JPH0631591A - Ｎｃ加工用工具移動経路の作成方法 - Google Patents

Ｎｃ加工用工具移動経路の作成方法

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JPH0631591A
JPH0631591A JP4186628A JP18662892A JPH0631591A JP H0631591 A JPH0631591 A JP H0631591A JP 4186628 A JP4186628 A JP 4186628A JP 18662892 A JP18662892 A JP 18662892A JP H0631591 A JPH0631591 A JP H0631591A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣ加工機において、大径工具による加工後
に、該拡大工具の削り残し領域を小径工具によって加工
する際に、人間工数を大幅に削減でき、かつ加工時間も
短縮できるＮＣ加工用工具経路の作成方法を提供する。 【構成】 所定ピッチをもって作成された大径小工具軌
跡Ｑのそれぞれについて、大径工具の削り残し部位Ｄを
特定し、各削り残し部位Ｄを小径工具によって大径工具
軌跡Ｑと同一方向に加工する場合の小径工具軌跡を基準
軌跡Ｓとして各削り残し部位Ｄについて求める。次に各
基準軌跡Ｓをその軌跡方向に沿って所定の同一分割数を
もって等分割し、隣接する基準軌跡Ｓの対応する分割点
を順次直線で連結し、この連結によって得られた経路
を、削り残し領域における小径工具の移動経路とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＣＡＤによって
作成された３次元形状データに基づいて、ＮＣ（数値制
御）加工機で加工を行なう場合の工具移動経路の作成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータを使用してＮＣ工作
機械の加工指令を行なう自動プログラミングシステムが
発達してきている。
【０００３】例えば、複雑な曲面を有するプレス金型等
をＮＣ加工する場合においても、せっこうモデル等を用
いずに、ＣＡＤデータから作成されたＮＣデータを用い
てワークの表面を直接加工している。
【０００４】このようなＮＣ加工用工具として、ボール
エンドミルを用いる場合、図10に示すように、大径工具
（半径Ｒ）１本で加工するとコーナー部に大径工具では
削れない部位（削り残し領域）が残り、後工程で、手仕
上げが必要となり、精度低下や手仕上げ工数の増大につ
ながる。また、これとは反対に、上記コーナー部を削る
ことができる小径工具１本で加工を行なうと、送り速度
を大幅に低減させる必要があり、加工時間が膨大にな
り、実用的でない。
【０００５】そこで、例えば特開平3-62204 号公報に開
示されているように、大径工具による加工後に、該大径
工具の削り残し領域を、順次小径となる複数本の小径工
具を用いて加工することが行なわれている。このため、
大径工具のための工具軌跡データの作成に併せて、小径
工具のための工具軌跡データの作成とが必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に互いに径の異なる複数本の工具を用いてＮＣ加工を行
なう場合に従来は、図11に示すように、小径工具（半径
ｒ）についても、ワークの加工形状面の全体に亘る工具
軌跡データを作成し、次に図12(a) に示すように、図面
を読みながら削り残し領域を判定して、その領域を加工
面の曲面形状に近似した折れ線で表示した後、削り残し
領域以外の工具軌跡データをトリムして、図12(b) に示
すような、大径工具軌跡と同一方向の小径工具軌跡デー
タをコンピュータから出力していた。
【０００７】したがって、工具軌跡データ作成のための
コンピュータによる計算に多くの時間を必要とするのみ
でなく、データ量も膨大となるために、大容量のメモリ
を必要とする問題があった。
【０００８】また、削り残し領域の判定およびその領域
の折れ線による表示、ならびに不要な工具軌跡のトリム
等の人間による編集作業に多くの時間を要し、かつこの
ような編集作業によって精度が低下する欠点があった。
【０００９】さらに、削り残し領域は、大径工具の工具
軌跡方向に対して直角方向の細長い領域として形成され
るため、小径工具の工具軌跡が短い経路の小刻みな反復
となってしまうため、多大の加工時間を必要とする欠点
もあった。
【００１０】このような事情に鑑み、本発明は、大径工
具の削り残し領域を小径工具によって加工する場合の人
間工数を大幅に削減でき、かつ加工時間も短縮できるＮ
Ｃ加工用工具の移動経路の作成方法を提供することを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によるＮＣ加工用
工具移動経路の作成方法は、所定ピッチをもって作成さ
れた大径工具軌跡のそれぞれについて、大径工具の削り
残し部位を大径工具軌跡方向に特定し、各削り残し部位
を小径工具によって大径工具軌跡と同一方向に加工する
場合の小径工具軌跡を基準軌跡として各削り残し部位に
ついて求め、各基準軌跡をその軌跡方向に沿って所定の
同一分割数をもって等分割し、隣接する基準軌跡のみ対
応する分割点を順次直線で連結し、この連結によって得
られた経路を、削り残し領域における小径工具の移動経
路とすることを特徴とするものである。
【００１２】本発明の１つの態様によれば、隣接する基
準軌跡の端点を順次直線で連結した経路の屈折角度が所
定角度を超える場合に、該経路の屈折角度を低減させる
補正処理を施し、しかる後に仮想工具軌跡の分割を行な
うようにしている。
【００１３】また、大径工具の削り残し部位の特定は下
記のような手順で行なっている。
【００１４】すなわち、各大径工具軌跡を含みワークの
加工形状面に垂直な面上において、大径工具の半径を半
径とし該大径工具の工具軌跡構成点を中心として描いた
円周が加工形状面と２点で接触するとき、この円周の中
心から接触点に向う２本のベクトル間の領域を、大径工
具の削り残し部位と特定している。
【００１５】さらに、各基準軌跡を所定の同一分割数を
もって分割する場合の分割数は、基準軌跡のうちのもっ
とも長いものを基準として設定している。
【００１６】
【作用および効果】本発明によれば、小径工具軌跡デー
タの作成に際して、自動的に削り残し部位を特定して、
その削り残し部位のみに限定した、すなわち、必要最小
限の範囲のみに限定した工具軌跡データを発生させてい
るから、コンピュータによるデータ作成時間が大幅に短
縮され、かつ人間工数も大幅に削減できる。
【００１７】また、大径工具の削り残し領域は、大径工
具の工具軌跡に対してほぼ直角方向に細長く形成される
ものであるが、本発明によれば、小径工具の移動経路
を、細長い削り残し領域の長手方向に沿った経路に変換
しているから、加工時の切削負荷が小さく、かつほぼ一
定となり、これによって加工時間を短縮できる。
【００１８】さらに、小径工具の移動経路をそれがより
滑らかになるように補正することによって、小径工具に
よる加工が容易になる利点もある。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００２０】図１は、大径工具軌跡から、大径工具の削
り残し領域を特定して、基準軌跡を作成する方法を示す
説明図である。
【００２１】図１において、ワークの加工形状面Ｗに沿
った大径工具軌跡Ｑを含み形状面Ｗに垂直な面上におい
て、大径工具の半径Ｒ（例えばＲ＝25mm）を半径とし、
大径工具の軌跡構成点Ｏを中心として円を描き、その円
周が加工形状面Ｗと２点Ｐ１，Ｐ２で接触するとき、点
Ｏから接触点Ｐ１，Ｐ２に向う２本のベクトル（法線）
Ｎ１，Ｎ２の間の領域を、大径工具の削り残し部位Ｄと
特定する。
【００２２】そして、上記削り残し部位Ｄを、半径ｒ
（例えばｒ＝10mm）の小径工具を用いて大径工具軌跡Ｑ
と同一方向に加工する場合、小径工具軌跡データをベク
トルＮ１，Ｎ２上の点Ｐｓ，Ｐｅ間に発生させて、これ
を基準軌跡Ｓとする。
【００２３】このような基準軌跡Ｓを各大径工具軌跡に
沿ってそれぞれ求め、これら基準軌跡群の端点を通る３
次曲線で囲まれた範囲内で、小径工具軌跡データを発生
させる。
【００２４】図２は、このようにして求めた大径工具の
削り残し領域Ｍを単純化して模式的に示したもので、Ｓ
１〜Ｓ８が基準軌跡である。
【００２５】図３は本発明が適用されるプレス金型の加
工形状面を示す斜視図で、図４の平面図においてＸＹ方
向に一定のピッチで引いた線によって、上記金型の加工
形状面Ｗ上に上記基準軌跡Ｓが細かいピッチの線で描か
れている。
【００２６】図５および図６は、それぞれ図４のＡ−Ａ
線、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図を示す。この場合、図５で
は、加工形状面Ｗ、大径工具軌跡Ｑおよび基準軌跡Ｓが
それぞれサフィックスＡを付して示してあり、同様に図
６では、それぞれサフィックスＢを付して示してある。
そて図７は図５および図６の一部分をＸ方向に重ね合せ
た拡大断面図を示す。
【００２７】図７から明らかなように、基準軌跡ＳA ，
ＳB の長さが互いに異なり、また端点の位置もずれてい
るが、図２に示した模式図は、このようにＸ方向に連続
する同一削り残し領域内で削り残し部位の幅が互いに異
なることをあらわしているのである。
【００２８】上述のような手法を用いて大径工具の削り
残し部位を特定し、かつ基準軌跡Ｓ１〜Ｓ８を各削り残
し部位について求めた後、図２に破線で示すように、隣
接する基準軌跡の端点を順次直線で連結した経路Ｌ１，
Ｌ２の屈折度合を判定し、屈折度合が所定以上の場合に
は補正を施して、端点間を結ぶ経路をより滑らかにす
る。
【００２９】すなわち、図８(a) に示すように、隣接す
る３本の基準軌跡（例えばＳ３〜Ｓ５）の端点間を連結
した経路Ｌ１の屈折角度が所定角度θを超える場合に
は、屈折角度がθになるように基準軌跡（例えばＳ４）
を補正し、あるいは図８(b) に示すように、ある基準軌
跡（例えばＳ３）と１つ先の基準軌跡（例えばＳ５）と
を結ぶ直線と、中間基準軌跡（例えばＳ４）の端点との
距離が所定距離ｄを超える場合に、上記距離が所定距離
ｄとなるように基準軌跡（例えばＳ４）を補正する。
【００３０】次に、基準軌跡群Ｓ１〜Ｓ８のうちのもっ
とも長い基準軌跡（例えばＳ４）を選別し、この基準軌
跡を、図９に示すように、小径工具の加工ピッチをもっ
て軌跡方向に等分割する（図９では５分割）。さらに、
残りの基準軌跡（例えばＳ１〜Ｓ３およびＳ５〜Ｓ８）
についても、同一分割数（この場合５）をもって等分割
し、隣接する基準軌跡の対応する分割点を順次直線で連
結して経路Ｖ１〜Ｖ６を得る。
【００３１】このようにして得られた経路Ｖ１〜Ｖ６を
削り残し領域Ｍにおける小径工具の移動経路とする。す
なわち、経路Ｖ１〜Ｖ６は、削り残し領域Ｍにおける基
準軌跡Ｓ１〜Ｓ８を削り残し領域Ｍの長手方向に変換し
た工具軌跡データによってあらわされることになる。
【００３２】このように本実施例では、コンピュータに
より小径工具の工具軌跡データを算出するときに、削り
残し部位を自動的に特定して、その部位だけに工具軌跡
データを発生させ、かつその工具軌跡データを滑らかに
揃えて、削り残し領域Ｍの長手方向に変換しているか
ら、工具軌跡編集に要する人間工数を大幅に削減でき
る。
【００３３】また、上記削り残し領域Ｍを小径工具によ
って加工する場合の加工時間が、基準軌跡Ｓ１〜Ｓ８に
沿って加工する場合に比較して短縮され、さらに小径工
具の切削負荷も小さく、かつほぼ一定になる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において、大径工具の削り残し
領域を特定して、基準軌跡を作成する方法の説明図
【図２】大径工具の削り残し領域における基準軌跡を示
す模式図
【図３】本発明を適用して切削されるプレス金型の加工
形状面を示す斜視図
【図４】同平面図
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図７】図５および図６の一部分をＸ方向に重ね合せた
拡大断面図
【図８】小径工具軌跡データの補正方法の説明図
【図９】小径工具の移動経路の作成方法の説明図
【図１０】大径工具の工具軌跡を示す断面図
【図１１】従来の方法における小径工具の工具軌跡を示
す断面図
【図１２】従来の小径工具の工具軌跡データの作成方法
を示す説明図
【符号の説明】
Ｄ 削り残し部位 Ｍ 削り残し領域 Ｑ 大径工具軌跡 Ｓ 基準軌跡 Ｖ１〜Ｖ６ 小径工具の工具移動経路 Ｗ 加工形状面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 貴則 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大径工具による加工後に、該大径工具の
    削り残し領域を小径工具によって加工するためのＮＣ加
    工用工具軌跡データの作成方法であって、 所定ピッチをもって作成された大径工具軌跡のそれぞれ
    について、前記大径工具の削り残し部位を前記大径工具
    軌跡方向に特定し、 各削り残し部位を小径工具によって前記大径工具軌跡と
    同一方向に加工する場合の小径工具軌跡を基準軌跡とし
    て各削り残し部位について求め、 各基準軌跡をその軌跡方向に沿って所定の同一分割数を
    もって等分割し、 隣接する前記基準軌跡の対応する分割点を順次直線で連
    結し、 該連結によって得られた経路を、前記削り残し領域にお
    ける前記小径工具の移動経路とすることを特徴とするＮ
    Ｃ加工用工具移動経路の作成方法。
  2. 【請求項２】 隣接する前記基準軌跡の端点を順次直線
    で連結した経路の屈折角度が所定角度を超える場合に、
    該経路の屈折角度を低減させる補正処理を施し、しかる
    後に前記基準軌跡の分割を行なうことを特徴とする請求
    項１記載のＮＣ加工用工具移動経路の作成方法。
  3. 【請求項３】 各大径工具軌跡を含みワークの加工形状
    面垂直な面上において、前記大径工具の半径を半径とし
    該大径工具の工具軌跡構成点を中心として描いた周縁が
    前記加工形状面と２点で接触するとき、該円周の中心か
    ら前記接触点に向う２本のベクトル間の領域を、前記大
    径工具の削り残し部位と特定することを特徴とする請求
    項１記載のＮＣ加工用工具移動経路の作成方法。
  4. 【請求項４】 前記基準軌跡のうちのもっとも長いもの
    を基準として、該基準軌跡の分割数を設定することを特
    徴とする請求項１記載のＮＣ加工用工具移動経路の作成
    方法。
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