JPS63105866A - 数値制御工作機械による機械加工法 - Google Patents

数値制御工作機械による機械加工法

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JPS63105866A
JPS63105866A JP62260762A JP26076287A JPS63105866A JP S63105866 A JPS63105866 A JP S63105866A JP 62260762 A JP62260762 A JP 62260762A JP 26076287 A JP26076287 A JP 26076287A JP S63105866 A JPS63105866 A JP S63105866A
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machine tool
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    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
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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】 発ユ生!量 数値制御又はNC工作機械は予め定められたプログラム
に従って部材を正確に機械加工するのに使用されている
。切削動作は直線であってもよいし、固定半径曲線の一
部分であってもよい、NC工作機械を使用して渦巻き膨
圧縮機の伸開線経路又はラップ(wrap) 、エーロ
フオイル及び遠心ブレードの表面湾曲形状又は他の複雑
な非円形形状を加工するためには、直線カットにより結
ばれている多数のデータ点を用意するのが通常である。
加工される表面と必要とされる理論的表面との間の不一
致はデータ点の数の増大と共に減少するが、受容可能な
表面を達成するためには、必要なデータ点の数がデータ
のM積のためNC工作機械内に利用可能なメモリの観点
から非現実的になる。
いずれの場合にも、このような手順は、満足な複雑な表
面を達成するのにCNC(計算機数値制御)及びDNC
(直接数値制御)のような一層高度なNC工作機械を必
要とする。
発皿■員皿 本発明によれば、切削されるべき表面は、所望の形状か
らの偏差がもはや最大許容可能な不一致を越えないよう
に合わされている一連の最適化された円弧により近似さ
れる。渦巻き膨圧縮機のラップを製造するための反復的
(数値的)及び解析的アプローチが開示される。一層詳
細には、第一の曲率半径を有する理論的表面又は経路上
の基点で開始して、第二の曲率半径を有する表面又は経
路上の第二の点が予測され、また二つの端点の平均半径
又は二つの半径のうちのただ一つの半径を有する円弧が
二つの端点の間に合わされる反復的アプローチが用いら
れる。理論的な経路と合わされた円弧との間の距離が求
められ、もしそれが最大許容可能な不一致を越えていれ
ば、不一致が典型的にNC工作機械の精度に等しい最大
許容可能な大きさを越えなくなるまで、新しい一層ぴっ
たり合う第二の点が予測され、また上記のプロセスが繰
り返される。このプロセスは全部の理論的な経路にわた
って繰り返され、またデータ点の座標及び合わされた円
弧の半径が例えばさん孔テープ又は磁気テープにより又
は人手により記録され、またNC工作機械に供給される
本発明の目的は、より少数のデータ点を使用して、NC
工作機械により複雑な非円形の経路を切削することであ
る。
本発明の他の目的は、複雑な表面を機械加工するのに必
要なデータ点の数を最小化することである。
本発明の別の目的は、簡単な工具により複雑な形状の切
削を可能にすることである。以下の説明から明らかにな
るように、上記及び他の目的は本発明により達成される
基本的に、複雑な形状の正確な機械加工が、直線カント
が円弧に合致するようにぴったり合っているX、Y座標
の対を使用して一連の直線カットを切削するのではなく
、X、Y座標及び半径を使用して一連の最適化された円
弧を切削することにより、CNC及びDNCのような、
計算機制御されないNC工作機械により達成され得る。
い  の口 以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
説明を簡単にするため、切削工具が一つのαりで行われ
る通常のフライス削りと他方の側の下向き削りとにより
同時に両側で切削している場合について説明する。この
アプローチは工具が一つの側のみを切削している場合に
も拡張され得る。第1図及び第2図中の点Aは工具20
の理論的切削経路上の基点であり、また工具20の回転
の最初の中心である。切削工具20の経路及びブランク
又は加工片lOのなかに切削される表面は工具20の半
径及び結果として生ずる円弧の長さの差によってのみ相
違する。しかし、切削工具経路及び結果として生ずる表
面に対する式は半径の値のみが相違し、従って、工具半
径に対する適当な補正がなされる時、下記の式1及び2
は工具経路もしくは結果として生ずる表面に対して正し
い0点Aは原点Zに対して、それぞれ下記の式1.2及
び3から導き出された座標(X+、Y+)及び曲率率f
tR+を有する。環カットは中心点が点Aから一連の円
弧内の最適化された点B、Cなどへ順次に移動する工具
20により切削される。結果として生ずるカットは、渦
巻きのランプ40がブランクlO内のカットである第2
図中に示されている。
次ぎに第3図を参照すると、座標Xn、Ynの点及び座
標Xn+I % Yn+1の点が工具20の理論的経路
を表す実線50と、本発明の開示に従って決定された近
似円弧表す破線60とにより接続されて示されている。
実線50と破線60との間の間隔がそれらの長さにわた
り変化していることに気付くであろう、この不一致εは
最大許容可能な不一致ε。8を超過してはならず、従っ
て破線60はεwaxが超過されないように実線50に
合わされていなければならない、破線60により表され
る曲線のフィッティングは反復的(数値的)もしくは解
析的アプローチにより行われ得る。
最初に、反復的アプローチについて説明すると、座標(
X+、Y+)及び曲率半径R1を有する理論的経路上の
基点Aから出発して、座標(X2、Y2)及び半径R2
を有する理論的経路上の点Bが予測される0点A及びB
を端点として使用して、R1及びR2の平均である半径
RaVeを有する円弧が点AとBとの間に合わされる。
その後に円弧60と理論的経路50との間の不一致Sが
決定される。もし距離εが最大許容可能な不一致εra
ax  (0,00025cmないし0.00125c
m(0,0001inないし0.005in)の値が推
奨される。なぜならば、この値は典型的なNC工作機械
の精度であるからである。)よりも大きいならば、点B
が点Aにより近い第二の予測された点により置き換えら
れる。これは、εIIIaxの条件が満足されるまで、
繰り返され、またこの点が基点とみなされる。このプロ
セスは第3図に示されているように円弧を合わせること
により理論的経路50にわたり繰り返される。数値的反
復は基点に近い点で出発し、不一致限界が予め定められ
た大きさのなかに到達又は近接させられるまで移動する
。しかし、いずれの場合にも、設定された最適化された
点A、B、Cなどの各々のX、Y座標および隣接点A、
B、Cなどを接続する円弧の半径RaVeが記録され、
また第4図に示されているように入力データがNC工作
機械70に供給され、またメモリ内に記憶される。デー
タは手作業によりNC工作機械70に入れられてもよい
し、一層好ましい方法として、磁気テープ、さん孔テー
プなどによりNC工作機械70に転送されてもよい。例
えば、データは端末装置80による制御のもとにテープ
さん孔装置82及びテープ読取り装置84を介してNC
工作機械70に供給され得る、スロット寸法が1.9 
cm (0,75i n)であり、ランプ40の厚みが
0.5 cm (0,2i n)であり、またラップが
g +aaxの異なる値に対して約2ターンだけ延びて
いる第2図に示されている伸開線経路を切削するための
データ点を生ずるこの方法を使用して、下記の結果が得
られる。
必要とされる   最大許容可能な不一致ヱニL嵐盆近
似致 ε   in 0m30    0.0005 
(0,00125)33    0.0004 (0,
001)37    00003 (0,00075)
41    0.0002 (0,0005)51  
  0.0001  (0,00025)上表に示され
ているデータ点の数は、a −O,Ol 25cm (
0,005in)の十分に清らがな表面を達成するべく
直線により接続されるおおよそ500ないし1000の
見当のデータ点数と比較されるべきものである。このよ
うなデータ点数の減少はNC工作機械のメモリに記憶す
る上で好ましい。
反復法に代わるものとして解析的アプローチがある。渦
巻状の伸開線は下式により記述されるX及びY座標を有
する。
X=r (s inα+ (b+α)s 1nct  
(式1)Y=r (s inα−(b+cr)cosα
 (式2)ここで、r及びbは所与の/fil開線に対
する定数であり、また伸開線又はラップ角αは可変バラ
メークである。任意の点に於ける曲率半径Rは下式で表
される。
Rxr (α+b)         (式3)伸開線
上の全ての点は異なる曲率半径を有する(湾曲の中心は
半径rを有する伸開線発生内の上を移動する)ので、隣
接点を接続する任意の円弧は異なる曲率半径又は湾曲の
中心を有する。明らかに、このことは、円弧の中心は円
弧をストライクするべく決定されなければならないので
、無視され得ないが、これは理解に付は加えることなし
に数学を複雑化するので、簡単のために、円弧の中心が
原点にあると仮定されている。これは伸開線発生内の半
径rに対して曲率半径が大きい時に成り立つ仮定である
。従って理論的な線50に対しては、 (X”+Y2)(50)   =n”tv+o)C式4
)渦巻形曲線と近似円との間の不一致εwaxに対して
満足されなければならない条件は l (X2+Y’)(5ot=R2tgo+l<εl、
1aX(式5) である。式1.2及び3を式5に代入すると下式が得ら
れる。
1+(b+α)  2−′(R2(60)/ r 2)
〈ε+iax / r ’  (式6)%式%)) −(εwax /r 2) ) <0        
(式7)式7は、所与の半径R(80)に対して、許容
可能な不一致限度εwaxが超過されないようにカバー
されるべき角度αの範囲(及び式1及び2からの対応す
るX、、Y)が存在することを示す。εLIIaxの値
が増大するにつれて、この近似によりカバーされるべき
角度αの範囲が増大することは理解されよう、これは半
径Rに対しても真である。第1図及び第2図を参照する
と、半径Rが増大するにつれて、データ点の間の距離が
太き(なることが明白に示されている。
本発明の好ましい実施例を説明し図示してきたが、他の
変形も可能であることは当業者により理解されよう。例
えば、渦巻きの伸開線ランプの機械加工を特に説明して
きたが、本発明がNC工作機械による他の複雑な表面の
機械加工に応用可能であることは理解されよう。また、
二つの端点の平均半径が曲線を合わせるために使用され
ているが、二つの端点の半径の間のどこの半径も使用さ
れ得るし、さらに端点に於ける曲線の混合が妥協され得
る。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によっての
み限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
第1図はブランク材料を示す図であり、データ点が重ね
て記入されている。 第2図はデータ点を使用して渦巻きのラップを切削する
際に除去される材料と共にデータ点を示す図である。 第3図は理論的な工具経路と近似された工具経路とを比
較して示す図である。 第4図はNC工作機械の概要図である。 10・・・ブランク、20・・・工具、40・・・ラン
プ、50.60・・・線、70・・・NC工作機械、8
0・・・端末装置、82・・・テープさん孔装置、84
・・・テープ読取り装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 工具経路の既知の数学的表現及び関連付けられた数学的
    表現を有する所望の形状を近似するべく数値制御工作機
    械の加工過程を設定するための方法に於いて、 使用される数値制御工作機械の精度と共に必要とされる
    精度に基づいて、所望の形状の既知の数学的表現からの
    最大許容可能な不一致を設定する過程と、 工具経路の数学的表現の所与の点で出発して、工具経路
    の数学的表現と一致する端点を有する一連の円弧と、所
    望の形状の数学的表現からの偏差がもはや最大許容可能
    な不一致を越えない工具の切削表面とを順次に合わせる
    過程と、 端点と一連の円弧の各々の半径とを記録する過程と、 近似された所望の形状がブランク内に形成されるように
    ブランクを切削するべく、記録された端点及び半径に従
    って切削工具を運動させる過程とを含んでいることを特
    徴とする数値制御工作機械の加工過程の設定方法。
JP62260762A 1986-10-17 1987-10-15 数値制御工作機械による機械加工法 Expired - Lifetime JPH0747255B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US92000386A 1986-10-17 1986-10-17
US920,003 1986-10-17

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JPS63105866A true JPS63105866A (ja) 1988-05-11
JPH0747255B2 JPH0747255B2 (ja) 1995-05-24

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JP62260762A Expired - Lifetime JPH0747255B2 (ja) 1986-10-17 1987-10-15 数値制御工作機械による機械加工法

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BR (1) BR8705491A (ja)
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MX (1) MX161575A (ja)

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MX161575A (es) 1990-11-12
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