JPS598843B2 - 金型荒加工用ｎｃデ−タ作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は仕上げモデルを単に倣わすだけで複雑な自由
曲面をもつた３次元形状の金型をムク材から削り出すた
めの金型荒加工用ＮＣデータ作成方法に関するものであ
る。

一般に、金型切削ではムク材又はそれに近い材料から削
り出す場合が非常に多く、これらの加工に於いては、従
来、他の汎用機を用いて手動にて荒取りを行なつて仕上
げ用モデルに近似した素材形状とし、これを倣い加工し
て必要な金型を作成していた。

しかし、形状が複雑な場合には、荒取りに際し、熟練者
が長い時間を要して切削していたものも少なくない。又
、最近、自動プログラミングシステム等が発達してきて
形状寸法のわかつているものについては、そのデータを
、あるフオーマツト化して与えることによりＮＣデータ
を作成するものもあるが、複雑な形状のものの場合には
、プログラムもむつかしく、又、コストも高くつく欠点
があつた。

一般に、現場の作業者はコンピユータなどに対しては、
アレルギ一を持つている人が多く、これ力相動プログラ
ミングの現場への浸透の壁になつている。この発明は、
これらの欠点を除去するために、倣い工作機械とコンピ
ユータを内蔵した制御装置及び機械の各軸の移動量検出
器を基本機器構成とし、作業者がコンピユータを意識し
ないで、その能力だけを利用するようにした金型荒加工
用ＮＣデータの自動作成方法を提供せんとするものであ
る。

以下この発明の構成を図面について説明すると次の通り
である。

第１図は本発明の一実施例を示すプロツク線図であり、
１は従来の倣い機であつて、この倣い機１により仕上げ
用モデルを無負荷、高速で倣わせるものであり、２は倣
い機１の上記無負荷での倣い中の各軸の実移動量であつ
て、この実移動量２は倣い機１の各軸方向摺動部に検出
器を夫々取付け、倣い機１の無負荷倣い中、一定サイク
ル毎に各軸の実移動量をデジタルで検出させるようにし
ている。

上記検出器で検出された各軸の実移動量は、モデル形状
に沿う点群の位置データとなるもので、この位置データ
はコンバータ４の中のコンピユータに入れられるもので
ある。

３はコンバータ４の中のコンピユータに取り入れられた
位置データを、必要なＮＣデータに変換させるために、
コンピユータに予め与えておくインプツトデータであつ
て、ムク材寸法、パターン、スタイラス径、使用工具径
、補間精度、仕上げ代などである。

コンバータ４は倣い機１からの各軸の実移動量２とイン
プツトデータ３とによつて各パターンに応じた演算を行
ない、荒取り用ＮＣデータ５を作成し、又、逆に作成さ
れたＮＣデータ５に基づいて倣い機１をＮＣ制御して金
型の加工を行なわせるように構成されている。

上記荒取り用ＮＣデータ５は、普通のＮＣ機に適用可能
なフオーマツトでストアーされており、パンチヤ一によ
りＮＣ紙テープにおとせば、そのまま他のＮＣ機にかけ
てＮＣ加工が加能なように構成されている。

今簡単な形状のモデルを例にとつて本発明を具体的に説
明する。

第２図は、モデル６が中央に凹所をもつている場合であ
つで、この場合、倣い機のスタイラス７はＰｌ点からＰ
ｎ点に至る各等高線位置でモデル６の輪郭形状に沿つて
倣つていくもので、このとき、スタイラス７と同じ動き
が機械に与えられ、従つて、機械の各軸の移動量を微小
な時間間隔毎に取り出してやれば、前記モデル６の各等
高線位置の輪郭形状に対応した点群の位置座標値として
取り出し得る。

同様に第３図に示す様にモデル６が中央に凸部をもつて
いる場合の表面倣いの場合でも凸部の断面形状に沿つた
点群の位置座標値として取り出し得る。

上記位置データはモデル６の形状に沿つて移動したスタ
イラス７の中心の移動軌跡上の位置データとなつている
もので、実際のモデル６の形状とはスタイラス７の径だ
け異なつている。

そこで、スタイラス径を予めコンピユータにインプツト
しておき、前記位置データをスタイラス径だけ内側又は
外側にオフセツトさせるようにしている。

このオフセツトの方向の指定は、パターンによつて判断
させるもので、そのためパターンをコンピユータに予め
インプツトしておくものである。上記位置データは点群
の位置座標値となつているもので、各点間を直線補間さ
せて連続したデータとする。

この場合、コンピユータに補間精度を予めインプツトさ
せておき、上記補間を補間精度以内の精度で補間させる
ものである。次に予め素材の寸法及び仕上げ代をコンピ
ユータにインプツトさせておくことにより、ムク材から
モデル形状に近似した即ち、仕上げ代を残した荒取り用
工具の最適な軌跡を求める。

即ち、使用工具径と１回の切込量とを与えてムク材から
近似モデル形状にするための工具の移動軌跡を求めさせ
るもので、例えば、第２図の等高線位置Ｐｍに於けるモ
デル形状が、第５図１の輪郭形状をしている場合、工具
の移動開始点０ｓから終端０Ｅまでの工具軌跡２が自動
的に決定される。第３図の場合も同様で、断面Ｐｍ−Ｐ
ｍが第６図１の形状の場合、２の如き工具軌跡が自動的
に得られる。モデル形状が第２図に対する凸型形状、第
３図に対する凹型形状の場合についても、上記と同様の
処理を行う。この等高線或は断面で細分した余りは、最
終の切込量を余り分として工具の移動軌跡を求めさせ、
最後に、全ての等高線或は断面の工具軌跡を結合して、
上記全工具移動軌跡が求まる。上記説明はムク材から近
似モデル形状まで全体を荒取り加工させる場合について
行なつたものであるが、金型の形状によつては、特に複
雑な形状の金型の場合では素材から目標形状に全体的に
近づけると、工具の移動軌跡が複雑となる場合が少なく
なく、またかえつて加工時間が長くなる場合がある。そ
のような場合、モデル形状を区分して：＝中叫＾神：：
禎二翠［：の場合について説明する。

今、第４図に示す様なモデル６の場合は、領域Ａ，ｂ，
ｃに区分すると有利であつて、各区分領域毎に倣いを行
わせ、各区分領域毎のＮＣデータを作成させる。

この場合、倣い機による区分倣いを実施させるために、
領域を指定するのである。

この領域指定ノは、加工基準点を決定しておき、その点
を３次元座標の原点とし、この原点から領域の始点と終
点の位置座標を予めコンピユータにインプツトしておき
、スタイラスを上記領域の始点から終点まで移動させ、
そのときの倣い機の各軸の移動量を前述した要領で検出
し、位置データとして取り入れ、あとは前述した要領で
当該領域のＮＣデータを作成させるものである。

勿論、各領域について夫々同様に行なうものである。以
上説明した様にこの発明は金型仕上げ用倣いモデルを倣
い機により無負荷で倣わせ、倣い中の倣い機の各軸の移
動量を一定サイクル毎にコンピユータに取り込み、当該
モデルのパターンに応じたデータ分析によつて、モデル
形状認知を行ない予め登録されたムク材寸法に応じてム
ク材から適正仕上げ代を残した近似モデル形状を加工す
る荒取り用ＮＣデータを作成するようになしたから、仕
上げモデルから荒取り用ＮＣデータが非常に簡単に作成
でき、コンピユータを意識せずに現場の作業者が容易に
実施でき、かつ、上記ＮＣデータによつて同一機械によ
りテープレスでＮＣ加工を行わせることもでき、更に上
記ＮＣデータによりテープを作成させて他のＮＣ機へ適
用させることもできるものである。

また、この発明は領域指定を行ない、各領域毎のＮＣデ
ータを作成させるようにしているため、複雑な形状の金
型に対しても、簡単なパターンに分解してＮＣデータを
作成させることができ、非常に便利であり、加工時間の
短縮も図り得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要構成を示すプロツク線図、第２図
及び第３図はスタイラスによるモデルからの位置データ
の収集要領の説明図、第４図は領域指定の要領を示す説
明図、第５図及び第６図は、本発明により得られる工具
軌跡の説明図である。 １・・・・・・倣い機、２・・・・・・各軸移動量、３
・・・・・・インプツトデータ、４・・・・・・コンバ
ータ、５・・・・・・ＮＣデータ、６・・・・・・モデ
ル、７・・・・・・スタイラス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モデルに倣うスタイラスを有し、スタイラスの変位
   に応じて移動方向が求められるサーボ系をもつた三次元
   倣い機を使用し、この場合、倣い機の各軸には移動量検
   出器（例、デジタルスケール等）を付加し、また、マイ
   クロコンピュータを上記倣い機の制御装置に付加結合し
   、このコンピュータには、モデルのパターンを何種類か
   に分類して、それぞれのパターンに応じたデータ分析の
   機能及びそのパターンに応じたＮＣデータの作成手順等
   の機能を有させておき、オペレータが、モデルの形状を
   見て、どのようなパターンに相当するかを判断し、その
   パターンと、ムク材寸法、スタイラス径、使用工具径、
   補間精度、仕上げ代、１回の切込量、倣いピック量等を
   インプットデータとして前記コンピュータに入れておき
   、倣い機ヘッドにスタイラスを取付けて金型仕上げ用倣
   いモデルを倣い機により無負荷で倣わせ、倣い中の倣い
   機の各軸の移動量を一定サイクル毎にコンピュータに取
   り込み、当該モデルのパターンに応じたデータ分析によ
   つて、モデル形状認知を行ない、予め登録されたムク材
   寸法に応じてムク材から適正仕上げ代を残した近似モデ
   ル形状を加工する荒取用ＮＣデータを作成するようにな
   したことを特徴とする金型荒加工用ＮＣデータ作成方法
   。 ２ モデルに倣うスタイラスを有し、スタイラスの変位
   に応じて移動方向が求められるサーボ系をもつた三次元
   倣い機を使用し、この場合、倣い機の各軸には移動量検
   出器（例、デジタルスケール等）を付加し、また、マイ
   クロコンピュータを上記倣い機の制御装置に付加結合し
   、このコンピュータには、モデルのパターンを何種類か
   に分類してそれぞれのパターンに応じたデータ分析の機
   能及びそのパターンに応じたＮＣデータの作成手順等の
   機能を有させておき、オペレータが、モデルの形状を見
   て、どのようなパターンに相当するかを判断し、そのパ
   ターンと、ムク材寸法、スタイラス径、使用工具径、補
   間精度、仕上げ代、１回の切込量、倣いピック量等をイ
   ンプットデータとして前記コンピュータに入れておき、
   倣い機ヘッドにスタイラスを取付けて更に金型仕上げ用
   倣いモデルの一部領域を指定し、当該指定領域を倣い機
   により無負荷で倣わせ、倣い中、倣い機の各軸の移動量
   を一定サイクル毎にコンピュータに取り込み、当該指定
   領域におけるモデルのパターンに応じたデータ分析によ
   つて、当該指定領域のモデル形状認知を行ない、予め登
   録されたムク材寸法に応じてムク材から適正仕上げ代を
   残した当該指定領域の荒取用ＮＣデータを作成するよう
   になしたことを特徴とする金型荒加工用ＮＣデータ作成
   方法。