JPH0825182A - 切削状態表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被削材が適切な切削条件で切削されているか
を容易に判定すること。 【構成】 入力部から入力された工具、被削材の材質お
よび切削速度等の切削条件にそれぞれ対応した切削屑の
形状データを切削屑形状記憶部から読出し、その形状デ
ータに対応した切削屑の画像を表示部に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切削加工などの機械加
工をするＮＣ制御の旋盤やマシニングセンタなどの工作
機械の切削動作をシミュレートし、被削材の切削状態を
表示する切削状態表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＮＣ制御を用いた機械加
工をする工作機械において、移動するカッタなどの工具
の軌跡をグラフィック表示するものが知られている。

【０００３】一方、特開昭６３−２９８５７１号公報に
記載されているように、工具の移動により被削材が切削
されていく状態を表現するために、塗りつぶした被削材
の切削領域を工具の移動に伴って削除していくものも知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被削材を切
削する際、材質、工具の切り込み深さ、送りピッチ等の
切削条件を適切に選定する必要がある。もし、選定を誤
った場合は、工具の破損、被削材の破損、切削屑の予期
せぬ方向への飛散による怪我などの事故が発生し、好ま
しくない。

【０００５】しかし、上記従来技術にあっては、工具の
軌跡を単に表示し、または被削材の切削下降の進捗状況
を表示するのみであるため、いずれも被削材がどのよう
な面粗さで切削されているかなど、適切な切削条件で切
削されているかを容易に判定することができず、工具の
破損等の事故を未然に認識できないという問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、被削材が適切な切削条件
で切削されているかを容易に判定することができる切削
状態表示装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、工具、被削材の材質および切削速度等の切
削条件にそれぞれ対応した切削屑の形状データを記憶し
た切削屑形状記憶部と、工具、被削材の材質および切削
速度等の切削条件を入力する入力部と、この入力部から
入力された工具および被削材の形状を画面に表示する表
示部と、前記入力部から入力された工具、被削材の材質
および切削速度等の切削条件にそれぞれ対応した切削屑
の形状データを前記切削屑形状記憶部から読出し、その
形状データに対応した切削屑の画像を前記表示部に表示
させる切削屑画像生成部とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記手段によれば、入力部から工具、被削材の
材質および切削速度等の切削条件を与えると、工具およ
び被削材の形状が表示部画面に表示される。

【０００９】そこで、切削加工の模擬演算を指令する
と、切削屑画像生成部は工具、被削材の材質および切削
速度等の切削条件にそれぞれ対応した切削屑の形状デー
タを切削屑形状記憶部から読出し、その形状データに対
応した切削屑の画像を表示部に表示させる。

【００１０】これにより、切削加工の進捗状況だけでな
く、切削屑の形状が判明し、切削条件が適切であるかど
うかを簡単に判別することができ、切削条件が不適切で
あることに起因する工具等の破損を未然に認識すること
が可能になる。

【００１１】なお、工具と被削材と切削条件が決定され
ると、どのような切り屑が発生するかは、ツールエンジ
ニア編集部編著「ＮＣ工作機械活用マニュアル」（大河
出版１９９０年，ｐ．１００〜１０３）に詳しく述べら
れているので、ここでは説明を省略する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳
細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例を示すブロック
図であり、工具、被削材の材質および切削速度等の切削
条件にそれぞれ対応した切削屑の形状データを記憶した
切削屑形状記憶部１と、工具、被削材の材質および切削
速度等の切削条件を入力する入力部２と、この入力部２
から入力された工具および被削材の形状を画面に表示す
る表示部３と、切削加工の進捗状況に応じた被削材の形
状を模擬演算するなどの処理を行う処理部４とから構成
されている。

【００１４】処理部４は、切削条件で示される切削加工
の進捗状況に応じた被削材の形状を模擬演算し、表示部
３に表示された被削材の形状を変化させる模擬演算部４
１と、入力部２から入力された工具、被削材の材質およ
び切削速度等の切削条件にそれぞれ対応した切削屑の形
状データを切削屑形状記憶部１から読出し、その形状デ
ータに対応した切削屑の画像を表示部３に表示させる切
削屑画像生成部４２と、切削条件を変更するデータ変更
部４３とから成っている。

【００１５】図２は、切削形状記憶部１に記憶された切
削屑形状データの構造を示すもので、工具種別１１を記
憶したブロックが複数設けられ、これらの各ブロック内
にはさらに被削材の材質１２を記憶した領域が複数個設
けられている。

【００１６】さらに、被削材の材質１２の各記憶領域内
には、切削速度１３を記憶した複数の領域が形成され、
さらにその各領域には切り込み深さ１４、送りピッチ１
５をそれぞれ記憶した領域が階層構造で形成され、送り
ピッチ１５の各領域には図示のような形状を示す切削屑
データ形状データ１６が記憶されている。

【００１７】図３は、以上の構成に係る動作を示すフロ
ーチャートであり、入力部２から工具、被削材の材質の
データを入力し、さらに切削速度，切り込み深さ等の切
削条件の情報を入力する（ステップ３０１）。

【００１８】ここで、工具に関する情報は、刃部の材質
および刃部の形状、すくい角、チップブレーカの形状な
どで区別されたものである。また、被削材の材質に関す
る情報は、材種，硬さなどで区別されたものである。

【００１９】このような工具、被削材の材質、さらに切
削速度，切り込み深さ等の切削条件から成る切削情報が
入力されたならば、処理部４の模擬演算部４１は工具３
２および被削材３３の初期形状を表示部３の画面に図４
のように表示させる。

【００２０】この場合、工具３２および被削材３３の表
示の仕方については、例えば前記特開昭６３−２９８５
７１号公報に示されているように公知であるので詳しい
説明は省略する。

【００２１】そこで、切削加工の模擬演算を指令する
と、模擬演算部４１は切削条件で示される切削加工の進
捗状況に応じた被削材３３の形状を模擬演算し、表示部
３に表示された被削材３３の形状を変化させる（ステッ
プ３０２）。

【００２２】また、切削屑画像形成部４２は、入力され
た切削情報を認識し、その切削情報に対応した切削屑形
状データを切削屑形状記憶部１から検索する（ステップ
３０３）。

【００２３】例えば、工具種別１１として「Ｇ形ブレー
カ」、被削材質１２として「Ｓ４８Ｃ（ＪＩＳ規
格）」、切削速度１３として「１６０ｍｍ／分」、切り
込み深さ１４として「２．０ｍｍ」、送りピッチ１６と
して「０．３ｍｍ／ｒｅｖ」が入力されたとすると、図
２に示す切削屑形状データ１７を検索する。

【００２４】そして、この検索した切削屑形状データ１
７を対応する切削屑形状の画像に変換し、表示部３の画
面に図４の符号３４で示すように表示させる（ステップ
３０４）。

【００２５】ここで、切削屑形状３４に関する切削条件
の情報は、オペレータがカーソル３７で切削屑形状３４
を指示することにより、切削屑情報表示ウィンドウ３８
内に図示のように文字表示される。

【００２６】このようにして切削加工状況を模擬表示し
ている途中で、切削条件を変更したい場合（ステップ３
０５）、新たな切削条件を入力部２から入力すると、切
削屑画像生成部４２はステップ３０３と同様にして新た
な切削条件に合った切削屑形状データを記憶部１から検
索し、図４の符号３５，３６で示すような切削屑形状を
表示させる。

【００２７】また、模擬演算部４１は新たな切削条件で
被削材３３の形状変化を求め、表示部３に表示させる。

【００２８】ここで、切削屑形状３４が適切でない形状
場合は、切削屑形状３４をカーソル３４で指定する。デ
ータ変更部４３は図５に示すように切削屑情報表示ウィ
ンドウ４０内に現在の切削条件を表示させる。そこで、
入力部２から新たな切削条件を入力すると、その新たな
切削条件に合った切削屑形状が切削屑画像生成部４２で
生成され、表示される。

【００２９】図５においては、切込み深さを「２」から
「１」に変更した時に、切削屑形状３４に代えて新たな
切削屑形状３９が表示されたことを示している。

【００３０】このようにして切削屑形状が適切な形状に
なるまで切削条件を変更し、切削加工の進捗状況を切削
屑の形状と共に表示させる。

【００３１】処理部４は、この間の切削条件および切削
屑形状のデータをオペレータの指示に応じて外部に出力
する（ステップ３０６）。

【００３２】このようにして切削屑の形状を表示するこ
とにより、切削条件が適切かどうかを容易に判断するこ
とができる。この結果、切削条件が不適切であることに
起因する工具や被削材の破損等の事故を未然に確認する
ことができる。

【００３３】ここで、「旋盤加工マニュアル」（大河出
版、１９８６年ｐ．２４〜２５）に記載されているよう
に、切削刃の傾き角によって切削屑の流出方向は容易に
算出することができるので、処理部４内に流出方向演算
部を設け、図６に示すように切削屑の流出方向を表示部
３に表示させるようにしてもよい。

【００３４】なお、図６は刃先形状が異なる３個の工具
６１，６２，６３に対し、切削屑の流出方向を太実線６
４，６５，６６で示している。

【００３５】このように切削屑の流出方向を表示するこ
とにより、切削屑の飛散による怪我を防止するための安
全対策を未然に講じることができる。この場合、切削屑
の流出方向は、音声で放置するようにしてもよい。

【００３６】なお、本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム
において切削状態の確認が必要な場合に適用されるだけ
でなく、実施例のような表示装置が組み込まれた工作機
械等において、実際の加工を行う前に、切削状態をシミ
ュレートし確認（検証）する場合に適用することができ
る。さらに、ターニングセンタやマシニングセンタ等の
他の工作機械の制御盤の表示部に本発明による切削状態
表示装置を適用することにより、同様の効果を得ること
ができる。

【００３７】また、実施例においては、模擬演算部を設
けて被削材の形状を切削加工の進捗に伴って変化させる
ようにしているが、工具および被削材の形状は変化させ
ずに、切削部位毎に切削屑の形状を表示する構成であっ
ても、切削条件が適切であるかどうかを容易に判断する
ことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力部か
ら入力された工具、被削材の材質および切削速度等の切
削条件にそれぞれ対応した切削屑の形状データを切削屑
形状記憶部から読出し、その形状データに対応した切削
屑の画像を表示部に表示させるようにしたので、被削材
が適切な切削条件で切削されているかを容易に判定する
ことができる。

【００３９】この結果、切削条件が不適切であることに
起因する工具や被削材の破損等の事故を未然に確認する
ことができ、実際の切削加工をする前に切削条件を検証
する作業、あるいは初心者に対する教育用として使用す
ることにより、極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】切削屑形状データの記憶構造を示す図である。

【図３】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図４】切削屑形状の表示例を示す説明図である。

【図５】切削屑形状の他の表示例を示す説明図である。

【図６】切削屑の流出方向を表示する例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…切削形状記憶部、２…入力部、３…表示部、４…処
理部、３２…工具、３３…被削材、４１…模擬演算部、
４２…切削屑画像生成部、４３…データ変更部、３４，
３５，３６切削屑。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具、被削材の材質および切削速度等の
   切削条件にそれぞれ対応した切削屑の形状データを記憶
   した切削屑形状記憶部と、工具、被削材の材質および切
   削速度等の切削条件を入力する入力部と、この入力部か
   ら入力された工具および被削材の形状を画面に表示する
   表示部と、前記入力部から入力された工具、被削材の材
   質および切削速度等の切削条件にそれぞれ対応した切削
   屑の形状データを前記切削屑形状記憶部から読出し、そ
   の形状データに対応した切削屑の画像を前記表示部に表
   示させる切削屑画像生成部とを備えることを特徴とする
   切削状態表示装置。