JPH09114512A - Ｎｃ工作機械による曲面加工方法 - Google Patents
Ｎｃ工作機械による曲面加工方法Info
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- JPH09114512A JPH09114512A JP7292021A JP29202195A JPH09114512A JP H09114512 A JPH09114512 A JP H09114512A JP 7292021 A JP7292021 A JP 7292021A JP 29202195 A JP29202195 A JP 29202195A JP H09114512 A JPH09114512 A JP H09114512A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＣ工作機械によって５軸制御側刃加工を行
なうに際し、その際、（ａ）パソコンで金型等の曲面加
工を可能とし、（ｂ）ソフトの変換の必要なく、（ｃ）
工作機械のテ−ブル稼働方式に拘らず汎用性を有する方
法を開発する。 【解決手段】 本発明ＮＣ工作機械による曲面加工方法
は、（１）ＮＵＲＢＳ曲面表現式に従って、制御点の
座標位置、制御点の持つ重み、ノットベクトルを読
み込み、曲面の加工位置等の決定に必要な１パッチを決
定する手段と、（２）パラメ−タ値を設定する手段と、
（３）上記パラメ−タ値における工具座標位置と傾斜ベ
クトルを計算する手段と、（４）上記工具座標位置及び
傾斜ベクトルを基にＮＣデ−タを計算する手段と、
（５）製品の形状デ−タと工具軌跡との距離が許容範囲
に納まっているか否かを判断するトレランスチェックを
行なう手段と、（６）上記ＮＣデ−タを書込む手段と、
（７）パラメ−タ値設定手段に回帰し、又は、曲面パッ
チ化手段に回帰する手段とから構成される。
なうに際し、その際、（ａ）パソコンで金型等の曲面加
工を可能とし、（ｂ）ソフトの変換の必要なく、（ｃ）
工作機械のテ−ブル稼働方式に拘らず汎用性を有する方
法を開発する。 【解決手段】 本発明ＮＣ工作機械による曲面加工方法
は、（１）ＮＵＲＢＳ曲面表現式に従って、制御点の
座標位置、制御点の持つ重み、ノットベクトルを読
み込み、曲面の加工位置等の決定に必要な１パッチを決
定する手段と、（２）パラメ−タ値を設定する手段と、
（３）上記パラメ−タ値における工具座標位置と傾斜ベ
クトルを計算する手段と、（４）上記工具座標位置及び
傾斜ベクトルを基にＮＣデ−タを計算する手段と、
（５）製品の形状デ−タと工具軌跡との距離が許容範囲
に納まっているか否かを判断するトレランスチェックを
行なう手段と、（６）上記ＮＣデ−タを書込む手段と、
（７）パラメ−タ値設定手段に回帰し、又は、曲面パッ
チ化手段に回帰する手段とから構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型、航空部品、
インペラ−等の曲面をＮＣ工作機械にて加工する方法に
関し、更に詳細には、該曲面加工を工具の先端でなく工
具の側刃で加工する技術分野に関する。
インペラ−等の曲面をＮＣ工作機械にて加工する方法に
関し、更に詳細には、該曲面加工を工具の先端でなく工
具の側刃で加工する技術分野に関する。
【０００２】
【技術の背景】金型製品は、多品種少量生産化が進み、
金型製造メ−カ−には納期の短縮と高精度化が望まれる
情勢にあるが、従来の金型加工ではボ−ルエンドミル等
の先端が球状の工具で加工するため、点接触での加工の
連続であり作業効率が悪く、又、隣接する工具軌跡との
間に山状の切り残しが出るので、これを熟練者が手作業
で削り落とす等の面倒な作業が残される。そこで、工具
の先端でなく工具の側面で形状に沿って加工すれば、加
工の効率を一段と向上させると共に手作業が殆ど無くな
るので形状精度があがることが期待できる。このような
工具の側面を使用して加工するには、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直
交軸の他に２軸の回転軸制御を加える５軸制御加工で工
具軸を任意の位置と角度で制御する方法を開発する必要
がある。
金型製造メ−カ−には納期の短縮と高精度化が望まれる
情勢にあるが、従来の金型加工ではボ−ルエンドミル等
の先端が球状の工具で加工するため、点接触での加工の
連続であり作業効率が悪く、又、隣接する工具軌跡との
間に山状の切り残しが出るので、これを熟練者が手作業
で削り落とす等の面倒な作業が残される。そこで、工具
の先端でなく工具の側面で形状に沿って加工すれば、加
工の効率を一段と向上させると共に手作業が殆ど無くな
るので形状精度があがることが期待できる。このような
工具の側面を使用して加工するには、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直
交軸の他に２軸の回転軸制御を加える５軸制御加工で工
具軸を任意の位置と角度で制御する方法を開発する必要
がある。
【０００３】
【従来の技術】上記５軸制御加工に関する技術に関し、
金型の加工ではないが、航空機のプロペラ等の部品の生
産に際し、５軸のＮＣマシニングセンタ−にボ−ルエン
ドミルを用いて切削加工した例がある。しかし、斯かる
航空部品での例をそのまま本発明の目的に適用しようと
すると、下記の如き問題を生じる。
金型の加工ではないが、航空機のプロペラ等の部品の生
産に際し、５軸のＮＣマシニングセンタ−にボ−ルエン
ドミルを用いて切削加工した例がある。しかし、斯かる
航空部品での例をそのまま本発明の目的に適用しようと
すると、下記の如き問題を生じる。
【０００４】（ａ）親会社と同じＣＡＤか、又は、その
図形デ−タが利用可能なＣＡＤ／ＣＡＭを購入し、該子
会社のＣＡＤ／ＣＡＭに適応した側刃加工のソフトウエ
アを開発しなければならず、該ＣＡＤ／ＣＡＭの購入と
専用ソフトウエアの開発は費用的にたいへん高価であ
り、資金面に乏しい中小企業等関連子会社の経費を非常
に圧迫することになる。
図形デ−タが利用可能なＣＡＤ／ＣＡＭを購入し、該子
会社のＣＡＤ／ＣＡＭに適応した側刃加工のソフトウエ
アを開発しなければならず、該ＣＡＤ／ＣＡＭの購入と
専用ソフトウエアの開発は費用的にたいへん高価であ
り、資金面に乏しい中小企業等関連子会社の経費を非常
に圧迫することになる。
【０００５】（ｂ）親会社のＣＡＤの曲面の表現式と、
子会社のＣＡＤ／ＣＡＭの曲面の表現式が異なる場合に
は、変換ソフトを開発又は購入して、曲面表現を合せる
という煩わしい変換工程が必要となる。
子会社のＣＡＤ／ＣＡＭの曲面の表現式が異なる場合に
は、変換ソフトを開発又は購入して、曲面表現を合せる
という煩わしい変換工程が必要となる。
【０００６】（ｃ）５軸制御工作機械には、工具が固定
でテ−ブルが作動するテ−ブル稼働方式と、逆にテ−ブ
ルが固定で工具が作動する工具稼働方式と、回転軸の２
軸が独立した座標系上で作動する独立稼働方式の３方式
があり、従来の側刃加工ソフトウエアは、そのうちいず
れか一つにしか適応できないから、限られた工作機械に
しか適応できない。
でテ−ブルが作動するテ−ブル稼働方式と、逆にテ−ブ
ルが固定で工具が作動する工具稼働方式と、回転軸の２
軸が独立した座標系上で作動する独立稼働方式の３方式
があり、従来の側刃加工ソフトウエアは、そのうちいず
れか一つにしか適応できないから、限られた工作機械に
しか適応できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記５軸制御加工によって側刃加工を行なうことを目的と
し、その際、（ａ）高価なＣＡＤ／ＣＡＭによらず、市
販のパソコンで金型等の曲面加工を可能とし、費用の低
廉化を図り、（ｂ）親会社の図形デ−タの曲面を、変換
の必要なく、直接子会社のパソコンで読み取り可能と
し、工程の簡略化を図り、（ｃ）子会社の有する工作機
械がテ−ブル稼働式、工具稼働式又は独立稼働式のいず
れの場合でも適用でき、汎用性を持たせることができる
よう試みたものである。
記５軸制御加工によって側刃加工を行なうことを目的と
し、その際、（ａ）高価なＣＡＤ／ＣＡＭによらず、市
販のパソコンで金型等の曲面加工を可能とし、費用の低
廉化を図り、（ｂ）親会社の図形デ−タの曲面を、変換
の必要なく、直接子会社のパソコンで読み取り可能と
し、工程の簡略化を図り、（ｃ）子会社の有する工作機
械がテ−ブル稼働式、工具稼働式又は独立稼働式のいず
れの場合でも適用でき、汎用性を持たせることができる
よう試みたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段をフロ
−チャ−トで示す図１に従って説明すると、先ず、親会
社等の有する図形デ−タ（以下親デ−タという）を受け
取った後、該親デ−タを読み込み、パッチ化する。その
手段は、親デ−タに採用されているＮＵＲＢＳ曲面、Ｂ
−スプライン曲面、Ｂｅ´ｚｉｅｒ曲面のいずれかの曲
面に対し、その曲面の特性を捉えて、これをパッチ化す
る。
−チャ−トで示す図１に従って説明すると、先ず、親会
社等の有する図形デ−タ（以下親デ−タという）を受け
取った後、該親デ−タを読み込み、パッチ化する。その
手段は、親デ−タに採用されているＮＵＲＢＳ曲面、Ｂ
−スプライン曲面、Ｂｅ´ｚｉｅｒ曲面のいずれかの曲
面に対し、その曲面の特性を捉えて、これをパッチ化す
る。
【０００９】ＮＵＲＢＳ曲面は、下記の通りの表現式に
表される。
表される。
【式４】
【００１０】このＮＵＲＢＳ曲面（図２参照）表現式の
特性に着目した場合、制御点の位置座標、制御点の
持つ重み、ノットベクトルにより曲面上の諸特性が得
られ、ノットベクトルの数と位数と制御点の数との間に
は、（ノットベクトルの数＝位数＋制御点の数）の関係
があるので、親デ−タの有する次数と制御点数から、該
関係式を利用して曲面上の加工位置等の決定に必要な最
小限の情報量を一単位とし、これをパッチ化と呼ぶ（図
３参照）。
特性に着目した場合、制御点の位置座標、制御点の
持つ重み、ノットベクトルにより曲面上の諸特性が得
られ、ノットベクトルの数と位数と制御点の数との間に
は、（ノットベクトルの数＝位数＋制御点の数）の関係
があるので、親デ−タの有する次数と制御点数から、該
関係式を利用して曲面上の加工位置等の決定に必要な最
小限の情報量を一単位とし、これをパッチ化と呼ぶ（図
３参照）。
【００１１】（ｂ）Ｂ−スプライン曲面は、下記の通り
の表現式に表される。
の表現式に表される。
【式５】 Ｂ−スプライン基底関数は上記ＮＵＲＢＳ曲面と等しく
表現される。
表現される。
【００１２】このＢ−スプライン曲面表現式の特性に着
目した場合、制御点の位置座標、ノットベクトルに
より曲面上の諸特性が得られ、ノットベクトルの数と位
数と制御点の数との間には、（ノットベクトルの数＝位
数＋制御点の数）の関係があるので、親デ−タの有する
次数と制御点数から、該関係式を利用して曲面上の加工
位置等の決定に必要な最小限の情報量をパッチ化する。
目した場合、制御点の位置座標、ノットベクトルに
より曲面上の諸特性が得られ、ノットベクトルの数と位
数と制御点の数との間には、（ノットベクトルの数＝位
数＋制御点の数）の関係があるので、親デ−タの有する
次数と制御点数から、該関係式を利用して曲面上の加工
位置等の決定に必要な最小限の情報量をパッチ化する。
【００１３】（ｃ）Ｂｅ´ｚｉｅｒ曲面表現式は、下記
の通りに示される。
の通りに示される。
【式６】
【００１４】このＢｅ´ｚｉｅｒ曲面表現式の場合は、
制御点の位置座標のみで曲面上の諸特性が得られるの
で、親デ−タの制御点数、制御点の値から、曲面上の加
工位置等の決定に必要な最小限の情報量をパッチ化す
る。
制御点の位置座標のみで曲面上の諸特性が得られるの
で、親デ−タの制御点数、制御点の値から、曲面上の加
工位置等の決定に必要な最小限の情報量をパッチ化す
る。
【００１５】上記３種類の曲面を処理可能とすることに
よって、殆どの親デ−タに対応できるので、本発明では
ソフト変換の必要がなくなる。膨大な量の親デ−タか
ら、曲面上の加工位置等を決定するに最小限必要な情報
量をパッチ化して読み込むことによって、比較的メモリ
−容量の少ないパソコンでも処理を可能とする要因とな
る。パソコン以上のメモリ−容量を有するコンピュ−タ
にも本発明が応用できることは勿論である。
よって、殆どの親デ−タに対応できるので、本発明では
ソフト変換の必要がなくなる。膨大な量の親デ−タか
ら、曲面上の加工位置等を決定するに最小限必要な情報
量をパッチ化して読み込むことによって、比較的メモリ
−容量の少ないパソコンでも処理を可能とする要因とな
る。パソコン以上のメモリ−容量を有するコンピュ−タ
にも本発明が応用できることは勿論である。
【００１６】次に、上記パッチ化した曲面に、該曲面の
加工位置に相当する、ｕ方向及びｖ方向のパラメ−タ値
の設定を行なう。ここでパラメ−タ値とは、上記Ｂ−ス
パライン基底関数のｕ、ｖの値を指し、図２に示す如き
ＮＵＲＢＳ曲面の場合、その値によって任意の点が決定
され、該任意の点において後述の加工位置座標及びベク
トル計算を行なうことになる。従って、パラメ−タ値設
定には、その位置で加工位置座標及びベクトルを計算し
た場合に適当な精度で曲面加工ができるよう設定する。
その設定の仕方は任意であるが、例えば、ｔ＝０〜１の
間に、ｔ＝０，０．１，０．２，０．３・・・０．９，
１．０というように増分値（０．１の値）を定めてパラ
メ−タ値を設定することができる。ここで増分値とは、
ある点のパラメ−タ値と次の点のパラメ−タ値との差を
いう。そして、このパラメ−タ値設定が適当であったか
否かは、後述のトレランスチェックの工程で適否の判断
を受け、もし粗すぎて不適切であった場合には再度の設
定を行なうことになる。このパラメ−タ値設定により、
曲面の加工位置を任意に設定することが可能となる。
加工位置に相当する、ｕ方向及びｖ方向のパラメ−タ値
の設定を行なう。ここでパラメ−タ値とは、上記Ｂ−ス
パライン基底関数のｕ、ｖの値を指し、図２に示す如き
ＮＵＲＢＳ曲面の場合、その値によって任意の点が決定
され、該任意の点において後述の加工位置座標及びベク
トル計算を行なうことになる。従って、パラメ−タ値設
定には、その位置で加工位置座標及びベクトルを計算し
た場合に適当な精度で曲面加工ができるよう設定する。
その設定の仕方は任意であるが、例えば、ｔ＝０〜１の
間に、ｔ＝０，０．１，０．２，０．３・・・０．９，
１．０というように増分値（０．１の値）を定めてパラ
メ−タ値を設定することができる。ここで増分値とは、
ある点のパラメ−タ値と次の点のパラメ−タ値との差を
いう。そして、このパラメ−タ値設定が適当であったか
否かは、後述のトレランスチェックの工程で適否の判断
を受け、もし粗すぎて不適切であった場合には再度の設
定を行なうことになる。このパラメ−タ値設定により、
曲面の加工位置を任意に設定することが可能となる。
【００１７】さて、上記パラメ−タ設定値において、先
ず、法線ベクトルを求め、次いで工具半径、切り残し量
を考慮して、工具軸の位置座標及び接線ベクトルを計算
する。
ず、法線ベクトルを求め、次いで工具半径、切り残し量
を考慮して、工具軸の位置座標及び接線ベクトルを計算
する。
【００１８】そして、上記工具軸の位置座標及び接線ベ
クトルから、個々の工作機械の仕様を考慮したＮＣデ−
タの計算を行なう。ここでＮＣデ−タとは、ＮＣ工作機
械で曲面加工するに必要な工具、テ−ブル等の全てのデ
−タをいい、具体的には、工具の位置、工具軸の傾斜角
度、回転数、送り速度等をいう。該デ−タの計算にあっ
て、下記の３つの稼働方式に適用可能なＮＣデ−タの計
算を行なう。即ち、マシニングセンタ−等の工作機械の
回転軸の稼働方式には、２軸ともテ−ブルが動く場合
と、２軸とも工具側が動く場合と、２軸とも独立し
た座標系上で動く場合とがあり、の場合にはワ−クが
取り付けられている軸を先に計算してから、残りの軸を
求め、の場合には、工具が直接取り付けられている軸
を先に計算してから、残りの軸を求め、の場合はいず
れの軸から求めても良いことになる。なぜなら、ワ−ク
が取り付けられている軸又は工具が取り付けられている
軸の回転ベクトルの方向が他方の軸の回転によって変化
するため、その影響を受けないよう、ワ−クが取り付け
られている軸又は工具が取り付けられている軸の原点位
置で、その軸の回転角度を先に求めてから残りの回転角
度を求めるのである。従って、上記３つの稼働方式によ
る計算が可能なため、工作機械の仕様によって３種類の
計算方法を使い分けし、ＮＣデ−タの計算を行なうこと
ができる。この回転軸の制御により例えばボ−ルエンド
ミルの側刃による切削加工が可能となる。
クトルから、個々の工作機械の仕様を考慮したＮＣデ−
タの計算を行なう。ここでＮＣデ−タとは、ＮＣ工作機
械で曲面加工するに必要な工具、テ−ブル等の全てのデ
−タをいい、具体的には、工具の位置、工具軸の傾斜角
度、回転数、送り速度等をいう。該デ−タの計算にあっ
て、下記の３つの稼働方式に適用可能なＮＣデ−タの計
算を行なう。即ち、マシニングセンタ−等の工作機械の
回転軸の稼働方式には、２軸ともテ−ブルが動く場合
と、２軸とも工具側が動く場合と、２軸とも独立し
た座標系上で動く場合とがあり、の場合にはワ−クが
取り付けられている軸を先に計算してから、残りの軸を
求め、の場合には、工具が直接取り付けられている軸
を先に計算してから、残りの軸を求め、の場合はいず
れの軸から求めても良いことになる。なぜなら、ワ−ク
が取り付けられている軸又は工具が取り付けられている
軸の回転ベクトルの方向が他方の軸の回転によって変化
するため、その影響を受けないよう、ワ−クが取り付け
られている軸又は工具が取り付けられている軸の原点位
置で、その軸の回転角度を先に求めてから残りの回転角
度を求めるのである。従って、上記３つの稼働方式によ
る計算が可能なため、工作機械の仕様によって３種類の
計算方法を使い分けし、ＮＣデ−タの計算を行なうこと
ができる。この回転軸の制御により例えばボ−ルエンド
ミルの側刃による切削加工が可能となる。
【００１９】さて、ＮＣデ−タの計算が終了したら、製
品の形状デ−タと工具軌跡との距離を計算し、その値が
許容範囲内であるか否かのトレランスチェックを行な
う。そして、もし、その値が許容値を超えている場合に
は、既設定のパラメ−タ値に対し、増分値の分割を行な
い、上記パラメ−タの設定段階に戻す。このとき、１／
２，１／３等のように増分の分割値を予め設定して置け
ば、上記パラメ−タの設定−工具軸及びベクトルの計算
−ＮＣデ−タの計算−トレランスチェックまでの工程
が、パラメ−タ値が適正になるまで自動的に分割が繰り
返される。
品の形状デ−タと工具軌跡との距離を計算し、その値が
許容範囲内であるか否かのトレランスチェックを行な
う。そして、もし、その値が許容値を超えている場合に
は、既設定のパラメ−タ値に対し、増分値の分割を行な
い、上記パラメ−タの設定段階に戻す。このとき、１／
２，１／３等のように増分の分割値を予め設定して置け
ば、上記パラメ−タの設定−工具軸及びベクトルの計算
−ＮＣデ−タの計算−トレランスチェックまでの工程
が、パラメ−タ値が適正になるまで自動的に分割が繰り
返される。
【００２０】上記トレランスチェックにあって、従来の
直線近似方式は行なわず、本発明は製品の形状デ−タと
工具軌跡との距離を直接求め、その距離が一定の設定値
内に納まっているか否かを判断する。即ち、従来のトレ
ランスチェックは、製品の形状デ−タを仮想の直線に近
似させ、その直線と工具軌跡との距離を求める方式を採
用しているが（図５参照）、これは計算が簡便である利
点を有する一方で、精度が不十分となる欠点がある。そ
こで、本発明は、曲面のパッチ化を行なうことで一定単
位の曲面を捉えて計算を行なうことが可能となったこと
から、２次，３次曲面の形状デ−タでも、その形状デ−
タと工具軌跡との距離を直接求めることとし（図４参
照）、その結果、精度面での飛躍的な向上が図れた。
直線近似方式は行なわず、本発明は製品の形状デ−タと
工具軌跡との距離を直接求め、その距離が一定の設定値
内に納まっているか否かを判断する。即ち、従来のトレ
ランスチェックは、製品の形状デ−タを仮想の直線に近
似させ、その直線と工具軌跡との距離を求める方式を採
用しているが（図５参照）、これは計算が簡便である利
点を有する一方で、精度が不十分となる欠点がある。そ
こで、本発明は、曲面のパッチ化を行なうことで一定単
位の曲面を捉えて計算を行なうことが可能となったこと
から、２次，３次曲面の形状デ−タでも、その形状デ−
タと工具軌跡との距離を直接求めることとし（図４参
照）、その結果、精度面での飛躍的な向上が図れた。
【００２１】トレランスチェックに適合したら、工具の
座標位置、工具軸の傾斜角度、回転数、送り速度等をＮ
Ｃデ−タとして書き込み処理を行なう。
座標位置、工具軸の傾斜角度、回転数、送り速度等をＮ
Ｃデ−タとして書き込み処理を行なう。
【００２２】そして、曲面のパラメ−タ値が終了点に達
したら、その１パッチのＮＣデ−タが作成されたので、
元の曲面パッチ化工程に戻し、再度同様の工程を繰り返
すことで、最終的に全面の曲面加工をするＮＣデ−タが
作成される。そのデ−タを基にマシニングセンタ−等の
工作機械を作動させ、金型等の曲面を切削又は研磨加工
等を行なう。
したら、その１パッチのＮＣデ−タが作成されたので、
元の曲面パッチ化工程に戻し、再度同様の工程を繰り返
すことで、最終的に全面の曲面加工をするＮＣデ−タが
作成される。そのデ−タを基にマシニングセンタ−等の
工作機械を作動させ、金型等の曲面を切削又は研磨加工
等を行なう。
【００２３】
【実施例１】ＮＵＲＢＳ曲面の表現式を用い、親デ−タ
が３次で、制御点数が４である場合に、制御点の位置
座標、制御点の持つ重み、ノットベクトルを以下の
通りに入力した。 Ｐ0,0＝（-39.66350,58.45616,-101.31109） Ｐ1,0＝（-38.88368,57.65230,-101.39976） Ｐ2,0＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ3,0＝（-37.33733,56.03440,-101.01326） Ｐ0,1＝（-39.66350,58.45616,-101.31109） Ｐ1,1＝（-38,88368,57.05230,-101.39976） Ｐ2,1＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ3,1＝（-37.33733,56.03440,-101.61326） Ｐ0,2＝（-13.02091,47.51173, -29.18957） Ｐ1,2＝（-11.32811,46.27641, -29.86914） Ｐ2,2＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ3,2＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ0,3＝（-13.02091,47.51173, -29.18957） Ｐ1,3＝（-11.32811,46.27641, -29.86914） Ｐ2,3＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ3,3＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ0,0〜Ｐ3,3の重み＝1.0 ｕ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4） ｖ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4）
が３次で、制御点数が４である場合に、制御点の位置
座標、制御点の持つ重み、ノットベクトルを以下の
通りに入力した。 Ｐ0,0＝（-39.66350,58.45616,-101.31109） Ｐ1,0＝（-38.88368,57.65230,-101.39976） Ｐ2,0＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ3,0＝（-37.33733,56.03440,-101.01326） Ｐ0,1＝（-39.66350,58.45616,-101.31109） Ｐ1,1＝（-38,88368,57.05230,-101.39976） Ｐ2,1＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ3,1＝（-37.33733,56.03440,-101.61326） Ｐ0,2＝（-13.02091,47.51173, -29.18957） Ｐ1,2＝（-11.32811,46.27641, -29.86914） Ｐ2,2＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ3,2＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ0,3＝（-13.02091,47.51173, -29.18957） Ｐ1,3＝（-11.32811,46.27641, -29.86914） Ｐ2,3＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ3,3＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ0,0〜Ｐ3,3の重み＝1.0 ｕ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4） ｖ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4）
【００２４】次いで、パラメ−タ値設定を行ない、 ｕ方向のパラメ−タ＝0.1 ｖ方向のパラメ−タ＝0.0 とした。
【００２５】次いで、工具軸、ベクトルの計算を行な
い、 工具先端座標＝（-15.76736,48.05774,-41.85425） ｕ方向接線ベクトル＝（0.76318,-0.57477,-0.29525） ｖ方向接線ベクトル＝（-0.35685,0.14735,-0.92246） 法線ベクトル＝（-0.57578,-0.81229,0.09298） となった。
い、 工具先端座標＝（-15.76736,48.05774,-41.85425） ｕ方向接線ベクトル＝（0.76318,-0.57477,-0.29525） ｖ方向接線ベクトル＝（-0.35685,0.14735,-0.92246） 法線ベクトル＝（-0.57578,-0.81229,0.09298） となった。
【００２６】更に、ＮＣデ−タの計算を行ない、 Ｘ＝-0.395 mm Ｙ＝-272.884 mm Ｚ＝-679.670 mm Ａ＝-8.473 deg Ｂ＝201.148 deg Ｆ＝304.929 mm/min となった。
【００２７】トレランスチェックを行ない、 設定値＝0.003 mm 誤差量＝0.000043mm でトレランスチェック合格となった。
【００２８】上記ＮＣデ−タを書き込み、５軸マシニン
グセンタ−を作動させて金型の曲面切削加工を行ない、
形状精度の優れた曲面を得た。
グセンタ−を作動させて金型の曲面切削加工を行ない、
形状精度の優れた曲面を得た。
【００２９】
【実施例２】Ｂ−スプライン曲面を用い、親デ−タが３
次で、制御点数が４である場合に、 制御点の位置座標、ノットベクトルを以下の通り入
力した。 Ｐ0,0＝（-38.88368,57.65230,-101.39976） Ｐ1,0＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ2,0＝（-37.33733,56.03440,-101.61326） Ｐ3,0＝（-36.57102,55.22057,-101.73805） Ｐ0,1＝（-38.88368,57.65230,-101.39976） Ｐ1,1＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ2,1＝（-37.33733,56.03440,-101.61326） Ｐ3,1＝（-36.57102,55.22057,-101.73805） Ｐ0,2＝（-11.32811,46.27641, -29.86914） Ｐ1,2＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ2,2＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ3,2＝（ -6.26912,42.63054, -32.06310） Ｐ0,3＝（-11.32811,46.27641, -29.86911） Ｐ1,3＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ2,3＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ3,3＝（ -6.26912,42.63054, -32.06310） ｕ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4） ｖ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4）
次で、制御点数が４である場合に、 制御点の位置座標、ノットベクトルを以下の通り入
力した。 Ｐ0,0＝（-38.88368,57.65230,-101.39976） Ｐ1,0＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ2,0＝（-37.33733,56.03440,-101.61326） Ｐ3,0＝（-36.57102,55.22057,-101.73805） Ｐ0,1＝（-38.88368,57.65230,-101.39976） Ｐ1,1＝（-38.10825,56.84501,-101.50049） Ｐ2,1＝（-37.33733,56.03440,-101.61326） Ｐ3,1＝（-36.57102,55.22057,-101.73805） Ｐ0,2＝（-11.32811,46.27641, -29.86914） Ｐ1,2＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ2,2＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ3,2＝（ -6.26912,42.63054, -32.06310） Ｐ0,3＝（-11.32811,46.27641, -29.86911） Ｐ1,3＝（ -9.63836,45.05097, -30.57466） Ｐ2,3＝（ -7.95195,43.83562, -31.30602） Ｐ3,3＝（ -6.26912,42.63054, -32.06310） ｕ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4） ｖ方向ノットベクトル＝（-3,-2,-1,0,1,2,3,4）
【００３０】次いで、パラメ−タ値設定を行ない、 ｕ方向のパラメ−タ＝0.1 ｖ方向のパラメ−タ＝0.0 とした。
【００３１】次いで、工具軸、ベクトルの計算を行な
い、 工具先端座標＝（-14.23038,46.90280,-42.46132） ｕ方向接線ベクトル＝（0.76147,-0.57091,-0.30694） ｖ方向接線ベクトル＝（-0.36942, 0.15305,-0.91656） 法線ベクトル＝（-0.57244, -0.81445, 0.09472） となった。
い、 工具先端座標＝（-14.23038,46.90280,-42.46132） ｕ方向接線ベクトル＝（0.76147,-0.57091,-0.30694） ｖ方向接線ベクトル＝（-0.36942, 0.15305,-0.91656） 法線ベクトル＝（-0.57244, -0.81445, 0.09472） となった。
【００３２】更に、ＮＣデ−タの計算を行ない、 Ｘ＝-2.674 mm Ｙ＝-274.460 mm Ｚ＝- 678.704 mm Ａ＝- 8.803 deg Ｂ＝ 201.952 deg Ｆ＝ 302.596 mm/min となった。
【００３３】トレランスチェックを行ない、 設定値＝0.003 mm 誤差量＝0.000044mm でトレランスチェック合格となった。
【００３４】上記ＮＣデ−タを書き込み、５軸マシニン
グセンタ−を作動させて金型の曲面切削加工を行ない、
形状精度の優れた曲面を得た。
グセンタ−を作動させて金型の曲面切削加工を行ない、
形状精度の優れた曲面を得た。
【００３５】
【実施例３】Ｂｅ´ｚｉｅｒ曲面表現式を用い、親デ−
タが３次である場合に、制御点の座標位置を以下の通り
入力した。 Ｐ0,0＝（-31.77782,50.46471,-102.75177） Ｐ1,0＝（-30.89381,49.72947,-102.94402） Ｐ2,0＝（-29.97342,48.99528,-103.12974） Ｐ3,0＝（-29.01616,48.26717,-103.28368） Ｐ0,1＝（-31.77782,50.46471,-102.75177） Ｐ1,1＝（-30.89381,49.72947,-102.94402） Ｐ2,1＝（-29.97342,48.99528,-103.12974） Ｐ3,1＝（-29.01616,48.20717,-103.28368） Ｐ0,2＝（ 2.68199,34.76349, -37.23965） Ｐ1,2＝（ 3.82687,33.13141, -38.31958） Ｐ2,2＝（ 4.77308,31.51519, -39.43960） Ｐ3,2＝（ 5.54964,29.89190, -40.66449） Ｐ0,3＝（ 2.68199,34.76349, -37.23965） Ｐ1,3＝（ 3.82687,33.13141, -38,31958） Ｐ2,3＝（ 4.77305,31.51519, -39.43960） Ｐ3,3＝（ 5.54964,29.86190, -40.66449）
タが３次である場合に、制御点の座標位置を以下の通り
入力した。 Ｐ0,0＝（-31.77782,50.46471,-102.75177） Ｐ1,0＝（-30.89381,49.72947,-102.94402） Ｐ2,0＝（-29.97342,48.99528,-103.12974） Ｐ3,0＝（-29.01616,48.26717,-103.28368） Ｐ0,1＝（-31.77782,50.46471,-102.75177） Ｐ1,1＝（-30.89381,49.72947,-102.94402） Ｐ2,1＝（-29.97342,48.99528,-103.12974） Ｐ3,1＝（-29.01616,48.20717,-103.28368） Ｐ0,2＝（ 2.68199,34.76349, -37.23965） Ｐ1,2＝（ 3.82687,33.13141, -38.31958） Ｐ2,2＝（ 4.77308,31.51519, -39.43960） Ｐ3,2＝（ 5.54964,29.89190, -40.66449） Ｐ0,3＝（ 2.68199,34.76349, -37.23965） Ｐ1,3＝（ 3.82687,33.13141, -38,31958） Ｐ2,3＝（ 4.77305,31.51519, -39.43960） Ｐ3,3＝（ 5.54964,29.86190, -40.66449）
【００３６】次いで、パラメ−タ値設定を行ない、 ｕ方向のパラメ−タ＝0.1 ｖ方向のパラメ−タ＝0.0 とした。
【００３７】次いで、工具軸、ベクトルの計算を行な
い、 工具先端座標＝（-0.95379,34.27499,-50.16925） ｕ方向接線ベクトル＝（0.43145,-0.74542, -0.50811） ｖ方向接線ベクトル＝（-0.46565, 0.23586,-0.85295） 法線ベクトル＝（-0.75687, -0.6559, 0.24574） となった。
い、 工具先端座標＝（-0.95379,34.27499,-50.16925） ｕ方向接線ベクトル＝（0.43145,-0.74542, -0.50811） ｖ方向接線ベクトル＝（-0.46565, 0.23586,-0.85295） 法線ベクトル＝（-0.75687, -0.6559, 0.24574） となった。
【００３８】更に、ＮＣデ−タの計算を行ない、 Ｘ＝-23.202 mm Ｙ＝-293.831 mm Ｚ＝-665.242 mm Ａ＝-13.642 deg Ｂ＝ 208.631 deg Ｆ＝ 427.558 mm/min となった。
【００３９】トレランスチェックを行ない、 設定値＝0.003 mm 誤差量＝0.000119mm でトレランスチェック合格となった。
【００４０】上記ＮＣデ−タを書き込み、５軸マシニン
グセンタ−を作動させて金型の曲面切削加工を行ない、
形状精度の優れた曲面を得た。
グセンタ−を作動させて金型の曲面切削加工を行ない、
形状精度の優れた曲面を得た。
【００４１】
【発明の効果】以上の構成に係わる本発明は、下記の如
き効果を奏する。 （ａ）５軸制御で金型の曲面での側刃加工が可能となっ
たので、自動化が可能となると共に、手作業が殆どなく
なり形状精度が向上し、主に金型の曲面加工の他、航空
部品、プロペラ等にも優れた曲面加工が行なえる。 （ｂ）親デ−タをパッチ化してパソコンにも読み取り可
能としたので、従来の高価なＣＡＤ／ＣＡＭによらず市
販のパソコンが使用でき、費用の低廉化を図ることがで
きる。 （ｃ）親デ−タとの間で曲面表現の違いがあっても、Ｎ
ＵＲＢＳ曲面表現等３つの表現で対応できるので、殆ど
の場合、親デ−タをソフトで変換する必要がなく、工程
を簡便化できる。 （ｄ）工作機械の稼働方式の違いにも対応できるので汎
用的に使用することができる。
き効果を奏する。 （ａ）５軸制御で金型の曲面での側刃加工が可能となっ
たので、自動化が可能となると共に、手作業が殆どなく
なり形状精度が向上し、主に金型の曲面加工の他、航空
部品、プロペラ等にも優れた曲面加工が行なえる。 （ｂ）親デ−タをパッチ化してパソコンにも読み取り可
能としたので、従来の高価なＣＡＤ／ＣＡＭによらず市
販のパソコンが使用でき、費用の低廉化を図ることがで
きる。 （ｃ）親デ−タとの間で曲面表現の違いがあっても、Ｎ
ＵＲＢＳ曲面表現等３つの表現で対応できるので、殆ど
の場合、親デ−タをソフトで変換する必要がなく、工程
を簡便化できる。 （ｄ）工作機械の稼働方式の違いにも対応できるので汎
用的に使用することができる。
【図１】本発明の手段を示すフロ−チャ−ト図
【図２】ＮＵＲＢＳ曲面を表す模式図。
【図３】本発明の曲面のパッチ化を示す模式図。
【図４】本発明のトレランスチェックの方法を示す模式
図。
図。
【図５】従来のトレランスチェックの方法を示す模式
図。
図。
Claims (3)
- 【請求項１】 （１）下記（ａ）〜（ｃ）の曲面表現式
のうちいずれか一つを用い、 （ａ）ＮＵＲＢＳ曲面表現式 【式１】 （ｂ）Ｂ−スプライン曲面表現式 【式２】 （ｃ）Ｂｅ´ｚｉｅｒ曲面表現式 【式３】 上記曲面表現式に従って、 （イ）ＮＵＲＢＳ曲面の場合は、制御点の座標位置、
制御点の持つ重み、ノットベクトルを読み込み、 （ロ）Ｂ−スプライン曲面の場合は、制御点の座標位
置、ノットベクトルを読み込み、 （ハ）Ｂｅ´ｚｉｅｒ曲面の場合は、制御点の座標位置
を読み込み、曲面の加工位置等の決定に必要な１パッチ
を決定する手段と、 （２）上記曲面の個々の加工位置、ベクトルを計算する
ためにパラメ−タ値を設定する手段と、 （３）工具半径と切り残し量を考慮して上記パラメ−タ
値における工具座標位置と傾斜ベクトルを計算する手段
と、 （４）上記工具座標位置及び傾斜ベクトルを基に工具の
位置、工具軸の傾斜角度、回転数、送り速度等からなる
ＮＣデ−タを計算する手段と、 （５）製品の形状デ−タと工具軌跡との距離が許容範囲
に納まっているか否かを判断するトレランスチェックを
行ない、もし納まっていない場合にはパラメ−タ値の再
設定をする手段と、 （６）上記ＮＣデ−タを書込む手段と、 （７）上記パラメ−タ値が一パッチを終了したか否かを
判断した後、一パッチを終了していない場合にはパラメ
−タ値設定手段に回帰し、終了している場合には曲面パ
ッチ化手段に回帰する手段と、 を有することを特徴とするＮＣ工作機械による曲面加工
方法。 - 【請求項２】 ＮＣデ−タの計算に当たって、工作機
械の回転軸の稼働方式が２軸ともテ−ブルが動く場合に
は、ワ−クが取り付けられている軸を先に計算してか
ら、残りの軸を求め、２軸とも工具側が動く場合に
は、工具が直接取り付けられている軸を先に計算してか
ら、残りの軸を求め、２軸とも独立した座標系で動く
場合には任意の一方から求める方法で予め３種類設定
し、それぞれの計算方法によってＮＣデ−タの計算を行
なう請求項１記載のＮＣ工作機械による曲面加工方法。 - 【請求項３】 トレランスチェックが不適切な場合にパ
ラメ−タ値設定手段に回帰する際に、予め該パラメ−タ
値を分割する手段を備えて適切な値になるまで自動的に
パラメ−タ設定が行なえるようにした請求項１，２記載
のＮＣ工作機械による曲面加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7292021A JP3030762B2 (ja) | 1995-10-14 | 1995-10-14 | Ｎｃ工作機械による曲面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7292021A JP3030762B2 (ja) | 1995-10-14 | 1995-10-14 | Ｎｃ工作機械による曲面加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09114512A true JPH09114512A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3030762B2 JP3030762B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17776513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7292021A Expired - Lifetime JP3030762B2 (ja) | 1995-10-14 | 1995-10-14 | Ｎｃ工作機械による曲面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3030762B2 (ja) |
Cited By (10)
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- 1995-10-14 JP JP7292021A patent/JP3030762B2/ja not_active Expired - Lifetime
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