JPS62173146A - 回転工具型の切削加工機の制御データ作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、切削加工機の制御データ作成装置に関するも
のであり、例えば、数値制御装置を備えるマシニングセ
ンターや、フライス盤、ボール磐のような切削加工機の
制御に必要な数値制御データを作成する用途に用いられ
るものである。

（背景技術） 従来、加工図面より切削加工機の数値制御データを作成
する際に、データ作成者は自己の知識と経験から、その
形状を加工するための工程、即ち、下穴加工、荒加工、
成性上加工、及び、側面仕上加工の各加工工程の設計を
行なっていた。その内容はこの加工には、下穴加工工程
と、荒加工工程、成性上加工工程及び側面仕上加工工程
をどういう順序で、何回それぞれ行えば、品質上、加工
効率上好ましいかを検討し、下穴加工て゛は、下穴位置
と深さとを計算して計算結果を入力し、茄加工では仕上
代を考慮した寸法の計算を行った上で、必要な工程回数
分だけ計算結果を入力し、さらに、成性上加工や側面仕
上加工の工程では、仕上代を切削して最終加工形状を得
るための寸法計算を行い、必要な工程回数分だけ計算結
果を入力して、数値制御データを作成していた。

第９図は、このような従来のデータ作成プロセス分示す
フローチャートである。まず、ステップ（イ）では、Ｎ
Ｃテープの作成者が、各工程数の決定を行う。例えば、
ある加工については、下穴加工を１回、荒加工を１回、
成性上加工を１回、側面仕上加工を３回行えばよいと判
断し、他の加工については、荒加工を１回、側面仕上加
工を２回、成性上加工を１回行えばよいと判断するとい
うように、各工程数を決定する。次に、ステップ（ロ）
では、ＮＣテープの作成者が、各工程別に寸法の計算を
行う。計算の対象となる寸法としては、例えば、幅や深
さ等の寸法計算があり、幅方向についての仕上代や深さ
方向についての仕上代を考慮した寸法計算が行なわれる
ものである。さらに、ステップ（ハ）では、総工程の回
数分だけ加工寸法等のデータを入力し、各データを数値
制御データとして記録したＮＣテープを作成する。

上述のような従来の方法では、数値制御データの作成者
は必′ず加工の知識を有する人でなければならないとい
う問題があり、そのために、数値制御データを作成する
人は自ずと限定されるという問題があった。また、数値
制御データの作成者によって、加工精度等の加工内容に
ばらつきが生ずるという問題があった。さらに、従来の
方法では、形状データの入力、工程データの入力、工具
データの入力等が必要であり、データ入力回数が多くな
るために、数値制御データの作成に時間がかがるという
問題があった。

（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、制御データ作成の工数を低減
すると共に、加工精度等のばらつきをなくし、常に品質
の良い加工物を生産できるようにした切削加工機の制御
データ作成装置を提供するにある。

（発明の開示） 本発明に係る切削加工機の制御データ作成装置にあって
は、上記問題点を解決するために、第１図に示すように
、切削加工機で部品加工する際め制御データ（Ａ）を、
入力された加工データに基づいて作成する制御データ作
成装置において、入力された加工データ（Ｂ１）〜（Ｂ
６）から、下穴加工、荒加工、底仕上加工及び側面仕上
加工よりなる切削加工の各工程の工程数、加工寸法及び
加工工程順を含む工程データ（Ｃ）を作成する工程分解
処理部（Ｄ）を設けたしのである。

本発明にあっては、上記のように制御データイヤ成装置
内に工程分解処理部（Ｄ）を設けたので、制御データ作
成装置へのデータ入力時には、必要となる加工データ（
Ｂ１）〜（Ｂ６）から、下穴加工、荒加工、成性上加工
、側面仕上加工の各７この工程数、加工寸法、加工工程
順を含む工程データ（Ｃ）を作成し、切削加工用の制御
データ（Ａ）を得ることができる。したがって本発明に
おいては、各々の工程別の寸法計算や、計算結果の入力
等を行う必要がなくなるらのである。

以下、本発明の好ましい実施例を図面に沿って詳述する
。第２図は本発明の一実施例に係る切削加工機の制御デ
ータ作成装置の概略構成図であり、数値制御式の切削加
工機（図示せず）を制御するための数値制御データが作
成されるものである。第２図において、メインプロセッ
サ１は、データ入力部２からの入力データを受け、ポス
トプロセッサ３を介して、数値制御データを記録したＮ
Ｃテープ４（またはフロッピーディスク５）、及び、テ
ープイメージリスト６を作成する機能を有している。メ
インプロセッサ１は主として、ステップ１く入力処理プ
ログラム８）、ステップ２（入力検証プログラム９）、
ステップ３（加工技術処理プログラム１０）、及び、ス
テップ４（Ｃ１ｊ？成プログラム１１）を含み、入力処
理プログラム８と入力検証プログラム１０との間に１次
データファイル１２が、加工技術処理プログラム１０と
ＣＬ作成プログラム１１との間に２次データファイル１
３が夫々設けられている。

各ステップの機能を概説すれば、ステップ１の入力処理
プログラム８においては、入力データの誤りの有無を判
定するための入力チェックと、図形の重なりの有無を判
定するための干渉チェック、及び、形状単位の加工順序
決定等の処理が行なわれる。ステップ２の入力検証プロ
グラム９においては、入力データの検証等の処理が行わ
れ、この処理においては、ＣＬ検証プログラム１５およ
び対話型ＣＡＤシステム１４のＣＲＴが利用される。

ステップ３の加工技術処理プログラム１０においては、
各形状の加工工程への分解、各工程に使用する工具の決
定、工具寿命の判定、工程単位の加工順序の決定等の処
理が行なわれる。さらに、ステップ４のＣＬ作成プログ
ラム１１においては。

加工データの算出、工具軌跡（ＣＬ）の決定、加工指図
書１６の作成等の処理が行なわれる。

この装置は、加工技術処理プログラム１０内に設けられ
た工程分解処理部１０Ａに特徴を有している。この工程
分解処理部１０Ａは、例えば第４図（ａ）（ｂ）のごと
く、加工深さが」定の場合（２’／２次元形状と呼ぶ）
の加工モジュール（当社名称：Ｍ４）の処理においては
、下穴加工（同図（ｃ）の■）。

荒加工（同図（ｄ）の■）、成性上加工（同図（ｅ）の
■）。

側面仕上加工Ｉ（同図（ｆ）の■）、側面仕上加工■（
同図（ｇ）の■）の順に自動的に工程分解を行う。また
、例えば第５図（ａ）（ｂ）のごとく、加工深さが幾何
学的に変化する場合（幾何３次元形状と呼ぶ〉の加工モ
ジュール（当社名称：Ｍ２Ｃ）の処理においては、下穴
加工（同図（ｃ）の■）、荒加工Ｉ〜■（同図（ｄ）の
■〜■）、成性上加工ｌ（同図（ｅ）の■）、側面仕上
加工（同図（ｆ）の■）、成性上加工■（同図（ｇ）の
（１り）、同■（同図（ｈ）の■）の順に自動的に工程
分解を行う機能を有する。

第６図は、工程分解処理部１０Ａにおける処理の詳細を
示したものである。入力加工モジュール名判別部１００
では、入力された加工モジュール名により、２１７２次
元形状のモジュールは、ステ７ブ１０１〜１０４の処理
、幾何３次元形状のモジュールはステップ１０５〜１０
９の処理を行なうように分岐処理を行う。ステップ１０
１〜１０４の処理は、２１７２次元形状のモジュールの
標準的な処理であり、２１７２次元形状でもこの処理か
ら外れる場合もあるが、例外的であるので、その説明は
省略する。ステップ１０５〜１０９の処理は幾何３次元
形状のモジュールの標準的な処理であり、幾何３次元形
状でもこの処理から外れる場合もあるが、例外的である
ので、その説明は省略する。

以下、これらのステップ１０１〜１０４、及び、ステッ
プ１０５〜１０９における処理を第６図、第７図、及び
、第８図に基づいて説明する。

ａ）ステップ１０１〜１０４の処Ｆｌ（２’／２次元モ
ジュールの場合）について 第７図（ａ）＜ｂ）に示した加工モジュールＭ４に基づ
いて説明する。加工モジュール〜Ｉ４ては、第７図（ａ
）（ｂ）に示す（Ｘ、、Ｙ、）、（Ｘ２．Ｙ２）、（Ｘ
、、Ｙ、）。

（Ｘ、、Ｙ、）の４点の座標値、コーナーＲ（ｒ、）、
加工深さくＴ）、テーバ（Ｓ）を含む最終加工形状のデ
ータを入力すると共に、第１表に示されるような工具使
用タイプコード、第２表に示されるような仕上タイプコ
ード、及び、第３ｋに示されるような下穴区分のコード
を入力する。

第１表 （以　下　令　白） 第２表 ａ−１）下穴加工処理１０１について 下穴加工処理１０１においては、第３表に示す下穴区分
が９”°の場合には、下穴工程無しと判断して、次のス
テップ１０２ヘジヤンプする。下穴区分が”０”の場合
には、下穴工程有りと判断して、第７図（ａ）の下穴の
中心座標値（Ｘｐ、Ｙｐ）を計算する。ここで、Ｘ　ｐ
　−（Ｘ　ｌ＋　Ｘ　ｚ　＋　Ｘ　３　＋　Ｘ　４　）
／　４　、　Ｙｐ＝（Ｙ、＋Ｙｚ＋Ｙ＊＋Ｙ＜）／４で
ある。また、下穴の加工深さＴ、は、入力された加工深
さＴからα、を引いた値とされる。ここでα、は下穴残
り代であり、あらかじめ制御データ作成装置に登録され
ているデータである。今後の説明では、この制御データ
作成装置に、あらかじめ登録されているデータは、外部
ファイルデータという名称で説明する。上述のようにし
て求められた下穴の位置（Ｘｐ、Ｙｐ）と、その加工深
さＴ８等の情報は、データ編集処理の後、２次データフ
ァイル１３に出力される。

ａ−２）荒加工処理１０２について 荒加工処理１０２においては、第１表に示す工具使用タ
イプが、”７−”か”８”の場合には、荒加工工程無し
と判断して、次の処理ステップ１０３ヘジヤンプする。

工具使用タイプが上記以外の場合には、荒加工工程の寸
法計算が、第７図（ｃ）（ｄ）に示されるように行なわ
れる。すなわち、入力された座標値（Ｘ＋、Ｙ＋）、（
Ｘｚ、Ｙｚ）、（Ｘｓ、Ｙｉ）、（Ｘ＜。

Ｙ、）を基にα２（側面仕上代：外部ファイルデータ）
の分だけ内側にシフトした座標値（Ｘ　ｌ’　、Ｙ　、
’）、（Ｘ２’、Ｙ２°）、（Ｘ、°、　Ｙ　３　’　
）　、　（Ｘ　４　’　、　Ｙ　４　’　）　ｈ’　計
３ｉＥ　’：！　レル。

深さＴ、は、入力加工深さＴからβ２（成性上代：外部
ファイルデータ）を引いた値とされる。コーナーＲは、
Ｒ’＝ｒ＋−α２で求められる。２１八次元モジュール
では、荒加工工程の工程数を１回として、前記座標値（
Ｘ＋’、Ｙ＋’）、（Ｘｚ’、Ｙｚｏ）、（Ｘ３’。

Ｙ、’）、＜Ｘ、°、Ｙ４′）と、加工深さＴ３、及び
、コーナーＲ＝Ｒ’が、２次データファイル１３に出力
される。Ｚ方向（深さ方向）の１回当たりの切込量等に
ついては、上述のＣＬ（ＩＩＥ成プログラム１１の中で
処理するものである。

ａ−３）成性上加工処理１０３について成性上加工処理
１０３においては、第１表に示す工具使用タイプコード
が°゛８′°か°９″の場合には、成性上工程無しと判
断し、次の処理ステップ１０４ヘジヤンプする。工具使
用タイプコードが”８”か”９“以外の場合には、底栓
上加工工程の寸法計算が第７図（ｅＨｆ）に示されるよ
うに行なわれる。

まず、成性上加工寸法の４点の座標値（Ｘ、°、Ｙ１°
）、（Ｘ２°＋Ｙｉ’）、（Ｘ３’＋Ｙ３’）、（Ｘ４
’、Ｙ、’）と、コーナーＲについては、第７図（ｃ）
（ｃｌ）の荒加工工程の座標値と同じである。深さ方向
は、Ｚ、とＴ２とに分解される。Ｚｌは、加工深さデー
タとして、２次データファイル１３に書き込まれ、上述
のＣＬｆヤ成プログラム１１では、素材上面からＺｌま
での間は、早送り領域（空間領域）として処理される。

Ｔ２が真の加工深さであり、Ｔ２の値はβ２（成性上代
：外部ファイルデータ）の値と同じである。２１７２次
元モジュールでは、底栓上加工工程の工程数を１回とし
て、各データを２次データファイル１３に出力する。

ａ−４）側面仕上加工処理１０４について側面仕上加工
処理１０４においては、第１表に示される工具使用タイ
プコードが°゛６“°か９゛の場合には、側面仕上加工
工程無しと判断して工程分解処理を終わる。工具使用タ
イプコードが上記の”６′°か”　９　”以外の場合に
は以下の処理を行なう。

第２表の仕上タイプコードにより工程回数を決める。工
具使用タイプコードが”１″と°゛２゛°の場合には、
側面仕上工程は１回とし、第７図（ｉ）（ｊ）の入力形
状寸法を２次データファイル１３に出力する。

尚、仕上タイプの“１パと”２″との違いは、底まで１
回の切込みで加工する方法が１”の仕上タイプで、底ま
で何回か切込みを繰返しながら側面を仕上げていく方法
が”２“の仕上タイプである。この切込みを繰り返すた
めの処理は、上述のＣＬ作成プログラム１１で行なう、
仕上タイプコードが”３”の時は、側面のテーバがない
場合には、工程を２回に分け、テーバがある場合は、工
程が３回になるが、ここでは、テーバなしの場合の処理
についてのみ説明する。側面仕上加工工程の１回目は、
第７図（ｇ）（ｈ）に示されるように、入力データ（Ｘ
　ｌ、Ｙ　、）、＜Ｘ　２．Ｙ　２）、（Ｘ　３．Ｙ　
１）、（Ｘ　、、Ｙ　、）から、α３（最終側面仕上代
：外部ファイルデータ）の分だけ内側にシフトした座標
値（Ｘ　ｌ−Ｙ　、”）、（Ｘ　２”、Ｙ２°’）　、
（Ｘ　、−Ｙ　）”）、（Ｘ　、”、Ｙ　、”）を計算
し、深さは入力データＴを、コーナーＲは、Ｒｏ“＝「
、−α、を２次データファイル１３に出力する。次に側
面仕上加工工程の２回目は、第７（２１（ｉ）（ｊ）に
示されるような入力データ（Ｘ、、Ｙ、）、＜Ｘ２．Ｙ
、）、（Ｘ２．Ｙｆｆ）、（Ｘ、、Ｙ、）、加工深さＴ
、コーナーＲ（Ｒ”’　＝　ｒｌ　）を２次データファ
イル１３に出力する。

ｂ）ステップ１０５〜１０９の処理（幾何３次元モジュ
ールの場合）について 第３図（ｃ）（ｄ）に示されるような幾何３次元形状を
加工する場合の加工モジュールＭ２Ｄの処理に基づいて
説明する。加工モジュールＭ２Ｄでは、第３図（ｃ）＜
ｄ）に示される基準座標位置（ＸＩ、Ｙｌ）、コーナー
Ｒ（ｒ、）、寸法Ｌ　＋　、　Ｌ　２）加工深さＴ、断
面の角度θ１の最終加工形状を入力する。また、それと
同時に第１表に示される工具使用タイプコードと、第３
表の下穴区分とを入力する。尚、幾何３次元形状の工具
使用タイプコードは、使用する工具の種類が制約される
為に、タイプコードは”１”と”９”のみにしか対応し
ていない。それ以外のコードが入力されると、上述の入
力処理プログラム８でエラーメツセージを出力して、処
理を停止させるようになっている。

ｂ−１）下穴加工処理１０５について 下穴加工処理１０５においては、第３表に示す下穴区分
が”９”の場合には下穴加工工程無しと判断して、次の
ステップ１０６ヘジヤンブする。下穴区分が”０”の場
合には下穴加工工程有りと判断して、第８図（ａＨｂ）
に示されるように、下穴のＸ。

Ｙ座標値（Ｘｐ、Ｙｐ）を計算し、また、その加工深さ
Ｔ１は、入力された加工深さＴからα１（下穴残り代：
外部ファイルデータ）を引いた値とされる。

これらのデータは２次データファイル１３に出力される
。

ｂ−２）荒加工処理１０６について 荒加工処理１０６においては、上述のように、幾何３次
元形状の工具使用タイプコードが、°°１°。

と”９°゛のみにしか対応していないために、必ず荒加
工処理有りと判断され、この工程は必ず実行される。荒
加工工程の回数、及び、寸法計算は以下の様にして求め
られる。第８図（ｅ）（ｄ）で、工程回数は、入力され
た加工深さＴからβ２（成性上代：外部ファイルデータ
）を引いた値Ｔ２を、１回の工程深さＴ′で割って、４
捨５人して整数値に丸めた値である。また、Ｔ２をその
回数で割った値がＴ′にフィードバックされる。ここで
、Ｔ’＝γ×Ｄである。ただし、Ｄは加工に使用する工
具径であり、また、γは係数（外部ファイルデータ）で
ある。今、荒加工が３工程であるものとして説明する。

まず荒加工工程の１回目では、基本値ｆｉ（ｘ。

°、Ｙ１°〉、寸法Ｌ　＋　’　、　Ｌ　２°、加工深
さＴ′と計算する。第８図（ｃ）（ｄ）において、α２
は側面仕上代で外部ファイルデータである。これらの値
は２次データファイル１３に出力される。荒加工工程の
２回目では、基準位置（ＸＩ−Ｙ、”）、寸法Ｌ１°°
、ｌ−。

′、加工開始深さＺｌ、加工深さＴ′を計算し、２次デ
ータファイル１３に出力する。ここで、Ｚｌは、前記２
Ｉ／２次元の底加工工程で説明した第７図（「）の７１
と同じ意味であり、この深さまでは空間領域として工具
を早送り処理される。荒加工工程の３回目では、基準位
置（Ｘ、”°、Ｙｌ”°）、寸法Ｌ１°゛。

Ｂ２“、加工開始深さＺ２）加工深さＴｏを計算し、２
次データファイル１３に出力する。

ｂ−３）　２　’／２次元部の成性上加工処理１０７に
ついて ２°八次元部の成性上加工処理１０７においては、第１
表の工具使用タイプコードが”９”のときには、荒加工
のみとして判断し、側面仕上加工処理１０８、幾何３次
元部の成性上加工処理１０９を行わないで処理を終了す
る。工具使用タイプコードが°゛１°°のときには、以
下の寸法を求める。ここでの処理は成性上でも、第８図
（ｆ）のような深さが一定の部分の成性上工程であり、
基準位置（Ｘ２°、Ｙ２°）、寸法Ｌｌ″”、Ｂ２゛、
加工開始深さＺｌ、加工深さＴ２を計算し、２次データ
ファイル１３に出力する。

ｂ−４）側面仕上加工処理１０８について幾何３次元形
状の場合、第２表の仕上タイプコードは、側面仕上加工
の工程回数には使用せず、側面仕上加工工程は１回とし
ている。この工程については、第８図（ｇ）（ｈ）に示
されるように、基準位Ｔ！（Ｘ　３　、　Ｙ　３　）、
寸法り５、Ｂ２）加工深さＴを計算し、２次データファ
イル１３に出力する。

ｂ−５）幾何３次元部の成性上加工処理１０９について 第８１２（ｉ）（ｊ）で、まず左側の基準位１ｆ（Ｘｓ
、ＹＳ）と、寸法り、、Ｂ２）角度θ１を計算し、成性
上加工工程Ｉとして、２次データファイル１３に出力す
る。次に右側の基準位置（Ｘ　＊　、　Ｙ　ｓ　）、寸
法Ｌ　４　、　Ｌ　２）角度θ２を計算し、成性上加工
工程■として２次データファイル１３に出力する。尚、
加工深さについては、それぞれ入力された加工深さの値
Ｔをそのまま出力する。

以上のようにして得られた加工工程のデータには、それ
ぞれ、決まった加工種類コードが付けられて２次データ
ファイル１３に一旦記録され、ＣＬ作成プログラム１１
における処理、及び、ボストプロセッサ３における処理
を経て、数値制御データとして出力される。尚、数値制
御データの記録媒体としては、ＮＣテープの代わりにフ
ロッピーディスクその池の任意の記録媒体を使用するこ
とができる。また、数値制御データを記録媒体を介さず
に、直接、ＮＣ工作機械に入力するように構成しても構
わない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、入力された加工データか
ら、切削加工の各工程についての工程数、加工寸法、及
び、加工工程順を含む工程データを作成する工程分解処
理部を設けたので、各工程についての寸法計算や各工程
毎の入力作業等を省略することができ、制御データを作
成する作業を大幅に省力化することができるという効果
がある。

また、制御データ作成者間の制御データの作成内容のば
らつきが解消されるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すクレーム対応図、第２
図は本発明の一実施例に係る数値制御データ作成装置の
概略構成図、第３図（ａ）乃至（ｄ）は同上の装置に入
力される加工形状データを説明するための説明図、第４
図（ａ）は同上の装置における加工形状の平面図、第４
図（ｂ）は同上の縦断面図、第４図（ｅ）乃至（ｇ）は
同上の形状を加工するための加工工程の説明図、第５図
１ａ）は同上の装置における他の加工形状の平面図、第
５図（ｂ）は同上の縦断面図、同図（ｅ）乃至（ｈ）は
同上の形状を加工するための加工工程の説明図、第６図
は同上の装置の要部動作を示すフローチャート、第７図
（ａ）乃至（ｊ）は第４図の加工工程についての寸法計
算の方法を示す説明図、第８図（ａ）乃至（ｊ）は第５
図の加工工程についての寸法計算の方法を示す説明図、
第９図は従来の制御データ作成手順を示すフローチャー
トである。 （Ａ＞は切削加工用の制御データ、（Ｂ１）〜（Ｂ６）
は加工データ、＜Ｃ＞は工程データ、＜Ｄ）及び１０Ａ
は工程分解処理部である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）切削加工機で部品加工する際の制御データを、入
   力された加工データに基づいて作成する制御データ作成
   装置において、入力された加工データから、下穴加工、
   荒加工、底仕上加工及び側面仕上加工よりなる切削加工
   の各工程の工程数、加工寸法及び加工工程順を含む工程
   データを作成する工程分解処理部を設けて成ることを特
   徴とする切削加工機の制御データ作成装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   加工データは、加工最終形状の寸法と、工具の使用タイ
   プと、切削加工の仕上タイプと、切削加工の名称とを含
   み、工程分解処理部は、これらのデータと、予め変更自
   在に登録されている底仕上代及び側面仕上代から、前記
   工程データを作成する処理部であることを特徴とする切
   削加工機の制御データ作成装置。