference point that is a reference in the change of the tool posture and that represents the tool posture.
The tool path data modifying unit to modify the position of the front SL tool reference point by the applying the filter processing to the coordinates indicating the position of the tool reference point in the command point within said defined, The tool path correction device according to claim 1 or 2 , wherein the tool axis vector is corrected.
前記工具経路データ修正部は、前記画定された範囲内の前記指令点における前記工具基準点を基に近似曲線を生成して、前記近似曲線上にて前記工具基準点の間隔を調整することによって前記工具基準点の位置を修正することで、前記工具軸ベクトルを修正することを特徴とする請求項1または2に記載の工具経路修正装置。 The command point is associated with a tool axis vector that is a vector representing the direction from the tool center to the tool reference point that is a reference in the change of the tool posture and that represents the tool posture.
The tool path data correction unit generates an approximate curve based on the tool reference point at the command point within the defined range, and adjusts the interval between the tool reference points on the approximate curve. The tool path correction device according to claim 1 or 2 , wherein the tool axis vector is corrected by correcting the position of the tool reference point.
前記工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータであって、 The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position.
前記移動経路において隣り合う指令点における前記工具中心の移動量と前記工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を前記工具経路データから抽出する修正対象抽出部と、 A correction target extraction unit that extracts command points determined to be correction targets from the tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path.
前記加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、前記修正対象抽出部によって抽出された前記指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部と、 The tool at each command point within a defined range including the command point extracted by the correction target extraction unit with reference to the machining shape data representing the target machining shape in machining the machining object. A tool path data correction unit that corrects the center position and the tool posture, and
を備え、 With
前記指令点には、前記工具姿勢の変化における基準となる工具基準点への前記工具中心からの向きを表すベクトルであって前記工具姿勢を表す工具軸ベクトルが対応付けられており、 The command point is associated with a tool axis vector that is a vector representing the direction from the tool center to the tool reference point that is a reference in the change of the tool posture and that represents the tool posture.
前記工具経路データ修正部は、前記画定された範囲内の前記指令点における前記工具基準点の位置を平滑化によって修正することで、前記工具軸ベクトルを修正することを特徴とする工具経路修正装置。 The tool path data correction unit corrects the tool axis vector by correcting the position of the tool reference point at the command point within the defined range by smoothing. ..
前記工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータであって、 The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position.
前記移動経路において隣り合う指令点における前記工具中心の移動量と前記工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を前記工具経路データから抽出する修正対象抽出部と、 A correction target extraction unit that extracts command points determined to be correction targets from the tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path.
前記加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、前記修正対象抽出部によって抽出された前記指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部と、 The tool at each command point within a defined range including the command point extracted by the correction target extraction unit with reference to the machining shape data representing the target machining shape in machining the machining object. A tool path data correction unit that corrects the center position and the tool posture, and
を備え、 With
前記指令点には、前記工具姿勢の変化における基準となる工具基準点への前記工具中心からの向きを表すベクトルであって前記工具姿勢を表す工具軸ベクトルが対応付けられており、 The command point is associated with a tool axis vector that is a vector representing the direction from the tool center to the tool reference point that is a reference in the change of the tool posture and that represents the tool posture.
前記工具経路データ修正部は、前記画定された範囲内の前記指令点における前記工具基準点の位置を示す座標へフィルタ処理を施すことによって前記工具基準点の位置を修正することで、前記工具軸ベクトルを修正することを特徴とする工具経路修正装置。 The tool path data correction unit corrects the position of the tool reference point by filtering the coordinates indicating the position of the tool reference point at the command point within the defined range, thereby correcting the position of the tool reference point. A tool path correction device characterized by correcting a vector.
前記工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータであって、 The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position.
前記移動経路において隣り合う指令点における前記工具中心の移動量と前記工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を前記工具経路データから抽出する修正対象抽出部と、 A correction target extraction unit that extracts command points determined to be correction targets from the tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path.
前記加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、前記修正対象抽出部によって抽出された前記指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部と、 The tool at each command point within a defined range including the command point extracted by the correction target extraction unit with reference to the machining shape data representing the target machining shape in machining the machining object. A tool path data correction unit that corrects the center position and the tool posture, and
を備え、 With
前記指令点には、前記工具姿勢の変化における基準となる工具基準点への前記工具中心からの向きを表すベクトルであって前記工具姿勢を表す工具軸ベクトルが対応付けられており、 The command point is associated with a tool axis vector that is a vector representing the direction from the tool center to the tool reference point that is a reference in the change of the tool posture and that represents the tool posture.
前記工具経路データ修正部は、前記画定された範囲内の前記指令点における前記工具基準点を基に近似曲線を生成して、前記近似曲線上にて前記工具基準点の間隔を調整することによって前記工具基準点の位置を修正することで、前記工具軸ベクトルを修正することを特徴とする工具経路修正装置。 The tool path data correction unit generates an approximate curve based on the tool reference point at the command point within the defined range, and adjusts the interval between the tool reference points on the approximate curve. A tool path correction device characterized in that the tool axis vector is corrected by correcting the position of the tool reference point.
前記工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータであって、
前記移動経路において隣り合う指令点における前記工具中心の移動量と前記工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を前記工具経路データから抽出する工程と、
前記加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、前記工程にて抽出された前記指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工程と、
を含み、
前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工程では、前記加工形状データによって表される加工曲面と前記工具の形状を表す工具データによって表される工具の輪郭との接触点を前記指令点ごとに求めて、前記工具姿勢の修正によって生じる前記接触点からの前記工具の輪郭のずれを算出した結果を基に前記工具中心の位置を修正することを特徴とする工具経路修正方法。 It is a tool path correction method for correcting tool path data representing a movement path of the tool with respect to a machining object machined by using a tool by a tool path correction device.
The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position.
A step of extracting from the tool path data a command point determined to be a correction target based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path.
With reference to the machining shape data representing the target machining shape in machining the object to be machined, the center of the tool at each command point within the defined range including the command point extracted in the process. The process of correcting the position and the tool posture,
Only including,
In the step of correcting the position of the center of the tool and the posture of the tool, the command point is the contact point between the machining curved surface represented by the machining shape data and the contour of the tool represented by the tool data representing the shape of the tool. A tool path correction method, characterized in that the position of the center of the tool is corrected based on the result of calculating the deviation of the contour of the tool from the contact point caused by the correction of the tool posture.
前記工具経路データは、工具中心の位置を表すとともに当該位置における工具姿勢に対応付けられた指令点を含むデータであって、
前記移動経路において隣り合う指令点における前記工具中心の移動量と前記工具姿勢の変化量とに基づいて修正の対象と判定された指令点を前記工具経路データから抽出する修正対象抽出部と、
前記加工対象物への加工における目標とする加工形状を表す加工形状データを参照して、前記修正対象抽出部によって抽出された前記指令点を含めて画定された範囲内の各指令点における前記工具中心の位置と前記工具姿勢とを修正する工具経路データ修正部と、
を備え、
前記工具経路データ修正部は、前記加工形状データによって表される加工曲面と前記工具の形状を表す工具データによって表される工具の輪郭との接触点を前記指令点ごとに求めて、前記工具姿勢の修正によって生じる前記接触点からの前記工具の輪郭のずれを算出した結果を基に前記工具中心の位置を修正し、
修正された前記工具経路データに基づく数値制御を実行することを特徴とする数値制御装置。 A numerical control device that executes numerical control based on tool path data representing a movement path of the tool with respect to a machining object machined using a tool.
The tool path data is data that represents the position of the center of the tool and includes a command point associated with the tool posture at the position.
A correction target extraction unit that extracts command points determined to be correction targets from the tool path data based on the movement amount of the tool center and the change amount of the tool posture at adjacent command points in the movement path.
The tool at each command point within a defined range including the command point extracted by the correction target extraction unit with reference to the machining shape data representing the target machining shape in machining the machining object. A tool path data correction unit that corrects the center position and the tool posture, and
With
The tool path data correction unit obtains a contact point between the machining curved surface represented by the machining shape data and the contour of the tool represented by the tool data representing the shape of the tool for each command point, and obtains the tool posture. The position of the center of the tool is corrected based on the result of calculating the deviation of the contour of the tool from the contact point caused by the correction of.
A numerical control device comprising performing numerical control based on the modified tool path data.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018138693 | 2018-07-24 | ||
JP2018138693 | 2018-07-24 | ||
PCT/JP2019/016659 WO2020021793A1 (en) | 2018-07-24 | 2019-04-18 | Tool path correction device, tool path correction method, and numerical control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020021793A1 JPWO2020021793A1 (en) | 2021-03-11 |
JP6884283B2 true JP6884283B2 (en) | 2021-06-09 |
Family
ID=69180399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020532163A Active JP6884283B2 (en) | 2018-07-24 | 2019-04-18 | Tool path correction device, tool path correction method and numerical control device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6884283B2 (en) |
CN (1) | CN112470089B (en) |
DE (1) | DE112019003702T5 (en) |
WO (1) | WO2020021793A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7504687B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-06-24 | 株式会社日立製作所 | Cutting support system |
KR102347462B1 (en) * | 2020-08-03 | 2022-01-04 | 단국대학교 산학협력단 | Tool path smoothing method for machine tools |
WO2023135762A1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-07-20 | ファナック株式会社 | Control device, teaching device, and mechanical system |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04259012A (en) * | 1991-02-13 | 1992-09-14 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
DE4331253A1 (en) * | 1993-09-15 | 1995-03-16 | Blohm Maschinenbau Gmbh | Method for producing a profile on a workpiece |
JP3344811B2 (en) * | 1994-03-03 | 2002-11-18 | 株式会社牧野フライス製作所 | Tool path data generation method |
JP2003256010A (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-10 | Mazda Motor Corp | Control method and control device of machine tool, program of causing computer to execute its control, and computer readable storage media storing program |
JP4467625B2 (en) * | 2008-03-31 | 2010-05-26 | 三菱電機株式会社 | Numerical control apparatus and numerical control method |
JP5693086B2 (en) * | 2010-08-19 | 2015-04-01 | キヤノン株式会社 | Processing method and processing apparatus |
EP2634659B1 (en) * | 2010-10-26 | 2016-11-30 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Method and device for generating tool path |
JP5417391B2 (en) * | 2011-07-29 | 2014-02-12 | 新日本工機株式会社 | Numerical controller |
JP6012560B2 (en) * | 2013-08-07 | 2016-10-25 | 三菱電機株式会社 | Numerical controller |
JP6440725B2 (en) * | 2014-09-30 | 2018-12-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | Feed axis control method and numerical control machine tool |
JP6644630B2 (en) * | 2016-05-10 | 2020-02-12 | Dmg森精機株式会社 | Machining program processing device and multi-axis machine equipped with the same |
WO2018122986A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 三菱電機株式会社 | Processing program analysys device |
-
2019
- 2019-04-18 JP JP2020532163A patent/JP6884283B2/en active Active
- 2019-04-18 DE DE112019003702.1T patent/DE112019003702T5/en active Pending
- 2019-04-18 WO PCT/JP2019/016659 patent/WO2020021793A1/en active Application Filing
- 2019-04-18 CN CN201980048211.3A patent/CN112470089B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112470089A (en) | 2021-03-09 |
DE112019003702T5 (en) | 2021-04-08 |
JPWO2020021793A1 (en) | 2021-03-11 |
CN112470089B (en) | 2024-05-03 |
WO2020021793A1 (en) | 2020-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6884283B2 (en) | Tool path correction device, tool path correction method and numerical control device | |
JP6257796B2 (en) | Tool path generation method and machine tool | |
JP6249936B2 (en) | Method and system for generating trajectories | |
JP5615377B2 (en) | Tool path generation method and generation apparatus | |
Ho et al. | Five-axis tool orientation smoothing using quaternion interpolation algorithm | |
US20130317646A1 (en) | Robot program changing device | |
CN109213083B (en) | Ruled surface processing path generation method, device and equipment | |
US10112304B2 (en) | Robot programming apparatus for teaching machining operation to robot | |
JP6242539B1 (en) | Numerical controller | |
WO2019160507A1 (en) | Method and system for additive manufacturing | |
CN111176210B (en) | Numerical controller, machining path setting method, and computer-readable medium storing program | |
EP3137955A2 (en) | Beam tool pathing for 3d compound contours using machining path surfaces to maintain a single solid representation of objects | |
CN111659766B (en) | Correction method and correction device applied to workpiece hole making position | |
US20100156936A1 (en) | Deformation method of analysis model and computer | |
JP2011183528A (en) | Automatic programming device and operation program thereof | |
JP7061013B2 (en) | Path correction method and control device for multi-axis machine | |
CN109648563A (en) | Serial manipulator motion control method and computer storage medium | |
JP6000496B1 (en) | Numerical controller | |
US20170285615A1 (en) | Modelling method and system | |
JP7041660B2 (en) | Tool path generation method, tool path generation device and machine tool control device | |
JP2018533127A (en) | Method, controller, machine and computer program for providing a travel profile | |
KR20120125879A (en) | method for controlling continuous movement of tool | |
WO2014050246A1 (en) | Processing system, numerical control data generation device and numerical control data generation method | |
JP6021690B2 (en) | Numerical controller | |
CN116985136B (en) | Quaternion-based mechanical arm node attitude speed look-ahead control method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200902 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200902 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210413 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210511 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6884283 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |