JPH07185997A - 加工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法 - Google Patents
加工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法Info
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- JPH07185997A JPH07185997A JP5337820A JP33782093A JPH07185997A JP H07185997 A JPH07185997 A JP H07185997A JP 5337820 A JP5337820 A JP 5337820A JP 33782093 A JP33782093 A JP 33782093A JP H07185997 A JPH07185997 A JP H07185997A
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- Japan
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- cutting
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- cutter
- machining
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
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- 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
- G05B19/4097—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 using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
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- 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
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49365—Minimise noncutting area, tool travel, eliminate air cutting
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- 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
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
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Abstract
(57)【要約】
【目的】最適なカッタの組み合わせを設定し、加工時間
を短縮できる加工工具制御装置を提供する。 【構成】被切削物２の切削面を工具１１で切削したとき
の削り残しデータを出力する手段７と、削り残しデータ
に基づいて、切削面の状態を判断する切削面判断手段
と、切削面判断手段の判断に基づいて、切削面に使用す
る工具を選択する選択手段と、選択された工具の種類に
基づいて、工具の切削経路を演算する演算手段１０を備
え、この演算手段は、削り残しデータと工具１１の選択
順序と切削経路を演算した結果を記憶する手段１２とに
より、最短となる切削経路を学習することを特徴とする
加工工具制御装置。
を短縮できる加工工具制御装置を提供する。 【構成】被切削物２の切削面を工具１１で切削したとき
の削り残しデータを出力する手段７と、削り残しデータ
に基づいて、切削面の状態を判断する切削面判断手段
と、切削面判断手段の判断に基づいて、切削面に使用す
る工具を選択する選択手段と、選択された工具の種類に
基づいて、工具の切削経路を演算する演算手段１０を備
え、この演算手段は、削り残しデータと工具１１の選択
順序と切削経路を演算した結果を記憶する手段１２とに
より、最短となる切削経路を学習することを特徴とする
加工工具制御装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、大型かつ複雑
な形状の金型等をカッタで切削加工する際に用いる加工
工具の制御装置に関するものである。
な形状の金型等をカッタで切削加工する際に用いる加工
工具の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、複雑な形状の金型等をカッタ
で切削加工する際に用いる加工工具の制御装置が多く提
案されている。例えば、被切削物（ワーク）の形状に応
じて使用する治具を選択し、加工工具の移動経路をワー
クの形状に対応した最適で最小限の範囲とするものであ
る（特開平２ー１１５９７８号に開示）。
で切削加工する際に用いる加工工具の制御装置が多く提
案されている。例えば、被切削物（ワーク）の形状に応
じて使用する治具を選択し、加工工具の移動経路をワー
クの形状に対応した最適で最小限の範囲とするものであ
る（特開平２ー１１５９７８号に開示）。
【０００３】また、その他の従来技術としては、あらか
じめ加工図面からワークにおける全加工範囲の最大高さ
を読み取り、この最大高さをセットポイントとして一種
類毎に工具を加工面に下降させて所定の工具切削経路
（カッタパス）に沿って加工面を加工した後、一旦、セ
ットポイントまで工具を戻し、工具を次の加工面の対向
する上方の位置へ移動させた後、この工具を加工させ所
定のカッタパスに沿って加工面を加工する方法がある。
じめ加工図面からワークにおける全加工範囲の最大高さ
を読み取り、この最大高さをセットポイントとして一種
類毎に工具を加工面に下降させて所定の工具切削経路
（カッタパス）に沿って加工面を加工した後、一旦、セ
ットポイントまで工具を戻し、工具を次の加工面の対向
する上方の位置へ移動させた後、この工具を加工させ所
定のカッタパスに沿って加工面を加工する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される従来例において、まず前者の従来例で
は、治具を選択するだけで切削する際の限界位置は、操
作者が実際に目で判断しているため、切削加工面の加工
バラツキが多いという問題点があった。また、後者の技
術においては、工具を各加工エリアに移動させるだけで
あり、複数の種類の工具を自動的に制御できる構成では
なく、工具を各切削面毎に設定し直す必要があり、その
分加工時間が長くなるという問題点があった。
ように構成される従来例において、まず前者の従来例で
は、治具を選択するだけで切削する際の限界位置は、操
作者が実際に目で判断しているため、切削加工面の加工
バラツキが多いという問題点があった。また、後者の技
術においては、工具を各加工エリアに移動させるだけで
あり、複数の種類の工具を自動的に制御できる構成では
なく、工具を各切削面毎に設定し直す必要があり、その
分加工時間が長くなるという問題点があった。
【０００５】従って、本発明の加工工具制御装置は、上
記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、最適なカッタの組み合わせを設定し、加工時
間を短縮できる加工工具制御装置を提供することであ
る。
記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、最適なカッタの組み合わせを設定し、加工時
間を短縮できる加工工具制御装置を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の加工工具制御装置は、被
切削物の切削面を工具で切削したときの削り残しデータ
を出力する手段と、前記削り残しデータに基づいて、該
切削面の状態を判断する切削面判断手段と、前記切削面
判断手段の判断に基づいて、前記切削面に使用する工具
を選択する選択手段と、前記選択された工具の種類に基
づいて、該工具の切削経路を演算する演算手段を備える
ことを特徴としている。
的を達成するために、本発明の加工工具制御装置は、被
切削物の切削面を工具で切削したときの削り残しデータ
を出力する手段と、前記削り残しデータに基づいて、該
切削面の状態を判断する切削面判断手段と、前記切削面
判断手段の判断に基づいて、前記切削面に使用する工具
を選択する選択手段と、前記選択された工具の種類に基
づいて、該工具の切削経路を演算する演算手段を備える
ことを特徴としている。
【０００７】また、前記演算手段は、前記削り残しデー
タと工具の選択順序と前記切削経路を演算した結果を記
憶する手段とにより、最短となる切削経路を学習するこ
とを特徴としている。また、前記学習結果に基づいて、
次の切削のための各カッタ径の組み合わせを決定するこ
とを特徴としている。
タと工具の選択順序と前記切削経路を演算した結果を記
憶する手段とにより、最短となる切削経路を学習するこ
とを特徴としている。また、前記学習結果に基づいて、
次の切削のための各カッタ径の組み合わせを決定するこ
とを特徴としている。
【０００８】
【作用】以上のように、この発明に係わる加工工具制御
装置は構成されているので、切削面の状態を判断して最
適なカッタの組み合わせをあらかじめ設定しておくこと
によって、加工時間を短縮できる加工工具制御装置を提
供できる。
装置は構成されているので、切削面の状態を判断して最
適なカッタの組み合わせをあらかじめ設定しておくこと
によって、加工時間を短縮できる加工工具制御装置を提
供できる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。図１は、本実施例の加工工具
制御装置を示すブロック図である。また、図２は、本実
施例で用いるカッタを示す図である。図１と図２におい
て、形状データ作成部１は、ワーク２（本来、ワーク２
は複雑な形状を有する自由曲面であるが、本実施例にお
いては、便宜上切削部分の一部を示すのみとした）の加
工面の形状データを作成する。エリアマップ作成部３
は、被切削物の形状データを格子状の複数のエリアｅに
分割し、各エリアｅにおける形状の最高突出値Ｚを夫々
記憶したエリアマップを作成する（図１０参照）。ま
た、このエリアマップは、メモリに記憶されると共に、
格子の大きさはワークの大きさに対応して設定されるも
のである。抽出部４は、前加工面１３の工具切削経路Ｃ
Ｐ１の終点１３ｅと次加工面１４の工具切削経路ＣＰ２
の始点１４ｓとを求めて、この始点と終点とを結ぶ工具
の移動範囲１６に対応するエリアを抽出する（図４中の
エリアｅ１〜ｅ６）。算出部５は、抽出部４で抽出され
たエリアの最高突出値を算出すると共に、算出された値
を工具移動経路の最大上昇位置に設定する。ＮＣデータ
作成部６は、前述の各データに基づいて、数値制御する
ためのＮＣ制御データを作成する。ＮＣデータ作成部６
で作成されたワーク２の全加工範囲におけるデータは、
データ格納部であるフロッピディスク７に格納される。
また、以上説明した各構成要素１〜６は、周知のＣＡＤ
／ＣＡＭ、プログラム装置を用いて実現できるものであ
る。
参照して詳細に説明する。図１は、本実施例の加工工具
制御装置を示すブロック図である。また、図２は、本実
施例で用いるカッタを示す図である。図１と図２におい
て、形状データ作成部１は、ワーク２（本来、ワーク２
は複雑な形状を有する自由曲面であるが、本実施例にお
いては、便宜上切削部分の一部を示すのみとした）の加
工面の形状データを作成する。エリアマップ作成部３
は、被切削物の形状データを格子状の複数のエリアｅに
分割し、各エリアｅにおける形状の最高突出値Ｚを夫々
記憶したエリアマップを作成する（図１０参照）。ま
た、このエリアマップは、メモリに記憶されると共に、
格子の大きさはワークの大きさに対応して設定されるも
のである。抽出部４は、前加工面１３の工具切削経路Ｃ
Ｐ１の終点１３ｅと次加工面１４の工具切削経路ＣＰ２
の始点１４ｓとを求めて、この始点と終点とを結ぶ工具
の移動範囲１６に対応するエリアを抽出する（図４中の
エリアｅ１〜ｅ６）。算出部５は、抽出部４で抽出され
たエリアの最高突出値を算出すると共に、算出された値
を工具移動経路の最大上昇位置に設定する。ＮＣデータ
作成部６は、前述の各データに基づいて、数値制御する
ためのＮＣ制御データを作成する。ＮＣデータ作成部６
で作成されたワーク２の全加工範囲におけるデータは、
データ格納部であるフロッピディスク７に格納される。
また、以上説明した各構成要素１〜６は、周知のＣＡＤ
／ＣＡＭ、プログラム装置を用いて実現できるものであ
る。
【００１０】図１に示すＣＰＵ１０は、データ格納部７
に格納された各情報を入力されると、ＲＯＭ８に格納さ
れたプログラムにしたがって、カッタ１１を駆動制御す
る。また、ＲＡＭ１２は、Ｘ位置データ、Ｙ位置デー
タ、Ｚ位置データからなる数値データをＮＣ制御の際の
原点（０、０、０）からの距離によってセットポイント
のデータ等を記憶する。また、マニシングセンタ９は、
ＣＰＵ１０からの指示に従ってカッタ１１を制御する加
工機である。更に、ＣＰＵ１０は、後述するカッタ径の
種類と切削面の形状を表すデータに基づいて、対応する
カッタ径の組み合わせと、最短のカッタパス（切削でき
る限界位置）を演算する。
に格納された各情報を入力されると、ＲＯＭ８に格納さ
れたプログラムにしたがって、カッタ１１を駆動制御す
る。また、ＲＡＭ１２は、Ｘ位置データ、Ｙ位置デー
タ、Ｚ位置データからなる数値データをＮＣ制御の際の
原点（０、０、０）からの距離によってセットポイント
のデータ等を記憶する。また、マニシングセンタ９は、
ＣＰＵ１０からの指示に従ってカッタ１１を制御する加
工機である。更に、ＣＰＵ１０は、後述するカッタ径の
種類と切削面の形状を表すデータに基づいて、対応する
カッタ径の組み合わせと、最短のカッタパス（切削でき
る限界位置）を演算する。
【００１１】（工具制御データ作成）次に、形状データ
作成部１で作成されるワークの形状に基づく加工工具制
御データ作成手順について説明する。図３に示すよう
に、被切削物を工具で切削加工する際に、被切削物の凹
部となる部分Ｉは削り残し部分として残ってしまう。こ
の削り残し部分を僅かでも減少させ、かつ加工時間の短
縮を計るために最適なカッタ径を選択する必要がある。
即ち、実験又は実際に加工することによって、下地とな
るデータを作成し、そのプログラムに基づいて、ＣＰＵ
１０に制御させるのである。本実施例に用いる加工工具
制御装置のデータ作成手順は、まず、任意のｎ種類のカ
ッタ径を入力する。入力する工具の種類は何本でもよ
く、図４に示すように、カッタ径が小さくなるに従っ
て、切削限界点を削り残し部Ｉに近づけていき、削り残
し部Ｉを滑らかな曲面に近づけていく。例えば、カッタ
径が徐々に小さくなるようにＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、
Ｒ５という５種類のカッタがあるとすると、Ｒ１のカッ
タ径を有するカッタでは、図４の位置ａに切削限界点を
設定し（位置ａまで削ることになる）、次にＲ２の径を
有するカッタで位置ｂまで切削する。即ち、径がＲ２の
カッタでは、切削限界点が位置ｂとなる。このようにし
て、削り残し部Ｉを少なくするように加工していく。ま
た、１つの径のカッタによる切削が終了する毎に、これ
ら各カッタ径で切削した削り残し部分を削り残しデータ
として記憶し、出力する。この削り残しデータに基づい
て、切削面のどの部分が切削されていないかを未切削部
分のデータとして蓄積する。例えば、径Ｒ１では、切削
限界点が位置ａまで、径Ｒ２では、切削限界点が位置ｂ
までというように未切削部分のデータを切削限界点とし
て蓄積するのである。この手順で最も小さいカッタ径
（最も削り残し部が小さくなる）になるまで行なうので
ある。図５は、カッタの切削後の軌跡を示す図である。
また、図６は、図５で用いたカッタの切削限界点を示す
図である。また、図７は、図５で用いたカッタよりも小
さい径を有するカッタで切削したときのカッタの軌跡で
ある。図５から図７までに示すように、径が小さくなる
に従って、そのカッタが切削する切削面は小さくなると
共に、削り残し部Ｉも小さくなる。以上のように被切削
面に対する削り残しデータを記憶し、このデータに基づ
いて、次に使用するカッタを選択する。また、選択され
たカッタの条件から次々とカッタのカッタパス（そのカ
ッタの切削限界点までの工具切削経路）を演算する。こ
のようにして各加工面の切削データを作成し、工具を制
御する。
作成部１で作成されるワークの形状に基づく加工工具制
御データ作成手順について説明する。図３に示すよう
に、被切削物を工具で切削加工する際に、被切削物の凹
部となる部分Ｉは削り残し部分として残ってしまう。こ
の削り残し部分を僅かでも減少させ、かつ加工時間の短
縮を計るために最適なカッタ径を選択する必要がある。
即ち、実験又は実際に加工することによって、下地とな
るデータを作成し、そのプログラムに基づいて、ＣＰＵ
１０に制御させるのである。本実施例に用いる加工工具
制御装置のデータ作成手順は、まず、任意のｎ種類のカ
ッタ径を入力する。入力する工具の種類は何本でもよ
く、図４に示すように、カッタ径が小さくなるに従っ
て、切削限界点を削り残し部Ｉに近づけていき、削り残
し部Ｉを滑らかな曲面に近づけていく。例えば、カッタ
径が徐々に小さくなるようにＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、
Ｒ５という５種類のカッタがあるとすると、Ｒ１のカッ
タ径を有するカッタでは、図４の位置ａに切削限界点を
設定し（位置ａまで削ることになる）、次にＲ２の径を
有するカッタで位置ｂまで切削する。即ち、径がＲ２の
カッタでは、切削限界点が位置ｂとなる。このようにし
て、削り残し部Ｉを少なくするように加工していく。ま
た、１つの径のカッタによる切削が終了する毎に、これ
ら各カッタ径で切削した削り残し部分を削り残しデータ
として記憶し、出力する。この削り残しデータに基づい
て、切削面のどの部分が切削されていないかを未切削部
分のデータとして蓄積する。例えば、径Ｒ１では、切削
限界点が位置ａまで、径Ｒ２では、切削限界点が位置ｂ
までというように未切削部分のデータを切削限界点とし
て蓄積するのである。この手順で最も小さいカッタ径
（最も削り残し部が小さくなる）になるまで行なうので
ある。図５は、カッタの切削後の軌跡を示す図である。
また、図６は、図５で用いたカッタの切削限界点を示す
図である。また、図７は、図５で用いたカッタよりも小
さい径を有するカッタで切削したときのカッタの軌跡で
ある。図５から図７までに示すように、径が小さくなる
に従って、そのカッタが切削する切削面は小さくなると
共に、削り残し部Ｉも小さくなる。以上のように被切削
面に対する削り残しデータを記憶し、このデータに基づ
いて、次に使用するカッタを選択する。また、選択され
たカッタの条件から次々とカッタのカッタパス（そのカ
ッタの切削限界点までの工具切削経路）を演算する。こ
のようにして各加工面の切削データを作成し、工具を制
御する。
【００１２】（データ作成手順）次に、上述の説明を図
８に示すフローチャートに従って説明する。図８におい
て、ステップＳ２０によって、任意のｎ本のカッタ径を
入力する。その後、ステップＳ２２において、被切削物
の切削対象面を入力する。この際、切削対象面のデータ
は、形状データ作成部１で作成されたデータであり、１
つ又は複数の切削対象面からなるデータである。ステッ
プＳ２０とステップＳ２２で夫々データが入力される
と、実際に切削した際のｎ番目のカッタの軌跡が算出さ
れる（ステップＳ２４）。ステップＳ２４での結果に基
づいて、ステップＳ２６では、各カッタによる削り残し
部の位置データ蓄積する。その後、ステップＳ２８へ進
み、ｎ本目のカッタによる切削が終了したか否かを判断
する。ステップＳ２８でｎ本目のカッタによる切削が終
了した場合（ステップＳ２８での判断がｙｅｓのと
き）、そこでプログラムは終了する。また、ステップＳ
２８でｎ本目のカッタによる切削が終了していない場合
（ステップＳ２８での判断がｎｏのとき）、ステップＳ
２４に進み、ｎ本目のカッタの切削が終了するまで、ス
テップＳ２４〜ステップＳ２８のループを繰り返すので
ある。以上の手順によって切削時のデータを作成し、こ
のデータをカッタパスを演算する中央処理装置ＣＰＵで
制御することによって、最適なカッタパスを短時間で作
成可能となる。
８に示すフローチャートに従って説明する。図８におい
て、ステップＳ２０によって、任意のｎ本のカッタ径を
入力する。その後、ステップＳ２２において、被切削物
の切削対象面を入力する。この際、切削対象面のデータ
は、形状データ作成部１で作成されたデータであり、１
つ又は複数の切削対象面からなるデータである。ステッ
プＳ２０とステップＳ２２で夫々データが入力される
と、実際に切削した際のｎ番目のカッタの軌跡が算出さ
れる（ステップＳ２４）。ステップＳ２４での結果に基
づいて、ステップＳ２６では、各カッタによる削り残し
部の位置データ蓄積する。その後、ステップＳ２８へ進
み、ｎ本目のカッタによる切削が終了したか否かを判断
する。ステップＳ２８でｎ本目のカッタによる切削が終
了した場合（ステップＳ２８での判断がｙｅｓのと
き）、そこでプログラムは終了する。また、ステップＳ
２８でｎ本目のカッタによる切削が終了していない場合
（ステップＳ２８での判断がｎｏのとき）、ステップＳ
２４に進み、ｎ本目のカッタの切削が終了するまで、ス
テップＳ２４〜ステップＳ２８のループを繰り返すので
ある。以上の手順によって切削時のデータを作成し、こ
のデータをカッタパスを演算する中央処理装置ＣＰＵで
制御することによって、最適なカッタパスを短時間で作
成可能となる。
【００１３】（全体動作）さて、上述のカッタでの切削
データを作成した後、このデータを基に工具の制御をす
る。以下、図９を参照して、その手順について説明す
る。図９において、ステップＳ１で被切削物の形状デー
タを作成し、ステップＳ２で加工工程を入力する。そし
て、ステップＳ３で形状データの一括入力を行なう。こ
こでは、図８で作成したデータを入力する。ステップＳ
４でエリアマップ作成部３によって、被切削物の加工面
の形状データを格子状の複数のエリアに分割し、各エリ
アの切削面形状の最高高さ値Ｚを夫々記憶したエリアマ
ップ（格子データ）を作成し、これをメモリに格納す
る。次に、ステップＳ５で、あらかじめ設定された加工
順序（工具制御データ）に従って加工エリアを選択す
る。例えば、図１０に示す第１加工エリアｅ１、第２加
工エリアｅ２等。その後、ステップＳ６で加工エリア間
の移動距離Ｓを求めて、ステップＳ６で移動距離Ｓと加
工ピックＰとの大小関係を比較する。この加工ピックＰ
は図２に示すカッタ１１の半径をｒとするとき、この半
径に対して、削り代αを加えた値（γ＋α）である。そ
して、ステップＳ７で、移動距離Ｓと加工ピックＰとの
大小関係を比較する。ステップＳ７で移動距離Ｓが加工
ピックＰより小さい場合（ステップＳ７でＳ＜Ｐのと
き）、ステップＳ８へ進み最高値Ｚを設定し、しかる後
にステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ７で移動距
離Ｓが加工ピックＰより大きい場合（ステップＳ７でＳ
＞Ｐのとき）、ステップＳ９へ移行する。ステップＳ９
では、抽出部４によって第１加工エリアｅ１の終点ｅｎ
ｄ（ワーク２側の前加工面１３における工具切削経路Ｃ
Ｐ１の終点１３ｅに相当する。）と、第２加工エリアｅ
２の始点ｓｔ（ワーク２側の次加工面１４の工具切削経
路ＣＰ２の始点１４ｓに相当する。）とを求め、終点ｅ
ｎｄと始点ｓｔとを結ぶカッタ１１の中心ｏが移動する
直線的な経路１５に対して工具干渉範囲１６（図４中の
長円形部分）を求める。次に、ステップＳ１０に移行
し、抽出部４の工具干渉範囲１６にかかるエリアｅ１、
ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５、ｅ６を抽出する。即ち、工具
干渉範囲１６の形状格子データを検索する。ステップＳ
１１では、算出部５で抽出されたエリアｅ１〜ｅ６内の
最高Ｚ値をから切削時の工具移動経路ＰＦの最大上昇位
置に設定する。その後、ステップＳ１２へ進み、加工エ
リア間の移動高さ（最大上昇位置）を修正する。そし
て、ステップＳ１３へ進み、次加工エリアの有無を判定
し、次加工エリアがある場合（判断がｙｅｓのとき）、
ステップＳ５へリターンする。一方、次加工エリアがな
い場合（判断がｎｏのとき）、このプログラムの処理を
終了する。
データを作成した後、このデータを基に工具の制御をす
る。以下、図９を参照して、その手順について説明す
る。図９において、ステップＳ１で被切削物の形状デー
タを作成し、ステップＳ２で加工工程を入力する。そし
て、ステップＳ３で形状データの一括入力を行なう。こ
こでは、図８で作成したデータを入力する。ステップＳ
４でエリアマップ作成部３によって、被切削物の加工面
の形状データを格子状の複数のエリアに分割し、各エリ
アの切削面形状の最高高さ値Ｚを夫々記憶したエリアマ
ップ（格子データ）を作成し、これをメモリに格納す
る。次に、ステップＳ５で、あらかじめ設定された加工
順序（工具制御データ）に従って加工エリアを選択す
る。例えば、図１０に示す第１加工エリアｅ１、第２加
工エリアｅ２等。その後、ステップＳ６で加工エリア間
の移動距離Ｓを求めて、ステップＳ６で移動距離Ｓと加
工ピックＰとの大小関係を比較する。この加工ピックＰ
は図２に示すカッタ１１の半径をｒとするとき、この半
径に対して、削り代αを加えた値（γ＋α）である。そ
して、ステップＳ７で、移動距離Ｓと加工ピックＰとの
大小関係を比較する。ステップＳ７で移動距離Ｓが加工
ピックＰより小さい場合（ステップＳ７でＳ＜Ｐのと
き）、ステップＳ８へ進み最高値Ｚを設定し、しかる後
にステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ７で移動距
離Ｓが加工ピックＰより大きい場合（ステップＳ７でＳ
＞Ｐのとき）、ステップＳ９へ移行する。ステップＳ９
では、抽出部４によって第１加工エリアｅ１の終点ｅｎ
ｄ（ワーク２側の前加工面１３における工具切削経路Ｃ
Ｐ１の終点１３ｅに相当する。）と、第２加工エリアｅ
２の始点ｓｔ（ワーク２側の次加工面１４の工具切削経
路ＣＰ２の始点１４ｓに相当する。）とを求め、終点ｅ
ｎｄと始点ｓｔとを結ぶカッタ１１の中心ｏが移動する
直線的な経路１５に対して工具干渉範囲１６（図４中の
長円形部分）を求める。次に、ステップＳ１０に移行
し、抽出部４の工具干渉範囲１６にかかるエリアｅ１、
ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５、ｅ６を抽出する。即ち、工具
干渉範囲１６の形状格子データを検索する。ステップＳ
１１では、算出部５で抽出されたエリアｅ１〜ｅ６内の
最高Ｚ値をから切削時の工具移動経路ＰＦの最大上昇位
置に設定する。その後、ステップＳ１２へ進み、加工エ
リア間の移動高さ（最大上昇位置）を修正する。そし
て、ステップＳ１３へ進み、次加工エリアの有無を判定
し、次加工エリアがある場合（判断がｙｅｓのとき）、
ステップＳ５へリターンする。一方、次加工エリアがな
い場合（判断がｎｏのとき）、このプログラムの処理を
終了する。
【００１４】以上説明したように、本実施例の加工工具
制御装置によれば、最適な加工工具とその組み合わせを
あらかじめ設定しておくことによって、同じ切削面を加
工する際に完全に自動化でき、量産時の加工時間の短縮
を計ることができる。尚、本発明は、その趣旨を逸脱し
ない範囲で上記実施例を修正又は変形したものに適用可
能である。
制御装置によれば、最適な加工工具とその組み合わせを
あらかじめ設定しておくことによって、同じ切削面を加
工する際に完全に自動化でき、量産時の加工時間の短縮
を計ることができる。尚、本発明は、その趣旨を逸脱し
ない範囲で上記実施例を修正又は変形したものに適用可
能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明のように、本発明の加工工具制
御装置によれば、切削面の状態を判断して最適なカッタ
の組み合わせをあらかじめ設定しておくことによって、
加工時間を短縮できる効果がある。
御装置によれば、切削面の状態を判断して最適なカッタ
の組み合わせをあらかじめ設定しておくことによって、
加工時間を短縮できる効果がある。
【図１】本実施例に基づく加工工具制御装置のブロック
図である。
図である。
【図２】本実施例に用いるカッタの一例を示す図であ
る。
る。
【図３】本実施例のカッタによる切削状態を示す図であ
る。
る。
【図４】各カッタ径による切削限界点を示す図である。
【図５】切削後のカッタの軌跡を示す図である。
【図６】図５に示すカッタの軌跡の終点（限界点）を示
す模式図である。
す模式図である。
【図７】図５に用いたカッタより小さい径で切削したと
きのカッタの軌跡を示す図である。
きのカッタの軌跡を示す図である。
【図８】カッタの制御手順を記述したフローチャートで
ある。
ある。
【図９】切削時の全体動作を記述したフローチャートで
ある。
ある。
【図１０】全体動作の概略説明図である。
１ 形状データ作成部 ５ 算出部 ６ ＮＣデータ作成部 ７ 記憶部 ８ ＲＯＭ ９ マシニングセンタ １０ ＣＰＵ １１ カッタ Ｒ カッタ径
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１２月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 加工工具制御装置及び該加工工具の制
御データ作成方法
御データ作成方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、大型かつ複雑
な形状の金型等をカッタで切削加工する際に用いる加工
工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法に関
するものである。
な形状の金型等をカッタで切削加工する際に用いる加工
工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、複雑な形状の金型等をカッタ
で切削加工する際に用いる加工工具の制御装置が多く提
案されている。例えば、被切削物（ワーク）の形状に応
じて使用する治具を選択し、加工工具の移動経路をワー
クの形状に対応した最適で最小限の範囲とするものであ
る（特開平２ー１１５９７８号に開示）。
で切削加工する際に用いる加工工具の制御装置が多く提
案されている。例えば、被切削物（ワーク）の形状に応
じて使用する治具を選択し、加工工具の移動経路をワー
クの形状に対応した最適で最小限の範囲とするものであ
る（特開平２ー１１５９７８号に開示）。
【０００３】また、その他の従来技術としては、あらか
じめ加工図面からワークにおける全加工範囲の最大高さ
を読み取り、この最大高さをセットポイントとして一種
類毎に工具を加工面に下降させて所定の工具切削経路
（カッタパス）に沿って加工面を加工した後、一旦、セ
ットポイントまで工具を戻し、工具を次の加工面の対向
する上方の位置へ移動させた後、この工具を加工させ所
定のカッタパスに沿って加工面を加工する方法がある。
じめ加工図面からワークにおける全加工範囲の最大高さ
を読み取り、この最大高さをセットポイントとして一種
類毎に工具を加工面に下降させて所定の工具切削経路
（カッタパス）に沿って加工面を加工した後、一旦、セ
ットポイントまで工具を戻し、工具を次の加工面の対向
する上方の位置へ移動させた後、この工具を加工させ所
定のカッタパスに沿って加工面を加工する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される従来例において、まず前者の従来例で
は、治具を選択するだけで切削する際の限界位置は、操
作者が実際に目で判断しているため、切削加工面の加工
バラツキが多いという問題点があった。また、後者の技
術においては、工具を各加工エリアに移動させるだけで
あり、複数の種類の工具を自動的に制御できる構成では
なく、工具を各切削面毎に設定し直す必要があり、その
分加工時間が長くなるという問題点があった。
ように構成される従来例において、まず前者の従来例で
は、治具を選択するだけで切削する際の限界位置は、操
作者が実際に目で判断しているため、切削加工面の加工
バラツキが多いという問題点があった。また、後者の技
術においては、工具を各加工エリアに移動させるだけで
あり、複数の種類の工具を自動的に制御できる構成では
なく、工具を各切削面毎に設定し直す必要があり、その
分加工時間が長くなるという問題点があった。
【０００５】従って、本発明の加工工具制御装置及び該
加工工具の制御データ作成方法は、上記の事情に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、最適な
カッタの組み合わせを設定し、加工時間を短縮できる加
工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法を
提供することである。
加工工具の制御データ作成方法は、上記の事情に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、最適な
カッタの組み合わせを設定し、加工時間を短縮できる加
工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の加工工具制御装置及び該
加工工具の制御データ作成方法は、被切削物の切削面を
工具で切削したときの削り残しデータを出力する手段
と、前記削り残しデータに基づいて、該切削面の状態を
判断する切削面判断手段と、前記切削面判断手段の判断
に基づいて、前記切削面に使用する工具を選択する選択
手段と、前記選択された工具の種類に基づいて、該工具
の切削経路を演算する演算手段を備えることを特徴とし
ている。
的を達成するために、本発明の加工工具制御装置及び該
加工工具の制御データ作成方法は、被切削物の切削面を
工具で切削したときの削り残しデータを出力する手段
と、前記削り残しデータに基づいて、該切削面の状態を
判断する切削面判断手段と、前記切削面判断手段の判断
に基づいて、前記切削面に使用する工具を選択する選択
手段と、前記選択された工具の種類に基づいて、該工具
の切削経路を演算する演算手段を備えることを特徴とし
ている。
【０００７】また、被切削物の切削面を工具で切削した
ときの削り残しデータを記憶する工程と、前記削り残し
データに基づいて、該切削面の状態を判断する工程と、
前記切削面の状態の判断結果に基づいて、前記切削面に
使用する工具を選択する工程と、前記選択された工具の
種類に基づいて、該工具の切削経路を演算する工程とを
備えることを特徴としている。
ときの削り残しデータを記憶する工程と、前記削り残し
データに基づいて、該切削面の状態を判断する工程と、
前記切削面の状態の判断結果に基づいて、前記切削面に
使用する工具を選択する工程と、前記選択された工具の
種類に基づいて、該工具の切削経路を演算する工程とを
備えることを特徴としている。
【０００８】
【作用】以上のように、この発明に係わる加工工具制御
装置及び該加工工具の制御データ作成方法は構成されて
いるので、切削面の状態を判断して最適なカッタの組み
合わせをあらかじめ設定しておくことによって、加工時
間を短縮できる加工工具制御装置及び該加工工具の制御
データ作成方法を提供できる。
装置及び該加工工具の制御データ作成方法は構成されて
いるので、切削面の状態を判断して最適なカッタの組み
合わせをあらかじめ設定しておくことによって、加工時
間を短縮できる加工工具制御装置及び該加工工具の制御
データ作成方法を提供できる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。図１は、本実施例の加工工具
制御装置を示すブロック図である。また、図２は、本実
施例で用いるカッタを示す図である。図１において、形
状データ作成部１は、ワーク２（本来、ワーク２は複雑
な形状を有する自由曲面であるが、本実施例において
は、便宜上切削部分の一部を示すのみとした）の加工面
の形状データを作成する。エリアマップ作成部３は、被
切削物の形状データを格子状の複数のエリアｅに分割
し、各エリアｅにおける形状の最高突出値Ｚを夫々記憶
したエリアマップを作成する（図１０参照）。また、こ
のエリアマップは、後述するＣＡＤ／ＣＡＭ、プログラ
ム装置内のメモリに一旦記憶されると共に、格子の大き
さはワークの大きさに対応して設定されるものである。
抽出部４は、前加工面１３の工具切削経路ＣＰ１の終点
１３ｅと次加工面１４の工具切削経路ＣＰ２の始点１４
ｓとを求めて、この始点と終点とを結ぶ工具の移動範囲
１６に対応するエリアを抽出する（図４中のエリアｅ１
〜ｅ６）。算出部５は、抽出部４で抽出されたエリアの
最高突出値を算出すると共に、算出された値を工具移動
経路の最大上昇位置に設定する。ＮＣデータ作成部６
は、前述の各データに基づいて、数値制御するためのＮ
Ｃ制御データを作成する。ＮＣデータ作成部６で作成さ
れたワーク２の全加工範囲におけるデータは、データ格
納部であるフロッピディスク７に格納される。また、以
上説明した各構成要素１〜６は、周知のＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ、プログラム装置を用いて実現できるものである。
参照して詳細に説明する。図１は、本実施例の加工工具
制御装置を示すブロック図である。また、図２は、本実
施例で用いるカッタを示す図である。図１において、形
状データ作成部１は、ワーク２（本来、ワーク２は複雑
な形状を有する自由曲面であるが、本実施例において
は、便宜上切削部分の一部を示すのみとした）の加工面
の形状データを作成する。エリアマップ作成部３は、被
切削物の形状データを格子状の複数のエリアｅに分割
し、各エリアｅにおける形状の最高突出値Ｚを夫々記憶
したエリアマップを作成する（図１０参照）。また、こ
のエリアマップは、後述するＣＡＤ／ＣＡＭ、プログラ
ム装置内のメモリに一旦記憶されると共に、格子の大き
さはワークの大きさに対応して設定されるものである。
抽出部４は、前加工面１３の工具切削経路ＣＰ１の終点
１３ｅと次加工面１４の工具切削経路ＣＰ２の始点１４
ｓとを求めて、この始点と終点とを結ぶ工具の移動範囲
１６に対応するエリアを抽出する（図４中のエリアｅ１
〜ｅ６）。算出部５は、抽出部４で抽出されたエリアの
最高突出値を算出すると共に、算出された値を工具移動
経路の最大上昇位置に設定する。ＮＣデータ作成部６
は、前述の各データに基づいて、数値制御するためのＮ
Ｃ制御データを作成する。ＮＣデータ作成部６で作成さ
れたワーク２の全加工範囲におけるデータは、データ格
納部であるフロッピディスク７に格納される。また、以
上説明した各構成要素１〜６は、周知のＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ、プログラム装置を用いて実現できるものである。
【００１０】図１に示すＣＰＵ１０は、フロッピーディ
スク７に格納された各情報を入力されると、ＲＯＭ８に
格納されたプログラムに従って、加工機としてのマシニ
ングセンタ９を介して工具であるカッタ１１（図２参
照）を駆動制御する。また、ＲＡＭ１２は、Ｘ位置デー
タ、Ｙ位置データ、Ｚ位置データからなる数値データを
（０、０、０）に設定したＮＣ制御の際の原点ＯＰを表
すデータやＸ位置データ、Ｙ位置データ、Ｚ位置データ
からなる数値データを（０、０、２５０）に設定した原
点からの距離を表すセットポイントＳＰに相当するデー
タ等の必要なデータを記憶する。また、前述のマニシン
グセンタ９は、ＣＰＵ１０からの指示に従ってカッタ１
１を制御する加工機である。
スク７に格納された各情報を入力されると、ＲＯＭ８に
格納されたプログラムに従って、加工機としてのマシニ
ングセンタ９を介して工具であるカッタ１１（図２参
照）を駆動制御する。また、ＲＡＭ１２は、Ｘ位置デー
タ、Ｙ位置データ、Ｚ位置データからなる数値データを
（０、０、０）に設定したＮＣ制御の際の原点ＯＰを表
すデータやＸ位置データ、Ｙ位置データ、Ｚ位置データ
からなる数値データを（０、０、２５０）に設定した原
点からの距離を表すセットポイントＳＰに相当するデー
タ等の必要なデータを記憶する。また、前述のマニシン
グセンタ９は、ＣＰＵ１０からの指示に従ってカッタ１
１を制御する加工機である。
【００１１】（工具データ作成）次に、形状データ作成
部１で作成されるワークの形状に基づく加工工具データ
作成手順について説明する。図３に示すように、被切削
物を工具で切削加工する際に、被切削物の凹部となる部
分Ｉは削り残し部分として残ってしまう。この削り残し
部分を僅かでも減少させ、かつ加工時間の短縮を計るた
めにこの削り残し部分に応じた最適なカッタ径を選択す
る必要がある。即ち、被切削物に対して実験又は実際に
加工することによって、下地となるデータを作成し、そ
のデータに基づきプログラムを作成し、そのプログラム
に基づいて、ＣＰＵ１０に加工機を制御させるのであ
る。本実施例に用いる加工工具制御装置によるデータ作
成手順は、まず、任意のｎ種類のカッタ径を入力する。
入力する工具の種類は何本でもよく、図４に示すよう
に、カッタ径が小さくなるに従って、切削限界点を削り
残し部Ｉに近づけていき、削り残し部Ｉを滑らかな曲面
に近づけていく。例えば、カッタ径が徐々に小さくなる
ようにＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５という５種類のカ
ッタがあるとすると、Ｒ１のカッタ径を有するカッタで
は、図４の位置ａに切削限界点を設定し（位置ａまで削
ることになる）、次にＲ２の径を有するカッタで位置ｂ
まで切削すると仮定して演算する。即ち、径がＲ２のカ
ッタでは、切削限界点が位置ｂとなる。このようにし
て、削り残し部Ｉを少なくするように加工工具の制御デ
ータを作成していく。また、１つの径のカッタによる切
削に関する演算が終了する毎に、これら各カッタ径で切
削した削り残し部分を削り残しデータとして記憶する。
加工工具制御装置は、この削り残しデータに基づいて、
切削面のどの部分が切削されていないかを未切削部分の
データとして蓄積する。例えば、径Ｒ１では、切削限界
点が位置ａまで、径Ｒ２では、切削限界点が位置ｂまで
というように未切削部分のデータを切削限界点として蓄
積するのである。この手順で最も小さいカッタ径（最も
削り残し部が小さくなる）になるまで工具による切削を
行なうことにより工具制御データとして蓄積するのであ
る。図５は、カッタの切削後の軌跡を示す図である。ま
た、図６は、図５で用いたカッタの切削限界点を示す図
である。また、図７は、図５で用いたカッタよりも小さ
い径を有するカッタで切削したときのカッタの軌跡であ
る。図５から図７までに示すように、径が小さくなるに
従って、そのカッタが切削する切削面は小さくなると共
に、削り残し部Ｉも小さくなる。以上のように被切削面
に対する削り残しデータを記憶し、このデータに基づい
て、次に使用するカッタを選択する。また、選択された
カッタの条件から次々とカッタのカッタパス（そのカッ
タの切削限界点までの工具切削経路）を演算する。この
ようにして各加工面の切削データを作成していく。
部１で作成されるワークの形状に基づく加工工具データ
作成手順について説明する。図３に示すように、被切削
物を工具で切削加工する際に、被切削物の凹部となる部
分Ｉは削り残し部分として残ってしまう。この削り残し
部分を僅かでも減少させ、かつ加工時間の短縮を計るた
めにこの削り残し部分に応じた最適なカッタ径を選択す
る必要がある。即ち、被切削物に対して実験又は実際に
加工することによって、下地となるデータを作成し、そ
のデータに基づきプログラムを作成し、そのプログラム
に基づいて、ＣＰＵ１０に加工機を制御させるのであ
る。本実施例に用いる加工工具制御装置によるデータ作
成手順は、まず、任意のｎ種類のカッタ径を入力する。
入力する工具の種類は何本でもよく、図４に示すよう
に、カッタ径が小さくなるに従って、切削限界点を削り
残し部Ｉに近づけていき、削り残し部Ｉを滑らかな曲面
に近づけていく。例えば、カッタ径が徐々に小さくなる
ようにＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５という５種類のカ
ッタがあるとすると、Ｒ１のカッタ径を有するカッタで
は、図４の位置ａに切削限界点を設定し（位置ａまで削
ることになる）、次にＲ２の径を有するカッタで位置ｂ
まで切削すると仮定して演算する。即ち、径がＲ２のカ
ッタでは、切削限界点が位置ｂとなる。このようにし
て、削り残し部Ｉを少なくするように加工工具の制御デ
ータを作成していく。また、１つの径のカッタによる切
削に関する演算が終了する毎に、これら各カッタ径で切
削した削り残し部分を削り残しデータとして記憶する。
加工工具制御装置は、この削り残しデータに基づいて、
切削面のどの部分が切削されていないかを未切削部分の
データとして蓄積する。例えば、径Ｒ１では、切削限界
点が位置ａまで、径Ｒ２では、切削限界点が位置ｂまで
というように未切削部分のデータを切削限界点として蓄
積するのである。この手順で最も小さいカッタ径（最も
削り残し部が小さくなる）になるまで工具による切削を
行なうことにより工具制御データとして蓄積するのであ
る。図５は、カッタの切削後の軌跡を示す図である。ま
た、図６は、図５で用いたカッタの切削限界点を示す図
である。また、図７は、図５で用いたカッタよりも小さ
い径を有するカッタで切削したときのカッタの軌跡であ
る。図５から図７までに示すように、径が小さくなるに
従って、そのカッタが切削する切削面は小さくなると共
に、削り残し部Ｉも小さくなる。以上のように被切削面
に対する削り残しデータを記憶し、このデータに基づい
て、次に使用するカッタを選択する。また、選択された
カッタの条件から次々とカッタのカッタパス（そのカッ
タの切削限界点までの工具切削経路）を演算する。この
ようにして各加工面の切削データを作成していく。
【００１２】（データ作成手順）次に、上述の工具制御
データ作成の手順を図８に示すフローチャートに従って
説明する。図８において、ステップＳ２０によって、任
意のｎ本のカッタ径を入力する。その後、ステップＳ２
２において、被切削物の切削対象面を入力する。この
際、切削対象面のデータは、形状データ作成部１で作成
されたデータであり、１つ又は複数の切削対象面からな
るデータである。ステップＳ２０とステップＳ２２で夫
々データが入力されると、エリアマップ３により実際に
切削した際のｎ番目のカッタの切削エリアが算出される
（ステップＳ２４）。ステップＳ２４での結果に基づい
て、ステップＳ２６では、各カッタによる削り残し部の
位置データ蓄積する。その後、ステップＳ２８へ進み、
Ｎ本目のカッタによる切削が終了したか否かを判断す
る。ステップＳ２８でＮ本目のカッタによる切削が終了
した場合（ステップＳ２８での判断がｙｅｓのとき）、
そこでプログラムは終了する。また、ステップＳ２８で
Ｎ本目のカッタによる切削が終了していない場合（ステ
ップＳ２８での判断がｎｏのとき）、ステップＳ２４に
進み、Ｎ本目のカッタの切削が終了するまで、ステップ
Ｓ２４〜ステップＳ２８のループを繰り返すのである。
以上の手順によって切削時のデータを作成し、このデー
タをＮＣデータ作成部６で演算処理することによって、
最適な短時間で切削できるカッタパスを短時間で作成可
能となる。
データ作成の手順を図８に示すフローチャートに従って
説明する。図８において、ステップＳ２０によって、任
意のｎ本のカッタ径を入力する。その後、ステップＳ２
２において、被切削物の切削対象面を入力する。この
際、切削対象面のデータは、形状データ作成部１で作成
されたデータであり、１つ又は複数の切削対象面からな
るデータである。ステップＳ２０とステップＳ２２で夫
々データが入力されると、エリアマップ３により実際に
切削した際のｎ番目のカッタの切削エリアが算出される
（ステップＳ２４）。ステップＳ２４での結果に基づい
て、ステップＳ２６では、各カッタによる削り残し部の
位置データ蓄積する。その後、ステップＳ２８へ進み、
Ｎ本目のカッタによる切削が終了したか否かを判断す
る。ステップＳ２８でＮ本目のカッタによる切削が終了
した場合（ステップＳ２８での判断がｙｅｓのとき）、
そこでプログラムは終了する。また、ステップＳ２８で
Ｎ本目のカッタによる切削が終了していない場合（ステ
ップＳ２８での判断がｎｏのとき）、ステップＳ２４に
進み、Ｎ本目のカッタの切削が終了するまで、ステップ
Ｓ２４〜ステップＳ２８のループを繰り返すのである。
以上の手順によって切削時のデータを作成し、このデー
タをＮＣデータ作成部６で演算処理することによって、
最適な短時間で切削できるカッタパスを短時間で作成可
能となる。
【００１３】（全体動作）さて、上述のカッタでの切削
データを作成した後、このデータを基に工具の制御デー
タを作成する。以下、図９を参照して、その手順につい
て説明する。図９において、形状データ作成部１は、ス
テップＳ１で被切削物の形状データを作成し、ステップ
Ｓ２で加工工程を入力する。そして、ステップＳ３で形
状データの一括入力を行なう。ここでは、図８で作成し
たデータを入力する。ステップＳ４でエリアマップ作成
部３によって、被切削物の加工面の形状データを格子状
の複数のエリアに分割し、各エリアの切削面形状の最高
高さ値Ｚを夫々記憶したエリアマップ（格子データ）を
作成し、これをメモリに格納する。次に、ステップＳ５
では、抽出部４によりあらかじめ設定された加工順序
（工具制御データ）に従って加工エリアを選択する。例
えば、図１０に示す第１加工エリアｅ１、第２加工エリ
アｅ２等。その後、ステップＳ６で算出部５により加工
エリア間の移動距離Ｓを求めて、ステップＳ６で移動距
離Ｓと加工ピックＰとの大小関係を比較する。この加工
ピックＰは図２に示すカッタ１１の半径をｒとすると
き、この半径に対して、削り代αを加えた値（γ＋α）
である。そして、ステップＳ７で、移動距離Ｓと加工ピ
ックＰとの大小関係を比較する。ステップＳ７で移動距
離Ｓが加工ピックＰより小さい場合（ステップＳ７でＳ
＜Ｐのとき）、ステップＳ８へ進み最高値Ｚを設定し、
しかる後にステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ７
で移動距離Ｓが加工ピックＰより大きい場合（ステップ
Ｓ７でＳ＞Ｐのとき）、ステップＳ９へ移行する。ステ
ップＳ９では、抽出部４によって第１加工エリアｅ１の
終点ｅｎｄ（ワーク２側の前加工面１３における工具切
削経路ＣＰ１の終点１３ｅに相当する。）と、第２加工
エリアｅ２の始点ｓｔ（ワーク２側の次加工面１４の工
具切削経路ＣＰ２の始点１４ｓに相当する。）とを求
め、終点ｅｎｄと始点ｓｔとを結ぶカッタ１１の中心ｏ
が移動する直線的な経路１５に対して工具干渉範囲１６
（図４中の長円形部分）を求める。次に、ステップＳ１
０に移行し、抽出部４の工具干渉範囲１６にかかるエリ
アｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５、ｅ６を抽出する。即
ち、工具干渉範囲１６の形状格子データを検索する。ス
テップＳ１１では、算出部５で抽出されたエリアｅ１〜
ｅ６内の最高Ｚ値から切削時の工具移動経路ＰＦの最大
上昇位置を設定する。その後、ステップＳ１２へ進み、
加工エリア間の移動高さ（最大上昇位置）を修正する。
そして、ステップＳ１３へ進み、次加工エリアの有無を
判定し、次加工エリアがある場合（判断がｙｅｓのと
き）、ステップＳ５へリターンする。一方、次加工エリ
アがない場合（判断がｎｏのとき）、このプログラムの
処理を終了する。
データを作成した後、このデータを基に工具の制御デー
タを作成する。以下、図９を参照して、その手順につい
て説明する。図９において、形状データ作成部１は、ス
テップＳ１で被切削物の形状データを作成し、ステップ
Ｓ２で加工工程を入力する。そして、ステップＳ３で形
状データの一括入力を行なう。ここでは、図８で作成し
たデータを入力する。ステップＳ４でエリアマップ作成
部３によって、被切削物の加工面の形状データを格子状
の複数のエリアに分割し、各エリアの切削面形状の最高
高さ値Ｚを夫々記憶したエリアマップ（格子データ）を
作成し、これをメモリに格納する。次に、ステップＳ５
では、抽出部４によりあらかじめ設定された加工順序
（工具制御データ）に従って加工エリアを選択する。例
えば、図１０に示す第１加工エリアｅ１、第２加工エリ
アｅ２等。その後、ステップＳ６で算出部５により加工
エリア間の移動距離Ｓを求めて、ステップＳ６で移動距
離Ｓと加工ピックＰとの大小関係を比較する。この加工
ピックＰは図２に示すカッタ１１の半径をｒとすると
き、この半径に対して、削り代αを加えた値（γ＋α）
である。そして、ステップＳ７で、移動距離Ｓと加工ピ
ックＰとの大小関係を比較する。ステップＳ７で移動距
離Ｓが加工ピックＰより小さい場合（ステップＳ７でＳ
＜Ｐのとき）、ステップＳ８へ進み最高値Ｚを設定し、
しかる後にステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ７
で移動距離Ｓが加工ピックＰより大きい場合（ステップ
Ｓ７でＳ＞Ｐのとき）、ステップＳ９へ移行する。ステ
ップＳ９では、抽出部４によって第１加工エリアｅ１の
終点ｅｎｄ（ワーク２側の前加工面１３における工具切
削経路ＣＰ１の終点１３ｅに相当する。）と、第２加工
エリアｅ２の始点ｓｔ（ワーク２側の次加工面１４の工
具切削経路ＣＰ２の始点１４ｓに相当する。）とを求
め、終点ｅｎｄと始点ｓｔとを結ぶカッタ１１の中心ｏ
が移動する直線的な経路１５に対して工具干渉範囲１６
（図４中の長円形部分）を求める。次に、ステップＳ１
０に移行し、抽出部４の工具干渉範囲１６にかかるエリ
アｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５、ｅ６を抽出する。即
ち、工具干渉範囲１６の形状格子データを検索する。ス
テップＳ１１では、算出部５で抽出されたエリアｅ１〜
ｅ６内の最高Ｚ値から切削時の工具移動経路ＰＦの最大
上昇位置を設定する。その後、ステップＳ１２へ進み、
加工エリア間の移動高さ（最大上昇位置）を修正する。
そして、ステップＳ１３へ進み、次加工エリアの有無を
判定し、次加工エリアがある場合（判断がｙｅｓのと
き）、ステップＳ５へリターンする。一方、次加工エリ
アがない場合（判断がｎｏのとき）、このプログラムの
処理を終了する。
【００１４】このように、ワーク２の全加工エリアの工
具通路データ（工具切削経路データと工具移動経路デー
タ）が入力、設定、抽出、算出、修正された後、図１の
ＮＣデータ作成部６は数値制御用のＮＣデータを作成
し、このＮＣデータ作成部６で作成されたワーク２の全
加工範囲におけるＮＣデータがフロッピーディスク７に
記憶される。従って、このフロッピーディスクから入力
されるデータに基づいてカッタはＣＰＵ及び加工機を介
して送り制御される。
具通路データ（工具切削経路データと工具移動経路デー
タ）が入力、設定、抽出、算出、修正された後、図１の
ＮＣデータ作成部６は数値制御用のＮＣデータを作成
し、このＮＣデータ作成部６で作成されたワーク２の全
加工範囲におけるＮＣデータがフロッピーディスク７に
記憶される。従って、このフロッピーディスクから入力
されるデータに基づいてカッタはＣＰＵ及び加工機を介
して送り制御される。
【００１５】以上説明したように、加工工具の制御デー
タを作成すれば、最適な加工工具とその組み合わせをあ
らかじめ設定しておくことによって、同じ切削面を加工
する際に完全に自動化でき、量産時の加工時間の短縮を
計ることができる。尚、本発明は、その趣旨を逸脱しな
い範囲で上記実施例を修正又は変形したものに適用可能
である。
タを作成すれば、最適な加工工具とその組み合わせをあ
らかじめ設定しておくことによって、同じ切削面を加工
する際に完全に自動化でき、量産時の加工時間の短縮を
計ることができる。尚、本発明は、その趣旨を逸脱しな
い範囲で上記実施例を修正又は変形したものに適用可能
である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明のように、本発明の加工工具制
御装置及び該加工工具の制御データ作成方法によれば、
切削面の状態を判断して最適なカッタの組み合わせをあ
らかじめ設定しておくことによって、加工時間を短縮で
きる効果がある。
御装置及び該加工工具の制御データ作成方法によれば、
切削面の状態を判断して最適なカッタの組み合わせをあ
らかじめ設定しておくことによって、加工時間を短縮で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に基づく加工工具制御装置のブロック
図である。
図である。
【図２】本実施例に用いるカッタの一例を示す図であ
る。
る。
【図３】本実施例のカッタによる切削状態を示す図であ
る。
る。
【図４】各カッタ径による切削限界点を示す図である。
【図５】切削後のカッタの軌跡を示す図である。
【図６】図５に示すカッタの軌跡の終点（限界点）を示
す模式図である。
す模式図である。
【図７】図５に用いたカッタより小さい径で切削したと
きのカッタの軌跡を示す図である。
きのカッタの軌跡を示す図である。
【図８】カッタの制御手順を記述したフローチャートで
ある。
ある。
【図９】切削時の全体動作を記述したフローチャートで
ある。
ある。
【図１０】全体動作の概略説明図である。
【符号の説明】 １ 形状データ作成部 ５ 算出部 ６ ＮＣデータ作成部 ７ 記憶部 ８ ＲＯＭ ９ マシニングセンタ １０ ＣＰＵ １１ カッタ Ｒ カッタ径
Claims (3)
- 【請求項１】 被切削物の切削面を工具で切削したとき
の削り残しデータを出力する手段と、 前記削り残しデータに基づいて、該切削面の状態を判断
する切削面判断手段と、 前記切削面判断手段の判断に基づいて、前記切削面に使
用する工具を選択する選択手段と、 前記選択された工具の種類に基づいて、該工具の切削経
路を演算する演算手段を備えることを特徴とする加工工
具制御装置。 - 【請求項２】 前記演算手段は、前記削り残しデータと
工具の選択順序と前記切削経路を演算した結果を記憶す
る手段とにより、最短となる切削経路を学習することを
特徴とする請求項１に記載の加工工具制御装置。 - 【請求項３】 前記学習結果に基づいて、次の切削のた
めの各カッタ径の組み合わせを決定することを特徴とす
る請求項２に記載の加工工具制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337820A JPH07185997A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 加工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法 |
| KR1019940037653A KR950017089A (ko) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | 가공공구 제어장치 |
| DE4446977A DE4446977A1 (de) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | Verfahren zum Vorbereiten von Steuerdaten für ein N/C-Verarbeitungssystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337820A JPH07185997A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 加工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185997A true JPH07185997A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18312273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5337820A Withdrawn JPH07185997A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 加工工具制御装置及び該加工工具の制御データ作成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07185997A (ja) |
| KR (1) | KR950017089A (ja) |
| DE (1) | DE4446977A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5911595B2 (ja) * | 2012-10-31 | 2016-04-27 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の制御装置および工作機械 |
| WO2020170786A1 (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-27 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具選定方法及び装置、並びに、工具経路生成方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5337820A patent/JPH07185997A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-12-28 DE DE4446977A patent/DE4446977A1/de not_active Withdrawn
- 1994-12-28 KR KR1019940037653A patent/KR950017089A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5911595B2 (ja) * | 2012-10-31 | 2016-04-27 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の制御装置および工作機械 |
| US10180675B2 (en) | 2012-10-31 | 2019-01-15 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Machine tool control device and machine tool |
| WO2020170786A1 (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-27 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具選定方法及び装置、並びに、工具経路生成方法 |
| JP2020131384A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具選定方法及び装置、並びに、工具経路生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950017089A (ko) | 1995-07-20 |
| DE4446977A1 (de) | 1995-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |