KR101540011B1

KR101540011B1 - 공구경로 생성장치 및 헤어라인 가공장치

Info

Publication number: KR101540011B1
Application number: KR1020137025079A
Authority: KR
Inventors: 소이치로 아사미
Original assignee: 마키노 밀링 머신 주식회사
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2015-07-28
Also published as: EP2700464A1; WO2012144081A1; US20140013921A1; US10005194B2; EP2700464A4; JP6315987B2; JPWO2012144081A1; CN103501942A; CN103501942B9; CN103501942B; KR20130121188A

Abstract

본 발명은 워크의 표면(W0)에 헤어라인 형상의 가늘고 긴 홈(Wa)을 가공하기 위한 공구경로(L1)를 생성하는 공구경로 생성장치(20)로서, 워크의 형상 데이터를 취득하는 형상 데이터 취득부와, 가늘고 긴 홈(Wa)에 대응한 헤어라인의 형상 파라미터를 설정하는 파라미터 설정부(23)와, 데이터 취득부에서 취득한 형상 데이터와 파라미터 설정부(23)에서 설정한 형상 파라미터에 근거하여, 헤어라인 가공용의 공구경로(L1)를 생성하는 경로생성부(24)를 구비한다.

Description

공구경로 생성장치 및 헤어라인 가공장치{TOOL PATH GENERATION DEVICE AND HAIRLINE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 헤어라인 가공용 공구경로를 생성하는 공구경로 생성장치 및 헤어라인 가공장치에 관한 것이다.

종래, 헤어라인 형상의 요철이 부여된 전사재를 금형 내에 배치하고, 인몰드 성형에 의하여 성형체의 표면에 헤어라인 모양을 형성하도록 한 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 하지만, 이러한 방법은 전사재를 필요로 하므로, 성형체의 대량생산에 있어서 부적합하였다.

한편, 금형의 표면에 샌드페이퍼나 금속 브러시를 문질러서 다수의 극세 홈을 형성하여, 전사재를 이용하지 않고, 극세 홈에 대응한 헤어라인 모양을 나타내는 성형체를 얻도록 한 방법도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2를 참조).

하지만, 상기 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 샌드페이퍼나 금속 브러시를 이용하여 극세 홈을 형성하므로, 금형마다 표면 형상의 편차가 크다. 이 때문에, 상이한 금형을 이용한 경우에 동일 형상의 헤어라인 모양을 얻는 것이 어려워서, 제품 형상이 안정적이지 않다.

선행기술문헌

(특허문헌)

특허문헌 1 일본공개특허공보 평1-141014호

특허문헌 2 일본공개특허공보 평10-71677호

본 명세서의 내용 중에 포함되어 있음.

본 발명은 워크의 표면에 헤어라인 형상의 가늘고 긴 홈을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구경로 생성장치로서, 워크의 형상 데이터를 취득하는 형상 데이터 취득부와, 가늘고 긴 홈에 대응한 헤어라인의 형상 파라미터를 설정하는 파라미터 설정부와, 데이터 취득부에서 취득한 형상 데이터와 파라미터 설정부에서 설정한 형상 파라미터에 근거하여, 헤어라인 가공용 공구경로를 생성하는 경로생성부를 구비한다.

또한, 본 발명은 워크의 표면에 헤어라인 형상의 가늘고 긴 홈을 가공하는 헤어라인 가공장치로서, 상술한 공구경로 생성장치와, 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로를 따라서 워크에 대하여 공구를 상대이동하여서, 워크 표면에 가늘고 긴 홈을 가공하는 공작기계를 구비한다.

본 명세서의 내용 중에 포함되어 있음.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 공구경로 생성장치를 가지는 헤어라인 가공장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 헤어라인 가공장치에 의하여 헤어라인 가공된 워크 표면의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3의 (a)는 기준공구경로의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3의 (b)는 헤어라인 공구경로의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5의 (a)는 헤어라인 공구경로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 헤어라인 공구경로를 적용하여 얻어진 워크 표면 형상을 나타내는 단면도이다.
도 6의 (a)는 도 5의 (a)의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 헤어라인 공구경로를 적용하여 얻어진 워크 표면 형상을 나타내는 단면도이다.
도 7의 (a)는 도 5의 (a)의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7의 (b)는 도 5의 (a)의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)는 곡면 형상의 워크 표면에 부가되는 헤어라인의 진폭방향의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8의 (b)는 곡면 형상의 워크 표면에 부가되는 헤어라인의 진폭방향의 다른 예를 나타내는 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 8의 (b)를 참조하여, 본 발명에 따른 공구경로 생성장치의 실시형태를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 공구경로 생성장치를 가지는 헤어라인 가공장치의 구성을 나타내는 도면이다. 이 헤어라인 가공장치는, 공구경로 생성장치를 포함하는 제어장치(10)와, 제어장치(10)에 의하여 제어되는 공작기계(100)를 가지고, 공작기계(100)에 의하여 워크 표면이 헤어라인 가공된다.

도 2는 도 1의 헤어라인 가공장치에 의하여 헤어라인 가공된 워크 표면의 일례를 나타내는 사시도이다. 헤어라인이란, 워크 표면에 한 방향을 따라서 부여되는 머리카락 가늘기 정도의 가는 자국이고, 가늘고 긴 홈 형상을 나타낸다. 도 2에서는 헤어라인 가공에 의하여 워크 표면(W0)에 다수의 헤어라인 형상의 가늘고 긴 홈(Wa)이 형성되어 있고, 이 가늘고 긴 홈(Wa)에 의하여 워크 표면(W0)에 줄무늬 형상의 헤어라인 모양이 부여되어 있다.

도 1의 공작기계(100)의 구성에 대하여 설명한다. 공작기계(100)로는, 예를 들어 입형의 머시닝센터가 이용된다. 헤드(1) 상에는 칼럼(2)이 세워 설치되고, 칼럼(2)에는 직선 이송기구를 통하여 상하방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 주축 헤드(3)가 지지되어 있다. 주축 헤드(3)에는 주축을 통하여 아래를 향하여 공구(4)가 설치되어 있다. 공구(4)는, 예를 들어 엔드밀이나 드릴 등의 회전공구이고, 적어도 선단부가 가늘고 긴 홈(Wa)의 폭 상당의 끝이 가늘게 형성된 회전공구를 이용할 수 있다. 공구(4)는 주축 헤드(3) 내의 스핀들 모터에 의하여 회전 구동된다.

베드(1) 상에는 직선 이송기구를 통하여 수평방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 새들(5)이 지지되고, 새들(5) 상에는 Y축 방향과 직교하는 수평방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 테이블(6)이 지지되어 있다. 직선 이송가구는, 예를 들어 볼나사와 볼나사를 회전 구동하는 서보 모터에 의하여 구성된다. 이 구성에 의하여, 공구(4)와 워크(W)가 직교 3축 방향(X, Y, Z방향)으로 상대이동하고, 워크(W)가 가공된다.

스핀들 모터 및 각 서보 모터는, 각각 가공 프로그램에 따라서 제어장치(10)에 의하여 제어된다. 가공 프로그램에는 공구경로로서 공구(4)의 이동궤적이 설정되고, 이 공구경로를 따라서 워크(W)에 대하여 공구(4)가 상대이동한다.

가공 프로그램은 주지의 CAD/CAM 시스템을 이용하여 작성된다. 즉, 워크(W)의 가공형상에 대응한 CAD 데이터에 근거하여, 미소한 직선 지령의 모음인 CAM 데이터가 작성된다. 이러한 CAM 데이터는 방대한 양의 점군 데이터로 이루어지므로, 가공 프로그램에 적합한 데이터양이 되도록 CAM 데이터로부터 소정의 룰에 따라서 데이터를 걸러서, 복수의 가공지령점을 포함하는 가공 프로그램이 작성된다.

도 3의 (a)는 CAM 데이터에 의하여 얻어지는 공구경로(L0)(기준공구경로라고 함)의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 3의 (a)에서는 XY평면 상에 연장되는 평면부(도 2의 워크 표면(W0)에 상당)를 가공할 때의 기준공구경로(L0)가 나타나 있다. 기준공구경로(L0)는, 가공개시점(P0)에서 개시되어, Y방향으로 소정량씩 어긋나게 하면서 X방향을 따라서 직선 형상으로 왕복하는 연속하는 복수열의 가공 패스에 의하여 구성되어 있다.

본 실시형태에서는, 제어장치(10) 내에서의 처리에 의하여, 기준공구경로(L0)를 생성하는 동시에, 이 기준공구경로(L0)에 XY평면에 수직인 XZ평면 내에 있어서 파형 형상의 헤어라인을 부가한다. 이에 따라, 기준공구경로(L0)를 헤어라인 가공용의 공구경로(L1)(헤어라인 공구경로라고 함)로 변환하고, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 헤어라인 공구경로(L1)를 생성한다.

도 4는 제어장치(10)의 구성을 나타내는 블록도이다. 제어장치(10)는 CAD(11)의 형상 데이터에 근거하여 기준공구경로(L0)를 생성하는 동시에, 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변환하는 공구경로 생성장치(20)와, 공작기계(100)에 설치된 이송축 구동용의 각 모터(13)를 제어하고, 헤어라인 공구경로(L1)를 따라서 워크(W)에 대하여 공구(4)를 상대이동시키는 수치제어장치(12)를 가진다. 수치제어장치(12)는 공구경로 생성장치(20)의 가공 프로그램(25)에 설정된 NC 데이터를 판독하는 프로그램 판독부와, 공작기계(100)의 모터(13)의 가감속을 제어하는 가감속 제어부와, X방향, Y방향 및 Z방향의 각 이송축의 목표 이동량을 연산하는 보간연산부를 포함한다.

공구경로 생성장치(20)는 CAD(11)의 형상 데이터에 근거하여, 기준공구경로(L0)를 포함하는 가공 프로그램(22)을 작성하는 CAM(21)과, 워크 표면에 부가되는 헤어라인에 관한 각종 설정값을 설정하는 설정부(23)와, CAM(21)으로부터의 데이터와 설정부(23)에서의 설정값에 근거하여, 헤어라인 공구경로(L1)를 포함하는 가공 프로그램(25)을 작성하는 경로변환부(24)를 가진다.

설정부(23)는 조작 패널이나 키보드 등의 입력장치와, 입력장치를 통하여 입력된 입력값을 기억하는 기억장치를 포함하여 구성된다. 설정부(23)는 헤어라인의 형상 파라미터나 헤어라인 형상의 제한값 등을 설정한다. 즉, 파형형상을 나타내는 헤어라인의 초기위상, 진폭, 파장 등의 형상 파라미터나, 진폭이나 파장의 최대값이나 최소값 등의 제한값을 설정한다.

경로변환부(24)는 CPU, ROM, RAM 등을 가지는 연산처리장치를 포함하여 구성된다. 경로변환부(24)는 설정부(23)에서 설정된 형상 파라미터에 근거하여, 기준공구경로(L0)에 헤어라인을 부가하여 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변환하고, 가공 프로그램(25)을 작성한다.

도 5의 (a)는 헤어라인 공구경로(L1)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)에서는, 헤어라인 공구경로(L1)를 XZ축 상의 정현파에 의하여 나타내고 있다. 도면의 정현파에 있어서 가공개시점(P0)부터의 거리(X)와 X축으로부터의 변위(Z)의 관계는, 다음 식 (I)로 나타난다.

상기 식 (I)의 α, A 및 λ는, 각각 초기위상, 진폭 및 파장이다. 따라서, 설정부(23)에 있어서 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)을 헤어라인의 형상 파라미터로서 설정하는 동시에, 정현파의 기준라인(X축)과 기준공구경로(L0)와의 위치관계(Z방향의 어긋남량(ΔZ))를 설정하면, 경로변환부(24)에 있어서 헤어라인의 파형형상을 일의적으로 정할 수 있다. 한편, 도 5의 (a)에서는 기준공구경로(L0)가 X축 상에 위치하고 있고, ΔZ가 0으로 설정되어 있다.

도 5의 (b)는, 도 5의 (a)의 헤어라인 공구경로(L1)에 의하여 형성된 워크(W)의 표면형상을 나타내는 단면도이다. 도 5의 (b)에서는, 예를 들어 기준공구경로(L0)를 따라서 워크 표면(W0)을 소정 형상으로 가공한 후, 헤어라인 공구경로(L1)를 따라서 워크 표면(W0)을 헤어라인 가공한 예를 나타내고 있다. 따라서, 헤어라인 가공시에 있어서 공구경로(L1)가 기준공구경로(L0)보다 위쪽을 통과하는 범위(Δx1)에서는, 공구(4)가 워크 표면(W0)의 위쪽을 통과하고(점선), 공구경로(L1)가 기준공구경로(L0)보다 아래쪽을 통과하는 범위(Δx2)에서는, 워크 표면(W0)이 공구경로(L1)를 따라서 가공된다(실선). 이 때문에, 도 5의 (b)에서는, 가늘고 긴 홈(Wa)이 워크 표면(W0)에 불연속적으로 형성되어 있다.

한편, 기준공구경로(L0)를 따른 워크 표면(W0)의 가공과 헤어라인 공구경로(L1)를 따른 헤어라인 가공을 각각 행하는 것이 아니라, 이들 가공을 한번에 행할 수도 있다. 이러한 경우, 공구경로 설정부(24)에서, 도 5의 (a)에 나타내는 헤어라인 공구경로(L1)가 기준공구경로(L0)보다 아래쪽(워크측)에 위치하는지 아닌지를 판정하고, L1가 L0보다 아래쪽에 위치하는 범위(Δx2)에서는, L1을 그대로 공구경로로서 헤어라인 가공용의 가공 프로그램(25)을 작성하면 된다. 한편, L1이 L0보다 위쪽에 위치하는 범위(Δx1)에서는, L0을 공구경로로서 워크 표면 가공용의 가공 프로그램(25)을 작성하면 된다.

도 5의 (a)에서는, 헤어라인 파형의 기준라인(L2)(X축)의 기준공구경로(L0)로부터 어긋남량(ΔZ)을 0으로 하였는데, ΔZ를 0 이외로 설정하여도 좋다. 도 6의 (a)는, 그 일례를 나타내는 도면이고, 도 6의 (a)에서는 ΔZ를 진폭(A)과 같게 설정하고 있다. 이에 따라, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 워크 표면(W0)에 연속적으로 헤어라인 형상의 가늘고 긴 홈(Wa)이 형성된다. 한편, ΔZ를 진폭(A)보다 크거나, 또는 작게 설정하여도 좋다. 워크 표면(W0)에 마무리 부분을 남기고 헤어라인 가공하는 경우에는, 그 마무리 부분을 고려하여 ΔZ를 설정하여도 좋다.

상기 식 (I)의 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)을 정수로 설정하여도 좋지만, 이들 값을 재현성을 가지는 변수로 설정하여도 좋다. 예를 들어, 재현성을 가지는 난수(R)를 이용하여 α, A, λ을 설정하여도 좋다. 여기에서, 재현성을 가진다는 것은, 동일한 난수열을 발생시킬 수 있는 경우를 말하며, 예를 들어 다음 식 (II)에 나타내는 선형합동법을 이용하여 얻을 수 있다.

상기 식 (II)에서 B, C, M은 정수이고, 상기 식 (II)의 Rn에 초기값 R0을 입력하면, 주기성을 가지는 의사난수열(R1, R2, …)이 발생한다. 즉, 난수열은, 정수 B, C, M과 초기값 R0에 따라서 일의적으로 결정된다.

이와 같은 난수열을 이용하여 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)을 설정하는 경우, 초기위상(α)과 난수(R)와의 관계를 나타내는 함수 α=f1(R), 진폭(A)과 난수(R)와의 관계를 나타내는 함수 A=f2(R), 및 파장(λ)과 난수(R)와의 관계를 나타내는 함수 λ=f3(R)을 미리 정해두면, 난수(R)를 파라미터로 하여 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)을 산출할 수 있다.

구체적으로는, 상기 식 (II)을 이용하여 난수열(R1, R2, …)을 연산한 후, 예를 들어 난수(R1)를 파라미터로서 α=f1(R1)에 의하여 초기위상(α)을 산출한다. 제 1 주기, 제 2 주기, …, 제 n 주기의 진폭(A1, A2, …, An)은 난수열(R1, R2, …, Rn)을 파라미터로 하여 A1=f2(R1), A2=f2(R2), …, An(f2)(Rn)에 의하여 순차적으로 산출한다. 제 1 주기, 제 2 주기, …, 제 n 주기의 파장(λ1, λ2, …, λn)은, 난수열(R1, R2, …, Rn)을 파라미터로 하여 λ1=f3(R1), λ2=f3(R2), …, λn=f3(Rn)에 의하여 순차적으로 산출한다. 산출된 초기위상(α), 및 각 주기에 대응한 진폭(A), 파장(λ)은 각각 형상 파라미터로서 설정된다. 이러한 형상 파라미터를 상기 식 (I)에 대입함으로써, 각 주기마다의 헤어라인 형상을 구할 수 있다.

이 경우, 진폭(A) 및 파장(λ)의 산출에 있어서는, 설정부(23)에 미리 정해진 진폭(A) 및 파장(λ)의 최대값 및 최소값을 고려하여, 최대값과 최소값의 범위 내에서 진폭(A) 및 파장(λ)을 산출하면 된다. 이에 따라, 진폭(A)과 파장(λ)을 소정의 범위 내로 제한한 헤어라인 모양을 형성할 수 있다. 한편, 진폭(A)과 파장(λ)이 최대값과 최소값의 범위 내가 되도록 상기 함수 f2(R), f3(R)를 정하도록 하여도 좋다.

이상의 난수(R)를 이용한 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)의 설정은, 설정부(23)에 연산기능을 부여함으로써 설정부(23)에서 행할 수 있다. 한편, 설정부(23)에서 각종 설정값(B, C, M, R0)만을 설정하고, 이들 설정값을 이용하여 경로변환부(24)에서 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)을 연산하도록 하여도 좋다.

이상에서는, 헤어라인을 정현파에 의하여 구성하는 경우에 대하여 설명하였는데, 정현파 이외에 의하여 구성하여도 좋다. 도 7의 (a)는 헤어라인을 구형파에 의하여 구성하는 예를 나타낸다. 이 예에서는 헤어라인 파형의 초기위상(α), 진폭(A), 파장(λ) 및 수평거리(d)가 형상 파라미터로서 설정부(23)에서 설정된다. 이들 형상 파라미터를 상술한 바와 같이 난수(R)를 이용하여 설정할 수도 있다. 이 경우, 진폭(A), 파장(λ) 및 수평거리(d)의 최대값, 최소값을 미리 정해 두고, 최대값과 최소값의 범위 내에서 각 값(A, λ, d)을 연산하도록 하여도 좋다.

도 7의 (b)는 헤어라인을 합성파에 의하여 구성하는 예를 나타낸다. 이 예에서는, 2개의 정현파를 합성하여 합성파를 생성하고 있다. 이 경우의 합성파는, 다음 식 (III)에 의하여 나타난다.

본 실시형태에 따른 헤어라인 가공장치의 동작을 정리하면 다음과 같다.

우선, 공구경로 생성장치(20)의 동작으로서, CAD(11)에 의하여 얻어진 워크(W)의 형상 데이터가 CAM(21)에 판독된다. CAM(21)은 이 CAD 데이터에 근거하여, 기준공구경로(L0)를 포함하는 가공 프로그램(22)을 작성한다. 워크(W)가, 예를 들어 곡면부를 가지는 성형용 금형인 경우, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, CAM(21)은 워크 표면을 따른 곡선 형상의 기준공구경로(L0)를 생성한다.

한편, 설정부(23)에는 워크 표면에 부여되는 헤어라인의 형상 파라미터가 미리 설정된다. 예를 들어, 헤어라인 파형을 정현파에 의하여 구성하고, 선형합동법에 의한 난수열을 이용하여 초기위상(α), 진폭(A), 파장(λ)을 설정하는 경우에는, 상기 식 (II)의 정수(B, C, M) 및 초기값(R0)이 미리 사용자에 의하여 설정된다. 기준공구경로(L0)(워크 표면(W0))로부터 헤어라인 파형의 기준라인(L2)까지의 어긋남량(ΔZ)도 함께 설정된다.

경로변환부(24)는 설정부(23)에서 설정된 형상 파라미터에 근거하여 기준공구경로(L0)에 헤어라인을 부가하여서 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변환하고, 가공 프로그램(25)을 작성한다. 이러한 경우, 헤어라인의 진폭(A)은, 예를 들어 도 8의 (a)의 화살표로 나타내는 바와 같이 미리 정해진 소정 방향을 향하여 설정된다. 한편, 도 8의 (b)의 화살표에 나타내는 바와 같이, 기준공구경로(L0)의 법선벡터방향을 향하여 진폭(A)을 설정하는 것도 할 수 있다.

수치제어장치(12)는 가공 프로그램(25)에 설정된 NC 데이터에 근거하여, 공작기계(100)의 이송축 구동용의 각 모터(13)를 제어한다. 이에 따라, 워크 표면(W0)에 헤어라인 형상의 세장(細長) 홈(Wa)을 가공할 수 있다. 이상과 같이 하여서, 예를 들어 금형의 표면에 세장 홈(Wa)을 가공한 후, 이 금형을 이용하여 성형체를 가공하면, 성형체의 표면에는 세장 홈(Wa)의 전사로서 헤어라인 모양이 부가된다.

이러한 경우, 세장 홈(Wa)의 형상은, 설정부(23)에서 설정된 헤어라인의 형상 파라미터에 따라서 일의적으로 정해지므로, 동일한 표면 형상을 가지는 금형을 복수 얻을 수 있다. 따라서, 상이한 금형을 이용한 경우에도, 성형체의 표면에 동일한 헤어라인 모양을 부가할 수 있다. 한편, 워크(W)는 금형 이외여도 좋으며, 예를 들어 제품의 표면에 직접 헤어라인 가공을 행하도록 하여도 좋다.

본 실시형태에 따르면, 이하와 같은 작용효과를 나타낼 수 있다.

(1) CAM(21)으로 워크(W)의 형상 데이터에 근거하여 기준공구경로(L0)를 생성하고, 설정부(23)에서 세장 홈(Wa)에 대응한 헤어라인의 형상 파라미터를 설정하며, 경로변환부(23)에서 이 형상 파라미터에 근거하여 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변화하도록 하였다. 이에 따라, 형상 파라미터에 따라서 일의적으로 정해지는 공구경로(L1)를 생성할 수 있어, 워크마다 편차가 없는 헤어라인 모양을 얻을 수 있다. 따라서, 금형의 표면을 헤어라인 가공한 경우에는, 서로 동일한 형상의 복수의 금형을 얻을 수 있어, 동일한 헤어라인 모양이 부가된 다수의 성형체를 쉽게 얻을 수 있다.

(2) 헤어라인 파형의 초기위상(α), 파장(λ) 및 진폭(A)을 형상 파라미터로서 설정하도록 하였으므로, 헤어라인이 파형 형상을 나타내는 경우라도, 워크마다 편차가 없는 헤어라인 모양을 얻을 수 있다.

(3) 헤어라인을 파형 형상으로 함으로써, 워크 표면(W0)에 상이한 깊이의 세장 홈(Wa)을 쉽게 가공할 수 있다.

(4) 설정값(B, C, M, R0)에 의하여 일의적으로 정해지는 난수열(R)을 이용하여 헤어라인 파형의 초기위상(α), 진폭(A) 및 파장(λ)을 설정하도록 하였으므로, 재현성을 가지는 헤어라인이면서, 세장 홈(Wa)의 형상을 불규칙하게 변화시킬 수 있다.

(5) 설정부(23)에서 미리 진폭(A)과 파장(λ)의 최대값 및 최소값을 설정하고, 진폭(A)과 파장(λ)이 최대값과 최소값의 범위 내에서 설정되도록 하였으므로, 난수(R)를 이용하는 경우라도 진폭(A)과 파장(λ)을 소정 범위 내로 제한할 수 있다.

한편, 상기 실시형태에서는, 워크 표면(W0)에 파형의 헤어라인을 부가하도록 하였는데, 헤어라인의 형상은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 깊이가 일정한 헤어라인을 워크 표면(W0)에 부가하도록 하여도 좋다. 따라서, 파라미터 설정부로서의 설정부(23)에서의 처리도 상술한 것으로 한정되지 않는다.

워크(W)의 형상 데이터(CAD 데이터)를 CAM(21)으로 취득하였는데, 형상 데이터 취득부를 CAM 이외에 설치하여도 좋다. CAD 데이터에 근거하여 CAM(21)으로 기준공구경로(L0)를 생성하고, 더욱이 CAM(21)과는 다른 경로변화부(24)에서 헤어라인의 형상 파라미터에 근거하여 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변환하도록 하였는데, 경로설정부의 구성은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, CAM 자체에 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변환하는 기능을 부여하도록 하여도 좋다. 기준공구경로(L0)를 헤어라인 공구경로(L1)로 변환하여 헤어라인 가공용의 공구경로(L1)를 구하는 것이 아니라, CAD 데이터와 세장 홈(Wa)에 대응한 헤어라인의 형상 파라미터에 근거하여, 직접 헤어라인 가공용의 공구경로(L1)를 생성하도록 하여도 좋다.

상기 실시형태에서는, 3축 가공용의 입형 머시닝센터에 의하여 공작기계(100)를 구성하였는데, 공구경로 생성장치(20)에서 생성된 공구경로에 따라서 워크(W)에 대하여 공구(4)를 상대이동하고, 워크 표면(W0)에 세장 홈(Wa)을 가공할 수 있는 것이라면, 다른 공작기계를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 가로형 머시닝센터나 5축 가공용의 머시닝센터, 머시닝센터 이외의 공작기계 등, 본 발명에 따른 공구경로 생성장치는, 다양한 공작기계에 적용 가능하다. 도 5의 (a), 도 5의 (b)에서는, XZ평면 상에 헤어라인을 설정하도록 하였는데, YZ평면, XY평면, 경사면 등, 다른 평면 또는 곡면에 헤어라인을 설정하도록 하여도 좋다.

본 발명에 따르면, 데이터 취득부에서 취득한 워크의 형상 데이터와 파라미터 설정부에서 설정한 헤어라인의 형상 파라미터에 근거하여, 헤어라인 가공용의 공구경로를 생성하도록 하였으므로, 워크 표면에 동일한 형상의 헤어라인 모양을 쉽게 형성할 수 있다.

10: 제어장치
12: 수치제어장치
13: 모터
20: 공구경로 생성장치
21: CAM
23: 설정부
24: 경로변환부
100: 공작기계
L0: 기준공구경로
L1: 헤어라인 공구경로

Claims

워크의 표면에 헤어라인 형상의 세장 홈을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구경로 생성장치로서,
상기 워크의 형상 데이터를 취득하는 형상 데이터 취득부와,
상기 세장 홈에 대응한 헤어라인의 형상 파라미터를 설정하는 파라미터 설정부와,
상기 형상 데이터 취득부에서 취득한 형상 데이터에 상기 파라미터 설정부에서 설정한 형상 파라미터로 정해지는 헤어라인의 형상을 부가한 헤어라인 가공용의 공구경로를 생성하는 경로생성부를 구비하는 공구경로 생성장치.
제 1 항에 있어서,
상기 경로생성부는, 상기 형상 데이터 취득부에서 취득한 형상 데이터에 근거하여, 워크 표면을 따른 기준공구경로를 생성하고, 더욱이 상기 파라미터 설정부에서 설정한 형상 파라미터에 근거하여, 상기 기준공구경로를 상기 헤어라인 가공용의 공구경로로 변환하는 공구경로 생성장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 파라미터 설정부는, 상기 헤어라인이 파형을 나타내도록 상기 형상 파라미터를 설정하는 공구경로 생성장치.
제 3 항에 있어서,
상기 파라미터 설정부는, 상기 파형의 초기위상, 파장 및 진폭을 설정하는 공구경로 생성장치.
워크의 표면에 헤어라인 형상의 세장 홈을 가공하는 헤어라인 가공장치로서,
제 1 항에 기재된 공구경로 생성장치와,
상기 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로에 따라서 상기 워크에 대하여 공구를 상대이동하며, 워크 표면에 상기 세장 홈을 가공하는 공작기계를 구비하는 헤어라인 가공장치.