JPS6336524B2 - - Google Patents
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- JPS6336524B2 JPS6336524B2 JP56050967A JP5096781A JPS6336524B2 JP S6336524 B2 JPS6336524 B2 JP S6336524B2 JP 56050967 A JP56050967 A JP 56050967A JP 5096781 A JP5096781 A JP 5096781A JP S6336524 B2 JPS6336524 B2 JP S6336524B2
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- Japan
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- machining
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 40
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000009763 wire-cut EDM Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/06—Control of the travel curve of the relative movement between electrode and workpiece
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35151—Modeling geometric, generation or forming of curved surface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49243—5-D
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50334—Tool offset, diameter correction
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50336—Tool, probe offset for curves, surfaces, contouring
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は数値制御加工方法に係り、特にフライ
ス加工、ワイヤカツト放電加工などに適用して好
適な数値制御加工方法及び数値制御装置に関す
る。
ス加工、ワイヤカツト放電加工などに適用して好
適な数値制御加工方法及び数値制御装置に関す
る。
ワイヤカツト放電加工機は周知の如く、上ガイ
ドと下ガイドとの間にワイヤを張設しておき、該
ワイヤとワークとの間に放電を生じさせてワーク
を加工するものであり、ワークはテーブル上に固
定され、加工形状に沿つて数値制御装置からの指
令によりＸ，Ｙ方向に移動せしめられる。この場
合、テーブル（ワーク）に対してワイヤを垂直方
向に張設しておけば、ワーク上面と下面との加工
形状が同一となり、又上ガイドをＸ，Ｙ方向（Ｕ
軸、Ｖ軸という）に偏位可能な如く構成し、たと
えばワーク移動方向と直角方向に該上ガイドを偏
位してワイヤをワークに対して傾斜せしめればワ
ーク上面と下面との加工形状は同一とならず、ワ
イヤ加工面が傾斜する、いわゆるテーパ加工が行
われる。
ドと下ガイドとの間にワイヤを張設しておき、該
ワイヤとワークとの間に放電を生じさせてワーク
を加工するものであり、ワークはテーブル上に固
定され、加工形状に沿つて数値制御装置からの指
令によりＸ，Ｙ方向に移動せしめられる。この場
合、テーブル（ワーク）に対してワイヤを垂直方
向に張設しておけば、ワーク上面と下面との加工
形状が同一となり、又上ガイドをＸ，Ｙ方向（Ｕ
軸、Ｖ軸という）に偏位可能な如く構成し、たと
えばワーク移動方向と直角方向に該上ガイドを偏
位してワイヤをワークに対して傾斜せしめればワ
ーク上面と下面との加工形状は同一とならず、ワ
イヤ加工面が傾斜する、いわゆるテーパ加工が行
われる。
第１図はかゝるテーパ加工の説明図であり、上
ガイドUGと下ガイドDGとの間にワイヤWRがワ
ークWKに対し所定角度傾斜して張設されてい
る。今、ワークWKの下面PLをプログラム形状
（ワークWKの上面QUをプログラム形状としても
よい）とし、又、テーパ角度α、上ガイドUGと
下ガイドDG間の距離Ｈ、下ガイドDGからワー
クWK下面までの距離ｈとすれば、ワーク下面
PLに対する下ガイドDGのオフセツト量d1及び上
ガイドUGのオフセツト量d2はそれぞれ、 d1＝ｈ・tanα＋ｄ／２ ……(1) d2＝Ｈ・tanα−ｈ・tanα−ｄ／２ ＝Ｈ・tanα−d1 ……(2) で表わせる。尚、ｄは加工幅である。
ガイドUGと下ガイドDGとの間にワイヤWRがワ
ークWKに対し所定角度傾斜して張設されてい
る。今、ワークWKの下面PLをプログラム形状
（ワークWKの上面QUをプログラム形状としても
よい）とし、又、テーパ角度α、上ガイドUGと
下ガイドDG間の距離Ｈ、下ガイドDGからワー
クWK下面までの距離ｈとすれば、ワーク下面
PLに対する下ガイドDGのオフセツト量d1及び上
ガイドUGのオフセツト量d2はそれぞれ、 d1＝ｈ・tanα＋ｄ／２ ……(1) d2＝Ｈ・tanα−ｈ・tanα−ｄ／２ ＝Ｈ・tanα−d1 ……(2) で表わせる。尚、ｄは加工幅である。
従つて、ワークの移動に応じてオフセツト量
d1，d2が一定になるよう、ワイヤWRを張設する
上ガイドUGを移動制御すれば第２図に示すよう
にテーパ角αのテーパ加工を行なうことができ
る。尚、図中、点線及び一点鎖線はそれぞれ上ガ
イドUG、下ガイドDGの通路である。以上のよ
うにワイヤカツト放電加工指令としてはワーク下
面或いは上面でのプログラム通路と、該プログラ
ム通路上での送り速度、テーパ角α、前記距離
Ｈ，ｈ等を指令すれば指令通りの加工が行われ
る。
d1，d2が一定になるよう、ワイヤWRを張設する
上ガイドUGを移動制御すれば第２図に示すよう
にテーパ角αのテーパ加工を行なうことができ
る。尚、図中、点線及び一点鎖線はそれぞれ上ガ
イドUG、下ガイドDGの通路である。以上のよ
うにワイヤカツト放電加工指令としてはワーク下
面或いは上面でのプログラム通路と、該プログラ
ム通路上での送り速度、テーパ角α、前記距離
Ｈ，ｈ等を指令すれば指令通りの加工が行われ
る。
しかしながら、従来より行われているテーパ加
工においてはテーパ角度が一定であり、該テーパ
角が連続して変化するような加工はできず、特に
ワークの上面形状と下面の形状が全く異なる加
工、たとえば上面形状が直線となり、下面形状が
円弧となるような加工は不可能であつた。ところ
で、もしこのようなワイヤ放電加工が可能になれ
ば打抜き金型のみならず、プラスチツク金型など
キヤビテイ加工そのものにも利用できNCワイヤ
カツト放電加工機の応用分野を著しく広めること
ができる。又、上記ワイヤカツト放電加工が可能
になれば、その類似性から第３図ａに示すように
フライス盤などにおいてフライス工具の刃物BT
の胴部でワークWKに加工を施すことが可能とな
り、フライス工具の先端でのみ加工する従来の方
法（第３図ｂ）に比べ加工能率を著しく向上させ
ることができる。
工においてはテーパ角度が一定であり、該テーパ
角が連続して変化するような加工はできず、特に
ワークの上面形状と下面の形状が全く異なる加
工、たとえば上面形状が直線となり、下面形状が
円弧となるような加工は不可能であつた。ところ
で、もしこのようなワイヤ放電加工が可能になれ
ば打抜き金型のみならず、プラスチツク金型など
キヤビテイ加工そのものにも利用できNCワイヤ
カツト放電加工機の応用分野を著しく広めること
ができる。又、上記ワイヤカツト放電加工が可能
になれば、その類似性から第３図ａに示すように
フライス盤などにおいてフライス工具の刃物BT
の胴部でワークWKに加工を施すことが可能とな
り、フライス工具の先端でのみ加工する従来の方
法（第３図ｂ）に比べ加工能率を著しく向上させ
ることができる。
以上から、本発明は上面及び下面形状が異なる
曲面、換言すれば２本の曲線の対応点を順次結ぶ
ことにより創成される曲面を加工することができ
る数値制御加工方法及び数値制御装置を提供する
ことを目的とする。
曲面、換言すれば２本の曲線の対応点を順次結ぶ
ことにより創成される曲面を加工することができ
る数値制御加工方法及び数値制御装置を提供する
ことを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。
明する。
第４図は本発明をフライス加工に適用した場合
の説明図である。図中、BTは工具、CV1，CV2
はそれぞれ曲線であり、直線、円弧などの基本形
状の連続で構成され、各曲線上の対応点mi，ni
（ｉ＝１，２，…）を順次結ぶことにより所望の
曲面SFが形成される。尚曲線CV1はワーク上面
の加工形状、CV2はワーク下面の加工形状であ
る。
の説明図である。図中、BTは工具、CV1，CV2
はそれぞれ曲線であり、直線、円弧などの基本形
状の連続で構成され、各曲線上の対応点mi，ni
（ｉ＝１，２，…）を順次結ぶことにより所望の
曲面SFが形成される。尚曲線CV1はワーク上面
の加工形状、CV2はワーク下面の加工形状であ
る。
(1) まず、曲面の加工に先立つて前記２本の曲線
CV1，CV2を特定する曲線情報と、工具径ｒな
どの工具形状情報と、工具進行方向の左側或い
は右側に工具径補正をするかを示す工具径補正
方向情報と、前記各曲線CV1，CV2を分割する
分割情報を入力する。尚、分割情報としては分
割数、分割ピツチ或いは許容誤差量が入力され
る。又、工具径補正方向はＧ機能命令Ｇ４１，
Ｇ４２により指令され、左側オフセツトであれ
ばＧ４１、右側であればＧ４２が指令される。
CV1，CV2を特定する曲線情報と、工具径ｒな
どの工具形状情報と、工具進行方向の左側或い
は右側に工具径補正をするかを示す工具径補正
方向情報と、前記各曲線CV1，CV2を分割する
分割情報を入力する。尚、分割情報としては分
割数、分割ピツチ或いは許容誤差量が入力され
る。又、工具径補正方向はＧ機能命令Ｇ４１，
Ｇ４２により指令され、左側オフセツトであれ
ばＧ４１、右側であればＧ４２が指令される。
(2) ついで、前記ステツプ１で入力した分割情報
に基いて各曲線CV1，CV2をそれぞれ分割し、
分割点mi，niを求める。たとえば分割情報と
して分割数Ｍが入力されていれば各曲線をａ：
ｂに分割する分割点は以下の２−１）〜２−
４）の手順により求められる（尚、ａ＋ｂ＝Ｍ
とする）。
に基いて各曲線CV1，CV2をそれぞれ分割し、
分割点mi，niを求める。たとえば分割情報と
して分割数Ｍが入力されていれば各曲線をａ：
ｂに分割する分割点は以下の２−１）〜２−
４）の手順により求められる（尚、ａ＋ｂ＝Ｍ
とする）。
２−１ 与曲線CV1或いはCV2の各要素（与曲
線を構成する線分あるいは円弧を要素と称す
る）の長さを求め、それ等を合計して曲線の
長さＤを求める。
線を構成する線分あるいは円弧を要素と称す
る）の長さを求め、それ等を合計して曲線の
長さＤを求める。
２−２ ａ／（ａ＋ｂ）・Ｄ＝D′を求める。
２−３ 分割の基点となる一方の端よりD′の
長さの位置を含む要素を抽出する。この要素
の抽出は最初の要素の長さをD1、次の要素
の長さをD2、以下同様にD3…，Di，…とす
るとき K-1 〓i=1 Di≦D′K 〓i=1 Di (3) となるｋを求めることにより行われる。
長さの位置を含む要素を抽出する。この要素
の抽出は最初の要素の長さをD1、次の要素
の長さをD2、以下同様にD3…，Di，…とす
るとき K-1 〓i=1 Di≦D′K 〓i=1 Di (3) となるｋを求めることにより行われる。
２−４ ｋ番目の要素に対し、その始点より
D″＝D′−K-1
〓i=1
Di (4)
となるｋ番目の要素上の点を求める。この求
めた点が与曲線を一方の端点からａ：ｂに分
割する点である。尚、２−３）においてｋ＝
１のときK-1 〓i=1 Di＝０とする。
めた点が与曲線を一方の端点からａ：ｂに分
割する点である。尚、２−３）においてｋ＝
１のときK-1 〓i=1 Di＝０とする。
又、分割情報として分割ピツチＮ（mm）が与え
られゝば以下の手順により分割点mi，niを求め
る。
られゝば以下の手順により分割点mi，niを求め
る。
２−1′ 与曲線CV1及びCV2の長さD1（mm）、D2
（mm）を求める。
（mm）を求める。
２−2′ M1＝D2／Ｎ，M2＝D2／Ｎの演算を行
なう。
なう。
２−3′ M1とM2の大小を比較し、大きい方を
分割数として前記２−２）〜２−４）のステ
ツプを実行すれば分割点mi，niが求まる。
分割数として前記２−２）〜２−４）のステ
ツプを実行すれば分割点mi，niが求まる。
(3) 曲線CV1，CV2上の対応する分割点mi，niが
求まれば該分割点における工具径補正方向側の
法線ベクトルＮ→，Ｎ→′を演算する。この法線ベ
クトルは第５図、第６図を参照して以下の手順
で求められる。
求まれば該分割点における工具径補正方向側の
法線ベクトルＮ→，Ｎ→′を演算する。この法線ベ
クトルは第５図、第６図を参照して以下の手順
で求められる。
３−１ 分割点miの１つ手前及び１つ後の分
割点mi-1，mi+1を求める。尚、１つ手前の分
割点mi-1は既に工具BTがmi-1，ni-1に移動
する際に演算されているから、分割点mi+1を
求めればよい。
割点mi-1，mi+1を求める。尚、１つ手前の分
割点mi-1は既に工具BTがmi-1，ni-1に移動
する際に演算されているから、分割点mi+1を
求めればよい。
３−２ 上記３点mi-1，mi，mi+1を通る円弧
CR1（第５図）を求めると共に、分割点miに
おける接線ベクトルＵを求める。
CR1（第５図）を求めると共に、分割点miに
おける接線ベクトルＵを求める。
３−３ 次に、曲面SFの母線方向ベクトルＶ
を Ｖ→＝ｍｉ→−ｎｉ→ (5) より求める。一般に、法線ベクトルＮは接線
ベクトルＵと母線方向ベクトルＶの外積とな
り（第６図）、 Ｎ→＝Ｖ→×Ｕ→ (6) より分割点miにおける法線ベクトルＮが求
まる。
を Ｖ→＝ｍｉ→−ｎｉ→ (5) より求める。一般に、法線ベクトルＮは接線
ベクトルＵと母線方向ベクトルＶの外積とな
り（第６図）、 Ｎ→＝Ｖ→×Ｕ→ (6) より分割点miにおける法線ベクトルＮが求
まる。
３−４ 同様にして分割点niの法線ベクトル
Ｎ→′が求まる。尚、法線ベクトルＮ→，Ｎ→′はカ
ツタのオフセツト方向を向くように作成す
る。たとえば、曲線CV1の分割点miにおけ
る接線ベクトルＵ→をさきの説明と逆方向に求
めた場合には法線ベクトルＮを Ｎ→＝Ｕ→×Ｖ→ (6)′ より求める。
Ｎ→′が求まる。尚、法線ベクトルＮ→，Ｎ→′はカ
ツタのオフセツト方向を向くように作成す
る。たとえば、曲線CV1の分割点miにおけ
る接線ベクトルＵ→をさきの説明と逆方向に求
めた場合には法線ベクトルＮを Ｎ→＝Ｕ→×Ｖ→ (6)′ より求める。
(4) ついで、工具径ｒと法線ベクトルＮ→，Ｎ→′か
ら工具オフセツトベクトル、換言すれば工具径
に基いて法線方向へ工具位置を補正したとき、
工具位置に関する分割点mi，niに対応する工
具中心軸上の２つの位置mi′，ni′を求める（第
７図に示す位置mi′，ni′を、以降、工具補正位
置という。）。
ら工具オフセツトベクトル、換言すれば工具径
に基いて法線方向へ工具位置を補正したとき、
工具位置に関する分割点mi，niに対応する工
具中心軸上の２つの位置mi′，ni′を求める（第
７図に示す位置mi′，ni′を、以降、工具補正位
置という。）。
(5) ２つの工具補正位置mi′，ni′が求まれば工具
中心軸ベクトルＴ→を Ｔ→＝mi′−ni′ (7) より求め、ついで工具補正位置ni′を工具先端
位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とみなし、工具中心軸ベ
クトルＴ→と工具先端位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とか
ら数値制御工作機械の各制御軸の位置データを
演算する。たとえば、第８図に示すように工具
BTを垂直回転方向（Ｂ軸方向）及び水平回転
方向（Ｃ軸方向）に回転してワークに対する工
具中心軸方向を制御し、且つ該工具を（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）の３軸方向に移動させてワークに所望
の加工を施す同時５軸のフライス盤を考える
と、工具中心軸ベクトルＴ（Ｉ，Ｊ，Ｋ）と、
工具先端位置座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、工具長
ｌとから工具回転中心Ｑの直交座標値（ｘ，
ｙ，ｚ）と、工具BTの回転角位置を示す球座
標値ｂ，ｃは次式から演算できる。
中心軸ベクトルＴ→を Ｔ→＝mi′−ni′ (7) より求め、ついで工具補正位置ni′を工具先端
位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とみなし、工具中心軸ベ
クトルＴ→と工具先端位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とか
ら数値制御工作機械の各制御軸の位置データを
演算する。たとえば、第８図に示すように工具
BTを垂直回転方向（Ｂ軸方向）及び水平回転
方向（Ｃ軸方向）に回転してワークに対する工
具中心軸方向を制御し、且つ該工具を（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）の３軸方向に移動させてワークに所望
の加工を施す同時５軸のフライス盤を考える
と、工具中心軸ベクトルＴ（Ｉ，Ｊ，Ｋ）と、
工具先端位置座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、工具長
ｌとから工具回転中心Ｑの直交座標値（ｘ，
ｙ，ｚ）と、工具BTの回転角位置を示す球座
標値ｂ，ｃは次式から演算できる。
ｃ＝tan-1（Ｊ／Ｉ） (12)
尚、(11)，(12)式は直交座標系から球座標系への
変換式である。即ち、第９図に示すように工具
BTの回転中心Ｑを原点として直交座標系と球
座標系を想定し、長さｌの工具をＢ軸方向（垂
直回転方向へｂ，Ｃ軸方向（水平回転方向）へ
ｃ回転させると工具先端の直交座標I0，J0，K0
は I0＝ｌ・sinb・cosc (13) J0＝ｌ・sinb・cosc (14) K0＝lcosb (15) で表わせ、これ等（13）〜（15）式からｂ，ｃ
を求めると(11)，(12)式となる。
変換式である。即ち、第９図に示すように工具
BTの回転中心Ｑを原点として直交座標系と球
座標系を想定し、長さｌの工具をＢ軸方向（垂
直回転方向へｂ，Ｃ軸方向（水平回転方向）へ
ｃ回転させると工具先端の直交座標I0，J0，K0
は I0＝ｌ・sinb・cosc (13) J0＝ｌ・sinb・cosc (14) K0＝lcosb (15) で表わせ、これ等（13）〜（15）式からｂ，ｃ
を求めると(11)，(12)式となる。
(6) 最後に、(8)〜(12)式から求めたｘ，ｙ，ｚ，
ｂ，ｃを用いて工具BTを曲線CV1の分割点
mi-1からmiへ及び曲線CV2の分割点ni-1からni
へ移動させる。
ｂ，ｃを用いて工具BTを曲線CV1の分割点
mi-1からmiへ及び曲線CV2の分割点ni-1からni
へ移動させる。
以後、上記(1)〜(6)を繰り返えして、工具BTを
曲線CV1，CV2に沿つて移動させれば所望の曲面
SFのフライス加工が行われる。
曲線CV1，CV2に沿つて移動させれば所望の曲面
SFのフライス加工が行われる。
尚、ステツプ(5)において工具補正位置ni′を工
具先端位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として説明したが必
らずしも工具先端位置でなくてもよく、必要に応
じて工具のどの位置でni点を切削するかをプログ
ラマに指定させてもよい。又、工具としてはカツ
タ径一定のものについて説明したが第１０図に示
すようなテーパTPを有するテーパ付工具TBTで
あつてもmi及びniにおける工具補正位置mi′，
ni′はテーパー付工具のそれぞれの位置における
工具半径から求めることができる。
具先端位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として説明したが必
らずしも工具先端位置でなくてもよく、必要に応
じて工具のどの位置でni点を切削するかをプログ
ラマに指定させてもよい。又、工具としてはカツ
タ径一定のものについて説明したが第１０図に示
すようなテーパTPを有するテーパ付工具TBTで
あつてもmi及びniにおける工具補正位置mi′，
ni′はテーパー付工具のそれぞれの位置における
工具半径から求めることができる。
更に、これまでの実施例では工具旋回軸のＢ，
Ｃ軸を持つ５軸工作機械で説明しているが、回転
テーブルと工具旋回の組合せあるいは２つの回転
テーブルを持つ５軸工作機械にも適用が可能であ
る。
Ｃ軸を持つ５軸工作機械で説明しているが、回転
テーブルと工具旋回の組合せあるいは２つの回転
テーブルを持つ５軸工作機械にも適用が可能であ
る。
以上はフライス加工に本発明を適用した場合の
例であるが、次にワイヤカツト放電加工に本発明
を適用した場合について説明する。第１１図、第
１２図は本発明をワイヤカツト放電加工に適用し
た場合の説明図であり、WRはワイヤ、CV1，
CV2はそれぞれワークWK上面及び下面の加工形
状曲線、SFは曲面である。
例であるが、次にワイヤカツト放電加工に本発明
を適用した場合について説明する。第１１図、第
１２図は本発明をワイヤカツト放電加工に適用し
た場合の説明図であり、WRはワイヤ、CV1，
CV2はそれぞれワークWK上面及び下面の加工形
状曲線、SFは曲面である。
(1)′ まず、曲面SFの加工に先立つて曲線情報、
放電ギヤツプを含むワイヤ径情報、ワイヤ補正
方向、分割情報を入力する。
放電ギヤツプを含むワイヤ径情報、ワイヤ補正
方向、分割情報を入力する。
(2)′ ついで、前記ステツプ(1)′で入力した分割情
報に基いて各曲線CV1，CV2を分割し、分割点
mi，niを求める。
報に基いて各曲線CV1，CV2を分割し、分割点
mi，niを求める。
(3)′ 以後フライス加工の場合におけるステツプ
(3)，(4)と同様の手法によりワイヤ補正位置mi′，
ni′（第１２図）を求める。尚、ステツプ(3)，(4)
における工具をワイヤと読み替える。
(3)，(4)と同様の手法によりワイヤ補正位置mi′，
ni′（第１２図）を求める。尚、ステツプ(3)，(4)
における工具をワイヤと読み替える。
(4)′ ２つのワイヤ補正位置mi′，ni′が求まれば
(7)式からワイヤの傾斜ベクトルＴ→を求める。
(7)式からワイヤの傾斜ベクトルＴ→を求める。
(5)′ ついで、ワイヤ補正位置mi′，ni′をワーク
WKを載置するテーブルTBに平行な平面への
投影点座標、換言すればワイヤWRの中心線と
テーブルTBに平行な平面との交点Pc，Pc′の
座標を演算する（第１２図）。尚、ワイヤカツ
ト放電加工機の上ガイドをワーク上面に沿つて
Ｕ，Ｖ軸方向に移動させるものとすれば、交点
Pcは該ワーク上面とワイヤ中心の交点となる。
一方、交点Pc′はワーク下面とワイヤ中心の交
点である。さて、交点Pc，Pc′の座標（ｕ，
ｖ），（ｘ，ｙ）は、それぞれ分割点mi，niの
Ｚ軸座標値をｄ，d′、ワイヤの傾斜ベクトルＴ→
を（Ｉ，Ｊ，Ｋ）、ワイヤ補正位置mi′，ni′の
座標値を（Sx，Sy，Sz），（Sx′，Sy′，Sz′）と
すれば ｕ＝Sx＋ｔ・Ｉ ｖ＝Sy＋ｔ・Ｊ (16) ｘ＝Sx′＋t′・Ｉ ｙ＝Sy′＋t′・Ｊ (17) より求まる。但し、ｔ，t′は ｔ＝（ｄ−Sz）／Ｋ (18) t′＝（d′−Sz′）／Ｋ (19) である。
WKを載置するテーブルTBに平行な平面への
投影点座標、換言すればワイヤWRの中心線と
テーブルTBに平行な平面との交点Pc，Pc′の
座標を演算する（第１２図）。尚、ワイヤカツ
ト放電加工機の上ガイドをワーク上面に沿つて
Ｕ，Ｖ軸方向に移動させるものとすれば、交点
Pcは該ワーク上面とワイヤ中心の交点となる。
一方、交点Pc′はワーク下面とワイヤ中心の交
点である。さて、交点Pc，Pc′の座標（ｕ，
ｖ），（ｘ，ｙ）は、それぞれ分割点mi，niの
Ｚ軸座標値をｄ，d′、ワイヤの傾斜ベクトルＴ→
を（Ｉ，Ｊ，Ｋ）、ワイヤ補正位置mi′，ni′の
座標値を（Sx，Sy，Sz），（Sx′，Sy′，Sz′）と
すれば ｕ＝Sx＋ｔ・Ｉ ｖ＝Sy＋ｔ・Ｊ (16) ｘ＝Sx′＋t′・Ｉ ｙ＝Sy′＋t′・Ｊ (17) より求まる。但し、ｔ，t′は ｔ＝（ｄ−Sz）／Ｋ (18) t′＝（d′−Sz′）／Ｋ (19) である。
(6)′ 最後に（16）式から求めたｕ，ｖによりワ
イヤカツト放電加工機の上ガイドをＵ，Ｖ軸方
向に移動させ、又（17）式から求めたｘ，ｙに
よりテーブルをＸ，Ｙ軸方向に移動させればワ
イヤを曲線CV1の分割点mi-1からmiへ、及び
曲線CV2の分割点ni-1からni移動させることが
できる。そして、以後上記(1)′〜(6)′のステツプ
を繰り返えしてワイヤを曲線CV1，CV2に沿つ
て移動させれば所望の曲面SFのワイヤカツト
加工が行われる。
イヤカツト放電加工機の上ガイドをＵ，Ｖ軸方
向に移動させ、又（17）式から求めたｘ，ｙに
よりテーブルをＸ，Ｙ軸方向に移動させればワ
イヤを曲線CV1の分割点mi-1からmiへ、及び
曲線CV2の分割点ni-1からni移動させることが
できる。そして、以後上記(1)′〜(6)′のステツプ
を繰り返えしてワイヤを曲線CV1，CV2に沿つ
て移動させれば所望の曲面SFのワイヤカツト
加工が行われる。
第１３図は本発明をフライス加工に適用した場
合のブロツク図である。
合のブロツク図である。
図中、１０１は分割点演算ユニツトであり、曲
線CV1，CV2を特定する曲線データDCV1，
DCV2及び分割数Ｍ並びに分割比ａ：ｂを入力さ
れて分割点mi，niの座標値を演算する。１０２
は分割比記憶レジスタであり、前述の(1)〜(6)のス
テツプが完了する毎に ｉ＋１→ａ、 Ｍ−ａ→ｂ の演算が行われ、その内容は更新される。尚、初
期時ｉ＝１である。１０３は分割点座標記憶レジ
スタであり、現在工具が位置している現分割点
mi-1，no-1、次に工具が移動する分割点mi，ni及
び次の次の分割点mi+1，ni+1の座標値がそれぞれ
記憶される。１０４は法線ベクトル演算ユニツト
であり、Ｇ機能命令で与えられる工具径補正方向
情報を用いてステツプ３−１）〜３−４）により
分割点mi，niにおける法線ベクトルＮ→，Ｎ→′を演
算する。１０５はオフセツトベクトル演算ユニツ
トであり、工具径ｒと法線ベクトルＮ→，Ｎ→′から
オフセツトベクトル、即ち工具径補正したときの
分割点mi，niに対応する工具補正位置mi′，ni′の
座標値を演算する。１０６は工具中心軸ベクトル
演算ユニツトであり、(7)式より工具中心軸ベクト
ルＴ，Ｉ，Ｊ，Ｋを演算する。１０７は制御軸位
置データ演算ユニツトであり、工具中心軸ベクト
ルＩ，Ｊ，Ｋ及び工具先端位置座標Ｘ，Ｙを入力
され、(8)〜(12)式からＸ，Ｙ，Ｚ軸及びＢ，Ｃ軸の
位置データｘ，ｙ，ｚ，ｂ，ｃを演算して出力す
る。１０８はパルス分配器であり、位置データ
ｘ，ｙ，ｚ，ｂ，ｃを入力され、周知のパルス分
配演算を実行して各軸の分配パルスXp，Yp，
Zp，Bp，Cpを発生する。尚、各軸分配パルスは
それぞれ図示しない各軸のサーボ回路に入力さ
れ、各軸のモータを駆動し工具を曲線CV1，CV2
に沿つて移動させる。
線CV1，CV2を特定する曲線データDCV1，
DCV2及び分割数Ｍ並びに分割比ａ：ｂを入力さ
れて分割点mi，niの座標値を演算する。１０２
は分割比記憶レジスタであり、前述の(1)〜(6)のス
テツプが完了する毎に ｉ＋１→ａ、 Ｍ−ａ→ｂ の演算が行われ、その内容は更新される。尚、初
期時ｉ＝１である。１０３は分割点座標記憶レジ
スタであり、現在工具が位置している現分割点
mi-1，no-1、次に工具が移動する分割点mi，ni及
び次の次の分割点mi+1，ni+1の座標値がそれぞれ
記憶される。１０４は法線ベクトル演算ユニツト
であり、Ｇ機能命令で与えられる工具径補正方向
情報を用いてステツプ３−１）〜３−４）により
分割点mi，niにおける法線ベクトルＮ→，Ｎ→′を演
算する。１０５はオフセツトベクトル演算ユニツ
トであり、工具径ｒと法線ベクトルＮ→，Ｎ→′から
オフセツトベクトル、即ち工具径補正したときの
分割点mi，niに対応する工具補正位置mi′，ni′の
座標値を演算する。１０６は工具中心軸ベクトル
演算ユニツトであり、(7)式より工具中心軸ベクト
ルＴ，Ｉ，Ｊ，Ｋを演算する。１０７は制御軸位
置データ演算ユニツトであり、工具中心軸ベクト
ルＩ，Ｊ，Ｋ及び工具先端位置座標Ｘ，Ｙを入力
され、(8)〜(12)式からＸ，Ｙ，Ｚ軸及びＢ，Ｃ軸の
位置データｘ，ｙ，ｚ，ｂ，ｃを演算して出力す
る。１０８はパルス分配器であり、位置データ
ｘ，ｙ，ｚ，ｂ，ｃを入力され、周知のパルス分
配演算を実行して各軸の分配パルスXp，Yp，
Zp，Bp，Cpを発生する。尚、各軸分配パルスは
それぞれ図示しない各軸のサーボ回路に入力さ
れ、各軸のモータを駆動し工具を曲線CV1，CV2
に沿つて移動させる。
第１４図は本発明をワイヤカツト放電加工に適
用した場合のブロツク図であり、第１３図と同一
部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略
する。
用した場合のブロツク図であり、第１３図と同一
部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略
する。
２０１は交点座標演算ユニツトであり、交点
Pc，Pc′（第１２図）の座標を（16），（17）に基
いて演算し、パルス分配器１０８に入力する。パ
ルス分配器はｕ，ｖ，ｘ，ｙを入力され、Ｕ，Ｖ
軸の分配パルスUp，Vp及びＸ，Ｙ軸の分配パル
スXp，Ypを発生し、該分配パルスに基いて上ガ
イド及びテーブルを駆動する。
Pc，Pc′（第１２図）の座標を（16），（17）に基
いて演算し、パルス分配器１０８に入力する。パ
ルス分配器はｕ，ｖ，ｘ，ｙを入力され、Ｕ，Ｖ
軸の分配パルスUp，Vp及びＸ，Ｙ軸の分配パル
スXp，Ypを発生し、該分配パルスに基いて上ガ
イド及びテーブルを駆動する。
尚、第１３図，第１４図においては個別のユニ
ツトにより装置を構成したがコンピユータ構成と
してもよい。
ツトにより装置を構成したがコンピユータ構成と
してもよい。
以上、本発明によれば２本の曲線の対応点を順
次結ぶことにより創成される曲面、換言すれば上
面形状と下面形状が異なる曲面を加工することが
でき、ワイヤカツト放電加工機の応用分野を著し
く広めることができる。又、フライス加工におい
ては刃物の胴部でワークに加工を施すことが可能
となりフライス工具の先端で加工する従来の加工
方法に比べ加工能率を著しく向上させることがで
きる。
次結ぶことにより創成される曲面、換言すれば上
面形状と下面形状が異なる曲面を加工することが
でき、ワイヤカツト放電加工機の応用分野を著し
く広めることができる。又、フライス加工におい
ては刃物の胴部でワークに加工を施すことが可能
となりフライス工具の先端で加工する従来の加工
方法に比べ加工能率を著しく向上させることがで
きる。
第１図及び第２図はテーパ加工の説明図、第３
図はフライス加工の説明図、第４図は本発明に係
るフライス加工説明図で、第５図及び第６図は法
線ベクトル演算説明図、第７図はオフセツトベク
トル及び工具中心軸ベクトル説明図、第８図及び
第９図は制御軸位置データ演算説明図、第１０図
はテーパ付工具の概略図、第１１図及び第１２図
は本発明に係るワイヤカツト放電加工説明図、第
１３図はフライス加工におけるブロツク図、第１
４図はワイヤカツト放電加工におけるブロツク図
である。 BT…工具、CV1，CV2…曲線、SF…曲面、１
０１…分割点演算ユニツト、１０２…分割比記憶
レジスタ、１０３…分割点座標レジスタ、１０４
…法線ベクトル演算ユニツト、１０５…オフセツ
トベクトル演算ユニツト、１０６…工具中心軸ベ
クトル演算ユニツト、１０７…制御軸位置データ
演算ユニツト、１０８…パルス分配器、２０１…
交点演算ユニツト。
図はフライス加工の説明図、第４図は本発明に係
るフライス加工説明図で、第５図及び第６図は法
線ベクトル演算説明図、第７図はオフセツトベク
トル及び工具中心軸ベクトル説明図、第８図及び
第９図は制御軸位置データ演算説明図、第１０図
はテーパ付工具の概略図、第１１図及び第１２図
は本発明に係るワイヤカツト放電加工説明図、第
１３図はフライス加工におけるブロツク図、第１
４図はワイヤカツト放電加工におけるブロツク図
である。 BT…工具、CV1，CV2…曲線、SF…曲面、１
０１…分割点演算ユニツト、１０２…分割比記憶
レジスタ、１０３…分割点座標レジスタ、１０４
…法線ベクトル演算ユニツト、１０５…オフセツ
トベクトル演算ユニツト、１０６…工具中心軸ベ
クトル演算ユニツト、１０７…制御軸位置データ
演算ユニツト、１０８…パルス分配器、２０１…
交点演算ユニツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２本の曲線上の対応点をそれぞれ結ぶことに
より創成される曲面を加工する数値制御加工方法
において、 前記２本の曲線を特定する曲線情報と、工具径
などの工具形状情報と、工具径補正方向情報と、
前記各曲線を分割する分割情報とを入力するステ
ツプ、 前記分割情報に基づいて各曲線を分割し、分割
点mi，ni（ｉ＝１，２，…）を求めるステツプ、 一方の曲線の分割点miと、該分割点miに対応
する他方の曲線の分割点niとにおける前記工具径
補正方向の法線ベクトルをそれぞれ求めるステツ
プ、 該法線ベクトルと前記工具形状情報とを用いて
前記分割点mi，niに対応する工具補正位置mi′，
ni′をそれぞれ演算するステツプ、 前記工具補正位置mi′，ni′より工具中心軸ベク
トルＴ（Ｉ，Ｊ，Ｋ）を演算するステツプ、 前記工具中心軸ベクトルと工具補正位置とから
数値制御工作機械の各制御軸移動データを演算す
るステツプ、 該制御軸移動データに基づいて工具をワークに
対し相対的に移動させて曲面加工を施すステツプ
を有することを特徴とする数値制御加工方法。 ２ 前記工具形状情報として、放電ギヤツプを含
むワイヤ径情報を入力し、ワイヤ補正位置を演算
して、オフセツトされたワイヤ経路に沿つてワイ
ヤを駆動することを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の数値制御加工方法。 ３ 工具の加工部にテーパを有する工具形状情報
を入力して工具補正位置を演算することを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の数値制御加工
方法。 ４ ３次元加工を行なう工具の加工面に対する法
線方向にオフセツトされた加工軌跡を演算する数
値制御装置において、前記加工面を決定する２本
の曲線の曲線情報とその分割情報とに基づいて分
割点を演算する第１の演算手段と、該分割点での
加工面に対する補正方向についての法線ベクトル
を演算する第２の演算手段と、該法線ベクトルと
前記工具の工具形状情報とから前記分割点に対応
する工具補正位置を演算する第３の演算手段と、
該工具補正位置に基づいて工具の中心軸ベクトル
を演算する第４の演算手段と、該中心ベクトルと
前記工具補正位置とから前記工具のオフセツトさ
れた加工軌跡を演算する第５の演算手段とを具備
してなることを特徴とする数値制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56050967A JPS57166606A (en) | 1981-04-04 | 1981-04-04 | Numerical control working method |
| KR8201487A KR880002554B1 (ko) | 1981-04-04 | 1982-04-03 | 수치 제어 가공방법 |
| PCT/JP1982/000104 WO1982003474A1 (en) | 1981-04-04 | 1982-04-05 | Digital control machining method |
| DE8282901009T DE3280199D1 (de) | 1981-04-04 | 1982-04-05 | Numerisch gesteuertes werkzeug. |
| EP82901009A EP0075030B1 (en) | 1981-04-04 | 1982-04-05 | Digital control machining method |
| US06/451,145 US4559601A (en) | 1981-04-04 | 1982-04-05 | Numerically controlled cutting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56050967A JPS57166606A (en) | 1981-04-04 | 1981-04-04 | Numerical control working method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57166606A JPS57166606A (en) | 1982-10-14 |
| JPS6336524B2 true JPS6336524B2 (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=12873583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56050967A Granted JPS57166606A (en) | 1981-04-04 | 1981-04-04 | Numerical control working method |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4559601A (ja) |
| EP (1) | EP0075030B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57166606A (ja) |
| KR (1) | KR880002554B1 (ja) |
| DE (1) | DE3280199D1 (ja) |
| WO (1) | WO1982003474A1 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056824A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-02 | Fanuc Ltd | ワイヤ放電加工方法 |
| JPS6099524A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-06-03 | Inoue Japax Res Inc | ワイヤカツト放電加工方法 |
| JPS60155322A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤカツト放電加工方法 |
| JPS60213426A (ja) * | 1984-04-07 | 1985-10-25 | Fanuc Ltd | ワイヤ放電加工機における加工形状表示方法 |
| US4675825A (en) * | 1984-10-30 | 1987-06-23 | Dementhon Daniel F | Computer-controlled peripheral shaping system |
| US4703143A (en) * | 1984-12-25 | 1987-10-27 | Amada Company, Limited | Wire EDM method for preventing wire lagging during machining of an angular corner and workpiece position control |
| JPS61182729A (ja) * | 1985-02-09 | 1986-08-15 | Fanuc Ltd | ワイヤカツト放電加工機のテ−パ加工制御装置 |
| JPS61288929A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-19 | Fanuc Ltd | ワイヤカツト放電加工機 |
| JPS62264307A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-17 | Fanuc Ltd | 法線ベクトル演算方法 |
| JPH0782554B2 (ja) * | 1986-09-10 | 1995-09-06 | フアナツク株式会社 | 曲面加工方法 |
| JPS63118805A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | 自動プログラミング装置 |
| JPS63188206A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Okuma Mach Works Ltd | デジタイズデ−タ処理方式 |
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| JPH01102604A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-20 | Fanuc Ltd | Ｎｃデータ作成方式 |
| EP0357785B1 (en) * | 1988-01-20 | 1996-11-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for preparing tool offset path |
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| CN115502581B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-02-03 | 深圳市睿达科技有限公司 | 封闭线切割的控制方法及系统 |
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1981
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-
1982
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