JPH0731534B2

JPH0731534B2 - オフセット形状の作成方法

Info

Publication number: JPH0731534B2
Application number: JP590789A
Authority: JP
Inventors: 茂樹南角
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH027105A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は旋削加工を行なう数値制御装置におけるオフ
セット形状の作成方法、特に両側に刃があり各々ノーズ
Ｒを有する切削工具のオフセット形状の作成方法に関す
るものである。

［従来の技術］従来、旋削加工を行なうために使用される工具であって
両側に刃のある工具としては、例えば溝切り工具があっ
た。第30図は従来の溝切り工具の刃先先端部を示し、図
に示すように溝切り工具（31）の両側にある刃の刃先先
端半径ｒは同一であった。この溝切り工具（31）により
加工を行なうときには、一方の刃先先端に仮想刃先点
（32）を設け、この仮想刃先点（32）を制御点として加
工を行なっている。例えば第30図に示すように左側の仮
想刃先点（32）を制御点として、第31図に示す最終加工
形状（33）を加工するときは、最終加工形状（33）その
ものの幅を工具幅に相当する幅だけ縮めて変形した加工
形状（34）を作成してから、刃先先端の半径補正を行な
ったオフセット形状（35）にしたがって工具（31）を移
動して加工を行なっていた。

しかし、両側に刃のある工具のうち両側の刃先先端半径
が異なる場合には、それぞれの刃先先端半径を考慮した
オフセット形状の作成方法が従来なかったため、数値制
御装置付き工作機械（以下単にNC装置という）で旋削加
工を行なう場合には第32図の説明図に示すように片側に
刃のある切削工具（36）が用いられていた。

第32図において、（13）は円柱形状の被加工材、（14）
は最終加工形状、（15）はチャック、（16）は回転中心
線であり、被加工材（13）はチャック（15）につかま
れ、主軸の回転によって回転中心線（16）を中心として
回転する。この回転する被加工材（13）に対して、切削
工具（36）が水平方向であるＺ軸方向と垂直方向である
Ｘ軸方向に移動することにより加工を行なっている。こ
の加工の際には、最終加工形状（14）を切削工具（36）
の刃先角度に応じて削れる形状（37）に変更する。

次に、この切削工具（36）のオフセット形状の作成方法
について、第33図に示した説明図を参照して説明する。
第33図において（R0−R1−R2−R3−R4−R5−R6−R7−R
8）は最終加工形状（14）を示し、（R0−Q0−R2−R3−Q
1−R5−R6−R7−R8）は切削工具（36）の刃先角度によ
り補正した形状（37）である。この補正した形状（37）
を切削工具（36）で加工する場合、切削工具（36）の制
御は刃先先端半径r₃の中心c₃によって行なう。したがっ
て、上記形状（37）を切削工具（36）の刃先先端半径r₃
だけ補正した形状（P0−P1−P2−P3−P4−P5−P6−P7−
P8−P9−P10）が切削工具（36）を制御する制御中心の
形状、即ちオフセット形状である。

この（R0−R1……R8）で示した最終加工形状（14）に基
づいて、（P0−P1……P10）で示した切削工具（36）を
制御するためのオフセット形状（38）を作成する際の処
理方法を第34図に示したフローチャートに基いて説明す
る。

処理開始により、最終加工形状（14）の（R0−R1−R2）
と（R3−R4−R5）の部分を切削工具（36）の刃先角度に
応じて削れる形状（R0−Q0−R2）と（R3−Q1−R5）に補
正する刃先形状の補正を行なう（ステップS31）。次に
始点（R0）から刃先先端半径r₃だけ垂直に離れた点（P
0）を求め、この点（P0）を始点ブロックとする（ステ
ップS32）。なお、始点（R0）を含めてすべての形状ブ
ロックはそれぞれ例えば第35図に示すデータ構造（39）
となっている。

このデータ構造（39）のフラグ部には最終形状か否かの
情報と、始点，直線，円弧の何れであるかを示す情報と
が書込まれている。X,Zには始点を示すブロックの場合
は始点（R0）の座標値が、その他の形状ブロックの場合
は終点が書込まれている。例えば（R0−Q0）を示すブロ
ックでは点（Q0）の座標値が書込まれている。またCX,C
Zには形状が円弧のときに、その中心の座標値が書込ま
れ、Ｒにはその半径が書込まれている。このデータ構造
（39）がメモリ上に第36図に示すように一連のブロック
列（39a〜39n）として蓄えられている。

そこで始点（R0）の処理が終った後、次のブロック（39
b）の処理を開始する。まず次のブロック（39b）の形状
を調べ（ステップS33）、そのブロックのフラグ部を見
て最終形状か否かを判断する（ステップ34）。そのブロ
ックが最終形状でないときには、終点までの工具のオフ
セット形状を作成する（ステップS35）。例えば（R0−Q
0）を示すブロック（39b）の場合には点（Q0）に対して
刃先の先端半径分をシフトしたオフセット形状（P1）の
データブロックを作成する。そして、このデータブロッ
クをそれ以前に作成されたオフセット形状のデータブロ
ック列の後方に書込む（ステップS36）。このような処
理を順次繰返して最終形状に達すると、（P0−P1…P1
0）で示す切削工具（36）の制御中心の形状であるオフ
セット形状（38）のデータブロック列が作成されて処理
を終了する。このオフセット形状のデータブロック列の
データに基いて切削工具（36）を制御して（R0−Q0…R
8）で示す形状（37）の加工を行なう。

［発明が解決しようとする課題］従来のNC装置は上記のように、切削工具（36）の刃先角
度に応じて最終加工形状（14）の（R0−R1−R2）と（R3
−R4−R5）の部分を（R0−Q0−R2）と（R3−Q1−R5）の
ように刃先形状補正を行なう必要があり、第37図の（R0
−R1−Q0−R0）と（R3−R4−Q1−R3）とに示す部分に削
り残しが出来る。このため、削り残しの部分をさらに別
の切削工具（40）で加工する必要があり、この削り残し
の部分の形状を計算する等に工数を要し、さらに再加工
にも時間を要するという問題点があった。

また、切削工具（36）の１つ刃先の先端半径だけでオフ
セット形状を作成しているので、ノーズＲが２つあって
刃の両側で切削できる切削工具の位置を制御するための
オフセット形状を作成することができず、NC装置を用い
た工作機械においては両側に刃を有する切削工具で能率
よく加工することができないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、両側に刃のある工具のオフセット形状を求め
ることを可能にしたオフセット形状の作成方法を得るこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明に係るオフセット形状の作成方法は、両側に刃
があり各々ノーズＲを有し、回転する被加工物に対して
水平及び垂直方向に移動する工具を用い、加工形状の垂
直方向座標値が増加するときは基準とする側の刃で、加
工形状の垂直方向座標値が減少するときは反対側の刃で
旋削加工する場合、更に、両側に刃があり各々ノーズＲ
を有し、両側の刃が所定の傾斜角度θもって結ばれ、回
転する被加工物に対して水平及び垂直方向に移動する工
具を用い、加工形状の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度
θより小さいときには基準とする一方の刃で、加工形状
の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度θより大きいときに
は反対側の刃で旋削加工する場合に適用され、次の処理
が成される。

（ａ）上記基準とする側の刃で加工するときは、最終加
工形状に対して基準とする側の刃先先端半径分だけオフ
セットしたオフセット形状を作成する。

（ｂ）上記反対側の刃で加工するときは、最終加工形状
に対して反対側の刃先先端半径分だけオフセットし、か
つ基準とする側の刃先先端半径中心と反対側の刃先先端
半径中心とを結ぶベクトル分だけシフトしたオフセット
形状を作成する。

（ｃ）基準とする側の刃を反対側の刃に切換えるとき
は、最終加工形状の切換点前後のオフセット形状を求
め、この形状を連結して切換点のオフセット形状を作成
する。

（ｄ）反対側の刃を基準とする側の刃に切換えるとき
は、最終加工形状の切換点前後のオフセット形状を求め
て各々連結し、かつ連結して形成された閉ループを除去
して切換点のオフセット形状を作成する。

［作用］この発明においては、加工プログラムの加工形状に応じ
て両側に刃のある工具のオフセット形状を作成するよう
にしたので、NC装置で両側にノーズＲのある切削工具を
使用して被加工物の加工を行なうことができる。

［実施例］以下この発明の第１の実施例に係るオフセット形状の作
成方法について説明する。第１図はこの発明の第１の実
施例に係る方法を実施するための装置を示すブロック図
である。図において、（１）は数値制御装置で、（２）
はCPU、（３）はシステムプログラムや加工プログラム
が格納されたメモリ、（４）は入力手段であるキーボー
ド、（５）はCRT、（６）は軸移動制御部やサーボ増幅
器等からなるサーボ駆動手段である。

（７）は数値制御装置（１）により制御される旋盤で、
（８）はサーボ駆動手段（６）からの制御信号に基づい
て切削工具（11）を被加工物（13）の回転方向であるＺ
軸方向と、回転軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ独
立して移動する２台のサーボモータを有する駆動部であ
る。（10）はチャック（15）を介して被加工材（13）を
回転する主軸モータ、（11）は両側にノーズＲを有する
切削工具、（12）は切削工具（12）を保持する工具保持
体である。

上記のように構成されたNC装置において、両側にノーズ
Ｒのある切削工具を使用した加工プログラムを作成する
場合には、第２図に示すように加工の種類、工具の種類
及び加工すべき形状を表わしたプログラム画面（5a）が
CRT（５）に表示される。この加工の種類としては例え
ば外径旋削加工が表示され、工具の種類としては工具左
右の刃先先端半径の値であるノーズＲ値が表示される。
また、加工形状としては最終加工形状が直線、円弧等の
区別と、プログラム原点からの垂直方向であるＸ軸と水
平方向であるＺ軸の各座標値、円弧のときはその半径等
が表示される。

このCRT（５）に例えばプログラム画面（5a）として表
示された入力画面から、第３図の説明図に示すような被
加工材（13）の最終加工形状（14）のデータ構造を各々
作成して、一連のブロック列からなる加工プログラムと
してメモリ（３）に格納する。このメモリ（３）に格納
されるデータの構造及びブロック列は従来と同様であ
り、第35図及び第36図に示される構成になっている。な
お、第３図において、（12）はプログラム原点、（100,
5），（20,15）などの座標値はプログラム原点（12）を
基準とした最終加工形状（14）のＸ軸とＺ軸の座標値で
ある。

第４図はこの実施例に使用する両側にノーズＲを有する
切削工具（11）の刃先先端部の形状を示し、切削工具
（11）は左側にノーズＲ値がr₀のノーズＲ（11a）を有
し、右側にノーズＲ値がr₁のノーズＲ（11b）を有す
る。この左右のノーズＲ値r₀とr₁は大きさが異なり、例
えばr₀＜r₁とする。また、この切削工具（11）におい
て、左側のノーズＲ（11a）のノーズＲ中心c₀と右側の
ノーズＲ（11b）のノーズＲ中心c₁を結んだ直線のベク
トルをとする。

以下、この切削工具（11）を用いて最終加工形状に対し
て、左側のノーズＲ中心c₀を基準として切削工具（11）
を制御する場合のオフセット形状の作成方法の原理を第
５図から第10図を参照して説明する。

切削工具（11）を移動する処理としては、（Ａ）最終加工形状が水平であるため、切削工具（11）
が水平方向であるＺ軸方向にのみ移動する場合（以下、
水平処理という）、（Ｂ）第５図に示すように最終加工形状（R0−R1）のＸ
座標値が増加しているため、切削工具（11）がＺ軸方向
に移動すると共にＸ軸の座標値が増加する方向に移動す
る場合（以下、増加処理という）、（Ｃ）第６図に示すように最終加工形状（R0−R1）のＸ
座標値が減少しているため、切削工具（11）がＺ軸方向
に移動すると共にＸ軸の座標値が減少する方向に移動す
る場合（以下、減少処理という）及びこれらの各処理を
組合せた処理がある。

第４図に示す左右にノーズＲ（11a）（11b）のある切削
工具（11）を用いて被加工材（13）を加工するときに、
第５図に示す増加処理の場合は左側のノーズＲ（11a）
を用い、第６図に示す減少処理の場合は右側のノーズＲ
（11b）を用いて切削する。一方、水平処理の場合は、
その前の処理で使用した側のノーズＲを用いて切削す
る。すなわちその前の処理が増加処理であった後の水平
処理は左側のノーズＲ（11a）を用い、その前の処理が
減少処理であった後の水平処理は右側のノーズＲ（11
b）を用いて切削する。

したがって、増加処理から減少処理に切換わる場合と、
前の処理が増加処理であった後の水平処理から減少処理
に切換わる場合には左側のノーズＲ（11a）から右側の
ノーズＲ（11b）に切換える必要がある。また、減少処
理から増加処理に切換わる場合と、前の処理が減少処理
であった後の水平処理から増加処理に切換わる場合には
右側の刃から左側の刃に切換える必要がある。

このように切削工具（11）のノーズＲ（11a）（11b）を
切換えながら使用して被加工材（13）を加工する場合で
あっても、切削工具（11）の制御は一点で行なう必要が
ある。いま、この切削工具（11）の制御点を左側のノー
ズＲ中心c₀とすると、切削工具（11）を制御する形状は
最終加工形状（14）上に切削工具（11）をすべらしたと
きの左側のノーズＲ中心c₀の軌跡となる。

そこで、第５図に示すように最終加工形状（R0−R1）が
増加している場合には、最終加工形状（R0−R1）に対し
て左側のノーズＲ値r₀だけオフセットしたオフセット形
状（P0−P1）を求めれば増加処理における切削工具（1
1）のオフセット形状を得ることができる。

また、第６図に示すように最終加工形状（R0−R1）が減
少している場合には、最終加工形状（R0−R1）に対して
右側のノーズＲ値r₁だけオフセットしたオフセット形状
を作成した後、第４図に示す左右のノーズＲ中心c₀,c₁
を結んだベクトルだけシフトしたオフセット形状（P0
−P1）を求めれば、減少処理における切削工具（11）の
制御形状を得ることができる。

次に、切削工具（11）の左右のノーズＲ（11a）（11b）
を切換えて切削する場合の切換点における切削工具（1
1）のオフセット形状の作成方法について説明する。

第７図に示すように、最終加工形状（R0−R1）が増加処
理、最終加工形状（R1−R2）が点（c_R）を中心とした半
径r_Rの円弧からなる減少処理となっている場合には、最
終加工形状（R0−R1）は切削工具（11）の左側のノーズ
Ｒ（11a）で切削し、最終加工形状（R1−R2）は右側の
ノーズＲ（11b）で切削する。この左右のノーズＲの切
換点（R1）に対する刃先先端のオフセット形状は（P1−
P2−P3）となる。ここで（P1）は切換点（R1）において
最終加工形状（R0−R1）に対して垂直に左側のノーズＲ
値r₀だけオフセットした点、（P2）は切換点（R1）でＸ
軸方向に左側のノーズＲ値r₀だけオフセットした点であ
り、オフセット形状（P1−P2）は切換点（R1）を中心と
した半径r₀の円弧形状である。（P3）は切換点（R1）か
らＸ軸方向に右側のノーズＲ値r₁だけ離れたノーズＲ中
心c₁からベクトルだけシフトした点であり、（P2−P
3）は点（P2）と点（P3）を結んだ直線形状である。こ
の場合、円弧（R1−R2）のオフセット形状（P3−P4）は
円弧の中心が円弧（R1−R2）の中心（c_R）からベクトル
だけシフトした点（c_P）となり、半径r_Pは（r_R＋r₁）
となる。このようにして得られた（P0−P1−P2−P3−P
4）を結ぶことにより切削工具（11）のオフセット形状
を得ることができる。

第８図に示すように前の処理が増加処理であった後の水
平処理（R0−R1）から減少処理（R1−R2）に切換わる場
合の切換点（R1）に対する刃先先端のオフセット形状
も、第７図に示した場合と同様にして（P1−P2）として
得られる。

また、第９図に示すように最終加工形状（R0−R1）が減
少処理、最終加工形状（R1−R2）が増加処理となってい
る場合には、最終加工形状（R0−R1）は右側のノーズＲ
（11b）で切削し、最終加工形状（R1−R2）は左側のノ
ーズＲ（11a）で切削する。この右左のノーズＲ（11b）
（11a）に対する刃先先端のオフセット形状は（P1−P2
−Q0）で定まる。ここで、（P1）は右側のノーズＲ値r₁
で作る円が最終加工形状（R0−R1）と最終加工形状（R1
−R2）に接したときの右側のノーズＲ中心c₁からベクト
ルだけシフトした点であり、（P2）は左側のノーズＲ
値r₀で作る円が最終加工形状（R0−R1）と最終加工形状
（R1−R2）に接したときの左側のノーズＲ中心c₀であ
る。このようにして得られた（P0−P1−P2−P3）を結ぶ
と、直線（P0−P1）と直線（P2−P3）は点（Q0）に交点
を有し、（Q0−P1−P2−Q0）は閉ループを形成する。そ
こで、この閉ループを除去した（P0−Q0−P3）を結ぶこ
とにより切削工具（11）のオフセット形状を得ることが
できる。

第10図に示すように、前の処理が減少処理であった後の
水平処理（R0−R1）から増加処理（R1−R2）に切換わる
場合も、第９図に示した場合と同様に（P1），（P2）を
求め、その閉ループである（P2−P1−P2）を除去するこ
とにより、切換工具（11）のオフセット形状を（P0−P2
−P3）として得ることができる。

次に、第１図に示したNC装置で第４図の切削工具（11）
を用い、左側のノーズＲ中心c₀を基準として、第３図に
示した最終加工形状（14）を切削する場合のオフセット
形状の作成方法について第11図の形状説明図及び第12図
のフローチャートを参照しながら説明する。

第11図に示すように、最終加工形状（14）は（R0−R1−
R2−R3−R4−R5−R6−R7−R8）で定まっているものとす
る。この最終加工形状（14）に対する切削工具（11）の
刃先先端を補正したオフセット形状を求めるには、メモ
リ（３）に入力された最終加工形状（14）の加工プログ
ラムに表示された加工形状等のデータ（第35図及び第36
図参照）をCPU（２）に取り込んで次の演算処理を行
う。

CPU（２）では入力されたデータにより、まず始点（R
0）の処理を行なう（ステップS1）。ここで、最終加工
形状（R0−R1）は第11図に示す例では減少処理のため、
始点（R0）の処理として右側のノーズＲ値r₁だけオフセ
ットした後、ベクトルだけシフトして（P0）点を求
め、この点（P0）をオフセット形状の始点ブロックデー
タとしてメモリ（３）内のオフセット形状フアイル（図
示せず）に格納する。この始点（R0）の処理が終った
後、次の最終加工形状のデータブロックの形状を調べ
（ステップS2）、このブロックのフラグ部（第35図参
照）を見て最終形状か否かを判断する（ステップS3）。
このブロックが最終形状でないときは、前々回のブロッ
クと前回のブロック及び今回のブロックのＸ座標値の増
減を調べ、左右のノーズＲ先の切換えの有無を判断する
（ステップS4）。この左右のノーズＲの切換えの有無判
断の結果、例えば点（R1）のように左右のノーズＲ（11
a）（11b）の切換えがないときには、ノーズＲの切換処
理なしで最終加工形状（R0−R1）における切換工具（1
1）のノーズＲ値分をオフセットした終点（P1）を求め
（ステップS5）、始点（P0）と終点（P1）を連結して工
具制御経路としてのオフセット形状（P0−P1）のデータ
ブロックを作成し、オフセット形状フアイルの先に格納
されたデータの直ぐ後に格納する（S6）。また、例えば
点（R2）のように水平処理から増加処理に切換わるた
め、右側のノーズＲ（11b）から左側のノーズＲ（11a）
に切換える場合には、第10図に示す刃先切換処理により
ノーズＲ値分をオフセットして終点（P2）を求め（ステ
ップS7）、このブロックの始点（P1）と終点（P2）を連
結してオフセット形状（P1−P2）のデータブロックを作
成してオフセット形状フアイルに同様に格納する（ステ
ップS6）。

以上の処理を最終形状まで繰返し行なって、（P0−P1−
P2−P3−P4−P5−P6−P7−P8−P9−P10−P11−P12）か
らなるオフセット形状のデータブロック列を作成する。
このオフセット形状（P0−P1……P12）のデータブロッ
ク列から閉ループ（P3−P2−P3），（P6−P7−P6），
（Q0−P6−P8−Q0）を各々除去して、第13図に示す切削
工具（11）のノーズＲ値を考慮した（P0−P1−P3−P4−
P5−Q0−P10−P11−P12）からなるオフセット形状（1
7）のデータブロック列を得て（ステップS8）、処理を
終了する。

したがって、最終加工形状（14）を両側にノーズＲのあ
る切削工具（11）で切削する場合は、切削工具（11）の
左側のノーズＲ中心c₀をオフセット形状（17）に沿って
移動することにより、両側のノーズＲで最終加工形状
（14）を得ることができる。この場合、切削工具（11）
の左側のノーズＲ中心c₀を、第14図に示すように、最初
に（ａ−P0−P12−ｂ−ｃ）という経路（18）で移動
し、次に（ｃ−P0−ｄ−P10−P11−P12−P0）という経
路（18）で移動し、最後に（P0−P1−P3−P4−P5−Q0−
P10−P11−P12）という経路（18）で移動すれば良い。

なお、上記実施例は切削工具（11）の左側のノーズＲ中
心c₀を基準として制御する場合の切削工具（11）のオフ
セット形状を求める場合について説明したが、切削工具
（11）の右側のノーズＲ中心c₁を基準としても、上記実
施例と同様に切削工具（11）のオフセット形状を求める
ことができる。

次に、この発明の第２の実施例に係るオフセット形状の
作成方法について説明する。

第15図はこの実施例に使用される切削工具の刃先の説明
図であり、刃先の左と右にそれぞれノーズＲ値r₁,r₂の
ノーズＲ（11a），（11b）を有し、２つのノーズＲ（11
a），（11b）間を結ぶ直線（19）の傾斜角が（θ）とな
っている。第15図において、c₁はノーズＲ（11a）のノ
ーズＲ中心、c₂ノーズＲ（11b）のノーズＲ中心、は
ノーズＲ中心c₁とノーズＲの中心c₂とを結んだベクトル
である。

まず、最終加工形状（14）に対するオフセット形状（1
7）を作成する際の原理を第16図から第26図を参照しな
がら説明する。この説明においては切削工具（11）を制
御する点は第15図に示す左側のノーズＲ（11a）のノー
ズＲ中心c₁とする。

最終加工形状（14）のあるブロックが直線の場合は、そ
の直線と被加工物（13）の回転軸と同方向であるＺ軸と
のなす角をθ_１とし、円弧の場合は円弧の接線とＺ軸と
のなす角をθ_１とすると、第16図に示すように切削工具
（11）がＺ軸方向に移動すると共にＸ軸座標が減少し、
θ_１≦θのときは切削工具（11）の左側のノーズＲ（11
a）で切削するので、そのノーズＲ中心c₁の軌跡がオフ
セット形状（17）となる。また、第17図に示すようにθ
_１＞θのときは、切削工具（11）の右側のノーズＲ（11
b）で切削するが、切削工具（11）を制御する点は左側
のノーズＲ中心c₁であるため、最終加工形状（14）に対
して右側のノーズＲ値r₂だけオフセットした右側のノー
ズＲ中心c₂の形状を求めた後、２つのノーズＲ中心c₁,c
₂を結んだベクトルだけシフトした形状がオフセット
形状（17）となる。

したがって、最終加工形状（14）の各ブロックの傾斜角
度θ_１と切削工具（11）の角度θの大小により切削する
ノーズＲ（11a），（11b）を切換える必要がある。

第18図は最終加工形状（14）のあるブロックの傾斜角度
θ_１に対して次ブロックの傾斜角度がθ_２に変化すると
きの切削するノーズＲ（11a），（11b）の切換状況を示
す。第18図において（左），（右）は切削するノーズＲ
が左側のノーズＲ（11a）であるか、右側のノーズＲ（1
1b）であるかを示し、（右→左）あるいは（左→右）は
切削するノーズＲ（11a），（11b）を切換える場合を示
す。

第19図に示すように最終加工形状（16）の当該ブロック
（R0−R1）と次ブロック（R1−R2）の傾斜角度θ₁,θ_２
が共に切削工具（11）の角度θより小さいときは、当該
ブロックと次ブロックとも左側のノーズＲ（11a）で切
削を行なう。したがって、その刃先半径であるノーズＲ
値r₁でオフセット形状（17）を作成する。また、第20図
に示すように当該ブロック（R0−R1）と次ブロック（R1
−R2）の傾斜角度θ₁,θ_２が共に切削工具（11）の角度
θより大きいときは、当該ブロックと次ブロックは右側
のノーズＲ（11b）で切削を行なう。この場合は右側の
ノーズＲ（11b）のノーズＲ値r₂で補正形状（20）を作
成して、ノーズＲ中心c₁,c₂間のベクトルをシフトし
てオフセット形状（17）を作成することにより、当該ブ
ロック（R0−R1）の終点（R1）のオフセット形状は（P1
−P1′）として得られる。

また、第21図に示すように最終加工形状（14）が凸形の
形状で、当該ブロック（R0−R1）を左側のノーズＲ（11
a）で切削し、次ブロック（R1−R2）の傾斜角度θ_２が
θ_２＞θであるため、右側のノーズＲ（11b）で切削す
る場合の当該ブロックの終点（R1）におけるオフセット
形状（17）は次のようにして求める。

まず、当該ブロックの終点（R1）を通り、切削工具（1
1）の角度θと平行な直線（21）と垂直な直線（22）を
求める。次に左側のノーズＲ（11a）のノーズＲ値r₁を
用いて当該ブロック（R0−R1）のオフセット形状（P0−
P1−P1″）を求め、かつこのオフセット形状と直線（2
2）との交点（P1′）を求める。その後、右側のノーズ
Ｒ（11b）のノーズＲ値r₂を用い、次ブロック（R1−R
2）の補正形状（20）を（S1′−S2）として求めてか
ら、この補正形状S1′−S2）と直線（22）との交点（S
1）を求め、この点（S1）以降の補正形状（S1−S2）を
ベクトルだけシフトしてオフセット形状（Q1−Q1′−
Q2）を求める。

次に、オフセット形状（P1′）とオフセット形状（Q1）
との間を直線ブロックでつなぐ。その結果、当該ブロッ
ク（R0−R1）の終点（R1）のオフセット形状は（P1−P
1′−Q1−Q1′）として求められる。

また、第22図に示すように最終加工形状（14）が凹の形
状となり、当該ブロック（R0−R1）の傾斜角度θ_１がθ
_１＞θであるため、当該ブロック（R0−R1）は右側のノ
ーズＲ（11b）で切削し、次ブロック（R1−R2）を左側
のノーズＲ（11b）で切削する場合の当該ブロック（R0
−R1）の終点（P1）のオフセット形状は次のようにして
求める。

右側のノーズＲ（11b）ノーズＲ値r₂を用いて、当該ブ
ロック（R0−R1）と次ブロック（R1−R2）の補正形状
（20）を（S0−S1′−S2）と求め、この補正形状と直線
（22）との交点（S1）を求める。この点（S1）からベク
トルだけシフトしてオフセット形状（Q1）を求める。
次に左側のノーズＲ（11b）のノーズＲ値r₁を用い、当
該ブロック（R0−R1）と次ブロック（R1−R2）のオフセ
ット形状（17a）を求める。このオフセット形状（17a）
と直線（22）との交点（P1）を求めて、オフセット形状
（Q1）とオフセット形状（P1）を結ぶことにより、当該
ブロック（R0−R1）の終点（R1）のオフセット形状を求
めることができる。

一方、第23図に示すように最終加工形状（14）の当該ブ
ロック（R0−R1）と次ブロック（R1−R2）に対して右側
のノーズＲ（11b）のノーズＲ値r₂とベクトルで各々
求めたオフセット形状（Q0−Q1），（Q1−Q2）が交わら
ず、又当該ブロック（R0−R1）と次ブロック（R1−R2）
に対して左側のノーズＲ（11a）のノーズＲ値r₁で各々
求めたオフセット形状（P0−P1），（P1′−P2）も交わ
らない場合は、オフセット形状（Q1）と（Q1′），（Q
2）とP0）及び（P1）と（P1′）を直線ブロックで結
び、当該ブロック（R0−R1）の終点（R1）のオフセット
形状（17）を（Q1−Q1′−Q2−P0−P1−P1′）として作
成すれば良い。

また、第24図に示すように最終加工形状（14）の当該ブ
ロック（R1−R2）が円弧であるときは、円弧の始点（R
1）と終点（R2）の接線の傾斜角度（θ_Ｓ）と（θｅ）
を求め、θ_Ｓ≦θ，θｅ≦θ又はθ_Ｓ＞θ，θｅ＞θの
ときは、第19図及び第20図に示した直線の場合と全く同
様にして、オフセット形状（17）を（P0−P1−P2）とし
て求める。また、第25図に示すように最終加工形状（1
4）である円弧を当該ブロック（R0−R1）では左側のノ
ーズＲ（11a）で切削し、次ブロック（R1−R2）では右
側のノーズＲ（11b）で切削する場合には、第21図に示
した直線の場合と同様な処理を行ない、当該ブロック
（R0−R1）の終点（R1）のオフセット形状（17）は（P1
−Q1）として求められる。

更に、第26図に示すように最終加工形状（14）である円
弧を当該ブロック（R0−R1）では右側のノーズＲ（11
b）で加工し、次ブロック（R1−R2）を左側のノーズＲ
（11a）で加工する場合も、第22図に示した直線の場合
と同様な処理を行なうことにより、当該ブロック（R0−
R1）の終点（R1）のオフセット形状（17）は（Q1−P1）
として求めることができる。

次に、第１図に示したNC装置を使用した旋盤により、第
15図に示した切削工具（11）を用いて、左側のノーズＲ
（11a）のノーズＲ中心（C₁）を制御する点として第27
図に示した被加工材（13）の最終加工形状（14）を切削
する場合のオフセット形状の作成方法について、第28図
のフローチャートを参照して説明する。

最終加工形状（14）のデータはNC装置（１）のキーボー
ド（４）から入力され、メモリ（３）に格納される。

最終加工形状（14）が例えば第27図に示す例の場合に
は、最終加工形状（14）の各点（R0−R11）のＸ座標値
とＹ座標値がデータ構造（39）（第35図参照）のX,Yの
エリアに格納され、円弧を示すブロック（R4−R5）等に
おいては、円弧中心座標値C_X,C_Zと円弧半径ｒが格納さ
れている。さらにモードを示すエリアには始点，終点，
直線，円弧等を示すビットが各々セットされている。

上記のようにメモリ（３）に格納された最終加工形状
（14）のデータによりオフセット形状を作成するにあた
っては、まず前処理により例えば第27図のブロック（R2
−R3）のようにＺ軸方向に戻る形状で切削工具（11）で
切削することができない部分における点（R3）の位置を
点（R31）に変更する処理を、形状が戻っている部分す
べてについて行なう。

次に、最終加工形状（14）のデータブロック列の最初の
ブロックである始点（R0）における次ブロック（R0−R
1）の傾斜角度θ_１により切削工具（11）の左側のノー
ズＲ（11a）で切削するか、右側のノーズＲ（11b）で切
削するかを判断し、始点（R0）のオフセット形状（P0）
のデータブロックを作成してメモリ（３）に形成される
オフセット形状ファイル（図示せず）に格納する（ステ
ップS1）。

第27図に示す場合においては傾斜角度（θ_１）が切削工
具（11）の角度（θ）に対してθ_１＞θの関係にあり、
右側のノーズＲ（11b）で切削するため、右側のノーズ
Ｒ（r₂）だけオフセットした後、ベクトルだけシフト
して始点（R0）のオフセット形状（P0）を作成する。

次いで、オフセット形状作成の対象ブロックを次ブロッ
クである（R0−R1）に変更し（ステップS2）、このブロ
ック（R0−R1）が最終ブロックであるか否かをデータ構
造のモードエリアにより判断する（ステップS3）。ブロ
ック（R0−R1）が第27図に示すように最終ブロックでな
いときは次にこのブロック（R0−R1）が直線であるか円
弧であるかをデータ構造のモードエリアで判断する（ス
テップS4）。ブロック（R0−R1）が直線である場合はそ
の直線の傾斜角度θ_１を求め（ステップS5）、次ブロッ
ク（R1−R2）が直線か円弧かを判断する（ステップS
6）。この結果次ブロックが直線である場合にはその傾
斜角度θ_２を求め（ステップS7）、次ブロックが円弧で
ある場合にはその始点の接線の傾斜角度θ_２を求める
（ステップS8）。次ブロック（R1−R2）は直線であるた
めステップS7でその直線の傾斜角度（θ_２）が求められ
る。

次に、上記で求めた傾斜角度θ₁,θ_２及び切削工具（1
1）の角度θの値により、第18図に示すように切削する
ノーズＲ（11a），（11b）の切換の有無を判断し、その
結果により第19図から第23図に示した処理のいずれかを
行ない、ブロック（R0−R1）のオフセット形状（P0−P
1）のデータブロックを求め（ステップS9）、求めたオ
フセット形状（P0−P1）のデータブロックをオフセット
形状ファイルの先に格納されたデータの直ぐ後に格納す
る（ステップS10）。その後、ステップS2に戻り、オフ
セット形状の作成対象ブロックを次ブロック（R1−R2）
に変更し、上記処理を順次繰返して各ブロックのオフセ
ット形状を作成する。

このオフセット形状の作成の際、例えばブロック（R4−
R5）のように対象ブロックが円弧であるとステップS4で
判断したときには、その円弧の始点と終点における接線
の傾斜角度θ_Ｓとθｅとを各々求め（ステップS11）、
各傾斜角度θ_S,θｅと切削工具（11）の角度（θ）の値
を比較し、その大小を判断する（ステップS12）。

この判断の結果θ_Ｓ≦θ，θｅ≦θ又はθｅ＞θ，θｅ
＞θのときは円弧の終点における接線の傾斜角度（θ
ｅ）を（θ_１）とし（ステップS13）、以後ステップS6
に進み直線の場合と全く同じ処理を行ないオフセット形
状を例えば（P8−P9）と求める。またθ_Ｓ≦θ，θｅ＞
θ又はθ_Ｓ＞θ，θｅ≦θのときは、そのブロックの途
中でノーズＲ（11a），（11b）の切換えが行なわれるの
で、傾斜角度θ_S,θｅ及び切削工具（11）の角度θの値
により第25図又は第26図に示すように切換点のオフセッ
ト形状を作成し（ステップS14）、このオフセット形状
のデータブロックをオフセット形状ファイルの先に格納
されたデータの直ぐ後ろに格納する（ステップS15）。
その後、この円弧の終点における接線の傾斜角度θｅを
θ_１とし（ステップS16）、ステップS6に進み以後の処
理を行なう。

このように最終加工形状（14）の各ブロックのオフセッ
ト形状を最終ブロックまで順次作成し、作成したオフセ
ット形状のデータブロックをオフセット形状ファイルの
後方へ次々とつないでいく。最終加工形状（14）のブロ
ックがステップS3で最終ブロックと判断されると、最終
ブロック（R10−R11）の終点（R11）の後処理が行なわ
れる（ステップS17）。この後処理は前処理と同様に終
点（R11）のオフセット形状（P22）を求め、このオフセ
ット形状（P22）のデータブロックをオフセット形状フ
ァイルに上述の場合と同様にして格納し、データブロッ
ク列を形成していく。

以上の処理により最終加工形状（14）の各ブロックのオ
フセット形状を作成してつなぐと第27図に示す（P0−P2
…P21−P22）のオフセット形状のデータブロック列が求
められる。このオフセット形状（P0−P2…P22）には閉
ループを含んでいるので、閉ループの各ブロック毎の交
点（Cr1），（Cr2），（Cr4），（Cr4）を求め、各閉ル
ープ（Cr1−P1−P2−Cr1），（Cr2−P7−P8−Cr2）等を
除去することにより、第27図に示すように最終加工形状
（14）をノーズＲ（11a），（11b）を有する切削工具
（11）で切削加工するときのオフセット形状（17）を
（P0−Cr1−P3−P4−P5−P6−Cr2−P9−P10−P11−Cr3
−P16−P17−P18−Cr4−P22）として求めて（ステップS
18）、オフセット形状（17）を求める処理を終了する。

なお、上記実施例においては左側のノーズＲ中心（C₁）
を制御する点として最終加工形状（14）に対するオフセ
ット形状（17）を求める場合について説明したが、右側
のノーズＲ中心（C₂）を制御する点としても、上記実施
例と同様に、両側のノーズＲ（11a），（11b）で加工す
る場合のオフセット形状を求めることができる。

また、第１の実施例は第２の実施例における２つのノー
ズＲの間を結ぶ直線の傾斜角θが０の場合と考えて処理
しても同様の結果を得ることが出来るが、水平の場合は
第１の実施例の様に特殊ケースとして扱った方が演算速
度が速くなる。

また、上記の第１及び第２の実施例においては自動プロ
グラム入力装置付きの数値制御装置について説明した
が、通常NC加工プログラムに使用されるEIAコードの入
力による形状入力の場合も上記実施例と同様に適用する
ことができる。

［発明の効果］この発明は以上説明したように最終加工形状に応じて両
側にノーズＲのある切削工具の一方の刃先の中心を制御
点としたオフセット形状を作成するようにしたので、数
値制御装置を使用した工作機械において両側に刃のある
切削工具を用いた加工を行なうことができる。また、両
側に刃のある切削工具を使用すると例えば往復加工も可
能となるので、加工時間を短縮することができる効果も
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る方法を実施する
ための装置を示すブロック図、第２図は上記実施例にお
けるプログラム画面図、第３図は上記実施例の最終加工
形状を示す説明図、第４図は上記実施例に使用する両側
に刃のある切削工具の刃先先端部を示す正面図、第５図
から第10図は各々上記実施例におけるオフセット形状の
作成原理を示す説明図、第11図は第３図に示した最終加
工形状に対する切削工具のオフセット形状の作成処理の
説明図、第12図は第11図に示した処理の流れを示すフロ
ーチャート、第13図は上記実施例による切削工具の制御
形状を示す説明図、第14図は上記実施例により加工を行
なう際の切削工具の移動経路を示す説明図である。第15図はこの発明の第２の実施例に係る方法において使
用される切削工具の刃先先端部を示す正面図、第16図及
び第17図は各々第15図に示した切削工具による切削状態
を示す説明図、第18図は上記切削工具の左右ノーズＲの
切換状態を示す説明図、第19図から第26図は各々上記切
削工具によるオフセット形状を求める際の原理を示す説
明図、第27図は上記実施例の動作を示す説明図、第28図
は上記実施例の動作の流れを示すフローチャート、第29
図は上記実施例により求めたオフセット形状を示す説明
図である。第30図は従来の両側に刃のある工具の刃先先端部を示す
正面図、第31図は第30図に示した工具の制御形状を示す
説明図、第32図は従来例の最終加工形状を示す説明図、
第33図は従来例の工具の制御形状を示す説明図、第34図
は第18図に示した工具の制御形状を作成する処理の流れ
を示すフローチャート、第35図及び第36図は加工プログ
ラムのデータ構造を示す説明図、第37図は従来例の再加
工を示す説明図である。（１）……数値制御装置、（２）……CPU、（３）……
メモリ、（４）……キーボード、（５）……CRT、
（６）……サーブ駆動機構、（７）……工作機械、（1
3）……被加工物、（14）……最終加工形状、（17）…
…オフセット形状。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 19/4093

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両側に刃がありそれぞれノーズＲを有し、
回転する被加工物に対して水平及び垂直方向に移動する
工具を用い、加工形状の垂直方向座標値が増加するとき
は基準とする側の刃で、加工形状の垂直方向座標値が減
少するときは反対側の刃で旋削加工する際のオフセット
形状の作成方法であって、（ａ）上記基準とする側の刃で加工するときは、最終加
工形状に対して基準とする側の刃先先端半径分だけオフ
セットしたオフセット形状を作成し、（ｂ）上記反対側の刃で加工するときは、最終加工形状
に対して反対側の刃先先端半径分だけオフセットし、か
つ基準とする側の刃先先端半径中心と反対側の刃先先端
半径中心とを結ぶベクトル分だけシフトしたオフセット
形状を作成し、（ｃ）基準とする側の刃を反対側の刃に切換えるとき
は、最終加工形状の切換点前後のオフセット形状を求
め、この形状を連結して切換点のオフセット形状を作成
し、（ｄ）反対側の刃を基準とする側の刃に切換えるとき
は、最終加工形状の切換点前後のオフセット形状を求め
て各々連結し、かつ連結して形成された閉ループを除去
して切換点のオフセット形状を作成することを特徴とするオフセット形状の作成方法。
【請求項２】両側に刃がありそれぞれノーズＲを有し、
両側の刃が所定の傾斜角度θもって結ばれ、回転する被
加工物に対して水平及び垂直方向に移動する工具を用
い、加工形状の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度θより
小さいときには基準とする一方の刃で、加工形状の垂直
方向の傾斜角が前記傾斜角度θより大きいときには反対
側の刃で旋削加工する際のオフセット形状の作成方法で
あって、（ａ）上記基準とする側の刃で加工するときは、最終加
工形状に対して基準とする側の刃先先端半径分だけオフ
セットしたオフセット形状を作成し、（ｂ）上記反対側の刃で加工するときは、加工形状に対
して反対側の刃先先端半径分だけオフセットし、かつ基
準とする側の刃先先端半径中心と反対側の刃先先端半径
中心とを結ぶベクトル分だけシフトしたオフセット形状
を作成し、（ｃ）基準とする側の刃を反対側の刃に切換えるとき
は、最終加工形状の切換点前後のオフセット形状を求
め、この形状を連結して切換点のオフセット形状を作成
し、（ｄ）反対側の刃を基準とする側の刃に切換えるとき
は、最終加工形状の切換点前後のオフセット形状を求め
て各々連結し、かつ連結して形成された閉ループを除去
して切換点のオフセット形状を作成することを特徴とするオフセット形状の作成方法。