JPH04133104A - 加工面評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 金属、セラミックスおよびプラスチック材料などの曲面
加工面の評価に係り、とくに誤差の要因を分析して、シ
ミュレーションにより、要求面と加工面との誤差をビジ
ュアルに検証せしめる加工面評価方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、精密工学会誌第５４巻第５号、　１９８８年５月
。

ρＰ１６７−１７２に記載されているように、曲面加工
方法においては、種々の方法が提案され、ＣＡＭシステ
ムの開発・実用化がされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ＮＣ工作機械の駆動分解能が１μｍとなって久
しいが、現実の加工においては、その加工精度が１μｍ
を満足しているとは限らない。特に曲面を対象とした場
合には、工具径路生成法や形状測定法に問題があり、加
工面の形状評価法は確立されていない。

本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、加工
面を精度良く評価する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、加工における形状
生成に関する誤差を加工面評価の観点から３種類に分類
したことに特徴がある。さらに本発明では、計算機処理
で予め予測可能な誤差要因を明確にすることにより、誤
差がソフトウェア側で生成されたものか、或いは実加工
において発生したものかを分離して評価することができ
る特徴がある。また加工シミュレータの工具移動包絡体
の集合演算処理によって、加工予測可能形状と実際の加
工形状との加工誤差を表示することができる特徴がある
。

〔作用〕

加工面評価の観点から、機械加工における形状生成に関
する誤差を分類することにより、ソフトウェアで生成さ
れる誤差であるのか或いは実加工において生成される誤
差であるのかを明確にして評価できる。また新しい加工
面の評価法として、要求形状から逆オフセツト操作によ
って生成されるオフセット面を用いて加工シミュレーシ
ョンを行い加工予測形状を生成することにより、加工予
測形状と要求形状、或いは実加工形状との誤差比較を行
うことのできる方法を確立した。これによって機械加工
における加工面の統一的評価法を確立することができる
ことになる。

［実施例〕 以下に、本発明の実施例を、第２図〜第９図に基づいて
説明する。まず、加工における形状生成に関する誤差を
以下の３種類に分類して、加工面評価の観点により論述
する。

１、工具径による形状誤差 第７図に示すように、要求形状が工具半径より小さい隅
Ｒを有している際に生ずる削り残しによる形状誤差であ
る。これは工具干渉を避けるためにはこの誤差を消滅さ
せることはできない。したがって、要求形状に対してこ
の誤差を付加した形状が加工可能形状であり、機械加工
における理想加工形状であるといえる。

２、ビックフィードによる加工誤差 第８図に示すように１点接触工具による面加工の場合、
かならずピックフィールドによる横送りが必要となり、
フィードマークにみられる形状誤差を生ずる。この誤差
は解析的に求めることが可能であり、工具半径とビック
フィードの関係から決定される。

３、工具径路生成による加工誤差 工具径路生成時に使用するＣＬ　（Ｃｕｔｔｅｒ　　Ｌ
。

ｃａｔｉｏｎ　）データのミス、オフセット面の生成誤
差。

工具干渉の発生、ＮＣテープ作成時のミス等により発生
する誤差であり、大きなミス以外に事前に確認すること
は困難である。

以上の外に、工作機械への被削材の取り付は誤差、工作
機械の駆動誤差２人為的ミス等があるが。

本発明では取り扱わないこととする。上記１〜３に分類
された誤差は、評価の基準として許容できる誤差である
。

一般に加工面の評価は要求形状と加工形状の形状誤差量
を用いて行うのが、妥当な方法である。

しかしながら与えられた要求形状から加工、形状評価ま
での過程にはオフセット面の生成、工具径路の生成、加
工条件の設定、ＮＣ加工、測定等があり、それぞれの過
程において誤差発生の要因を含んでいる。要求形状と加
工形状との単純な形状誤差比較においてはその誤差要因
の識別は困難である。本発明においては加工面の評価法
として、計算機処理で予め予測可能な誤差要因を明確に
したことから、誤差がソフトウェア側で生成したものか
、或いは実加工において発生したものかを分離して評価
できる。第１図に本発明の評価法と従来法とを比較して
示す。各形状間は変換処理または評価法により結合され
ている。本発明による評価法では要求形状から逆オフセ
ツト操作により生成されたオフセット面を用いて作成さ
れた工具径路データに対して加工シミュレーションを行
い、格子空間を用いて加工予測形状を生成する。この生
成処理は計算機メモリ内で行われる。この形状には前述
の加工誤差要因１，２．３が含まれているため、機械加
工で要求される理想形状であるといえる。この加工予測
形状と要求形状との誤差比較によって、ソフトウェアで
生成された加工情報が原因で誤差が生じた場合の評価を
行うことができる。更に加工予測形状と実加工形状とを
形状測定データをもとに評価する。一般に実加工形状の
測定は倣い測定を含め接触プローブを用いることが多い
が、第９図に示すように測定点はプローブ中心点であり
、接触点を何らかの方法で算出する必要がある。その接
触点位置が誤っていると測定誤差の要因ともなる。した
がって本実施例ではプローブ径の補正を必要としないレ
ーザによる非接触距離センサを用いた形状測定を採用す
る。これにより加工予測形状を記憶する格子点の座標を
直接、測定することが可能となり、その誤差比較が簡便
となる。

本発明を実施するための加工シミュレータは工具移動包
絡体の集合演算処理を利用して行う。すなわち、ＮＣ指
令の移動ステップに対応した工具移動包絡体を２つの半
球と円筒とから生成し、それと計算機メモリ空間に設定
した格子と工具移動包絡体との交点計算により第２図に
示した加工予測点とオフセット面とのＺ方向の差分情報
を記憶することにより処理する。その処理手順を第２図
に示す。計算機メモリ内にＺ座標値を記憶する格子配列
を設定し加工素材に相当するＺ値を初期化する。つづい
てＮＣ指令に相当する２つの工具中心点から工具移動包
絡体（オフセット面）を求め、それと交叉する格子にお
いて、交点計算からＺの最小座標値を記憶する。この操
作をＮＣ指令のすべてに対して行う。最終的にそのＺの
最小座標値の格子配列はその位置における加工予測形状
加工面の２座標値を正確に記憶している。

自由曲面形状に対して逆オフセツト操作によるオフセッ
ト面の生成、工具径路の生成、加工シミュレーションを
経て、計算機空間において加工面評価を行った例を示す
。第３図は要求モデル形状、第４図は工具径路、第５図
は加工予測形状の加工形状、第６図は加工予測形状と要
求モデル形状との形状誤差を格子位置におけるＺ方向の
差（１０倍に拡大）として表現したものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、加工面を精度良く評価できるという効
果がある。また、ソフトウェア側で生じた誤差なのか、
実加工時に生じた誤差なのかを判断できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る加工面評価法の考え方を示した図
、第２図は加工シミュレーションの原理図、第３図は実
験に使用した要求モデルとしての自由曲面形状を示す図
、第４図は工具径路を示す図、第５図は加工予測形状を
示す図、第６図はシミュレーション結果からの加工誤差
を示した図、第７図は工具半径による加工誤差を示した
図、第８図はビックフィードによる加工誤差を示した図
、第９図は実加工形状の測定方法を示す図である。 第　１　区 躬 圀 第 η 第 肥 第 斗 乙 第 図 第 国 オ 躬 η ＃Ｅ阻ブローフ゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械加工によって生成された加工面を対象とした加
   工面評価方法において、加工面の形状誤差をソフトウェ
   アに依存するものと実加工に依存するものとに分類して
   加工面を評価することを特徴とする加工面評価方法。 ２、請求項１記載の加工面において、予め予測可能な誤
   差要因を明確にし、計算機空間内で、その誤差を表現さ
   せることを特徴とする加工面評価方法。 ３、請求項２記載の加工面において、格子空間内で、工
   具移動包絡体を用いてシミュレーションによって加工面
   の評価を行わせることを特徴とする加工面評価方法。