WO1985001908A1

WO1985001908A1 - Machining method for machine tools

Info

Publication number: WO1985001908A1
Application number: PCT/JP1984/000522
Authority: WO
Inventors: Hajimu Kishi; Kunio Tanaka
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1985-05-09
Also published as: US4689750A; EP0160705A4; EP0160705A1; DE3485090D1; EP0160705B1

Description

明細書

ェ作機械の加工方法

技術分野

本発明は工作機械の加工方法に係り、特にピタ

5 クつィ一ド時に工具がワークに当接しないようにできる工作機械の加工方法に関する。

背景技術曲面の数値制御加工においては、第図に示すようにワーク W K 上の所定の通路 P T にて0 工具 T L を切削速度で矢印方向に移動させて第 1 の加ェを行い、該通路の加工終了後終点 p β より次の加工通路 P T 2 の始点 P s 迄工具をピックフィ一ドし、つで工具を該加工通路 P T 2 に沿つて矢印方向に沿つて切削送りで移動させて第 2 の加ラエを行い、以後上記ピタクフィードと第 1 、第 2 の加ェ（往復切削加ェという）を棒り返して曲面加ェを行う。ところでヽ力 > 力 > る ft面の数値制御加ェにおいてはェ具 T L の中心軸（第 1 図 1 点鎖線 ) が常時ワーク W K の法線方向に向くように、あるいは法線方向から所定の傾斜角を有する方向に向くように制御しながら加工を行う。このため、ェ作機械は 3 次元直交軸方向に工具を移動させながら同時に該工具を回転し、工具中心軸方向を常にたとえばワーク法線方向に一致させながら加ェできるようになつている。そして、通路を特定する N C データはェ具先端位置を特定する位置データ ( 位置ぺクトル ) とェ具中心軸方向を特定するェ具中心軸方向デ一タ（ B 軸、 C 轅方向位置または工具中心輸べクトル）を含んでいる o 尚ゝ Is In 5 C 轅は垂直、水平回転軸である o

ところで、かかる往復切削動作による曲面加工においては、第 1 加ェ通路 P T 1 の加工終了点 p e から第 2 加工通路 P T 2 の加工開始点 P s 迄のピタクフィ一 H" 通路を適切にさだめないとピタク0 フィード時工具先端が高速でワークに当接し、誤切剃が発生しあるいは工具の折損が生じる。このため、従来はビックフィ一時にェ具先端がヮ一クに当たらないようなピタクフィード通路を定め該ピックフィード通路をいちいち N c データとしうてプログラムしていた。

しかし、かかる従来方法においては曲面の如何をとわず簡単な手法で工具がワークに干渉しないピックフィト * 通路を決定することができず、従つて N C データの作成が面倒となつていた。又、0 従来方法では確実に工具がワークに干渉しないようにするために工具逃げストロークを大きくし、結果的にピタクフィードのストロークが長くなり実際の加工時間が長くなる欠点があつた o

特に、工具を B 軸及び C 麯方向に回転させながりピタクフィードする場合には益々上記欠点が頭著になる。というのは、回転軸を含む工作機械の工具 T L の移動通路が第 2 図に示すように X , Y Z の 3 次元において直線 L N であっても、該直線移動と同時に工具が B 軸、 C 轅方向に回転すると工具先端の通路は直線とならず点線にしめすように予測しえない通路となるからである。

以上から、本発明の目的はピタクフィ一ド時ェ具がワークに当たることがないピックフィード通路を簡単に決定するこができる工作機械の加工方法を提供することである。

本発明の別の目的はピタク .フィ一ド時に工具がワークに当たることがない往復切削加工用の N C データを自動に、かつ容易に作成できる工作機械の加工方法を提供することである。

本発明の他の目的は、ピックフィード指令を N C プログラム中に挿入しておき、該指令により、工具がワークに当たること力ないピヅクフィード通路を自動的に求め、該求めたピックフィ一ド通路に沿って工具を移動させること力できる工作機械の加工方法を提供することである。

発明の開示

本発明は往復切削動作による加工方法であり、特にピタクフィ一ド時に工具力《ワークに干渉しなぃピックフィ一ド通铬を自動的に作成し、該ピックフィード通路に沿って工具を移動させ、しかる - - 後切削を行う加工方法である

ピタクフィード通路近傍が凹状のワークの場合には、次の加工通路の加ェ閻始点 P s においてヮ一クの外形曲線と接する平面に平行で、かつ加工終了点 P β を含むァプ σ 一チ平面を求め、ついで加工開始点 P s を通る直線であって該加工開始点における工具中心軸方向の直線とアプローチ平面との交点 P c を求めれば、轾铬 Ρ β -* P c -» P s がピタクフィード通路となる ο

— ¾ 、ビジクフィ一ド通路近傍が凸状のワークの場合には、次の加工通 ¾ の加工開始点 P S においてヮークの外形曲線と接するァプローチ平面を求め、ついで加工終了点 Ρ e を通る直線であって該加工終了点におけるェ具中む it 方向の直線とァプロ一チ平面との交点 P c を求めれぱ、経路 P e — P c -* P s がピタクフィード通路となる

したがって、つの通铬に沿つた切削完了後にピタクフィード通路を求め、しかる後該ピックフィ一ド通路に沿ってェ具を移動させて次の加工開始点 P s に位置決めし、ついで該次の切削通路に沿って工具を移動させて加ェを行ラ o

この方法によれ自動的に工具がワークに当たることがないピククフド通铬を作成できる o 図面の簡単な説明

第 1 図はピタクフィードと往復切削動作との操

OMPI —ラー

り返しにより曲面加ェを行う場合の-ェ具通路説明図、第 2 図は回転轅を含む場合の工具先端の軌跡説明図、第 3 図（ A ) , ( B ) はそれぞれピタクフィード部の曲面形状が凹状の場合及び凸状の場合の本発明の概略説明図、第 4 図は本発明の実旌例ブ o ック図、第 5 図は本発明の別の実施例ブ π

> ク図、第 6 図及び第 7 図はそれぞれ第 4 図及び第 5 図の回路をマイクロコンピュータで構成した場合の処理の流れ図である。

発明を実施するための最良の形憨

第 3 図は本発明の概略説明図であり、同図（ A ) はワーク曲面が凹状の場合、同図（ B ) はワーク曲面が凸状の場合である。.

工具 T L をワーク W K に対し相対的に移動させて通路 P T 1 に沿った第 1 の加工を行い、しかる後工具を第 1 加工通路の終点 P e から第 2 加工通路の始点 P s 迄ピタクフィードし、ピックフィ一ド後前記加工方向と逆方向に第 2 加工通铬 P T 2 に沿って工具をヮークに対し相対的に移動させて第 2 の加工を行い、これら加工動作とピタクフィ一ド勖作を樺り返して所望の加工を行う。

ピジクフィ一ド通路はヮーク曲面が凹状の場合には以下のごとく決定される。すなわち、第 2 の加工通路 P T 2 の加工開始点 P s の 3 次元位置データ（ X η , Y n , Z n ) と該加工開始点におけるェ具中心軸方向データ V n ( i n , i n 、 k a ) と第 1 加工の加工終了点 P e の位置データ（ X a , Y a , Z a ) とを用いて、該加工開始点 P s においてワークの外形曲線 0 L C と接する平面 P 乙に平行で、かつ該加ェ終了点 P β を含むアプローチ平面 A P を求め、ついで加工開始点 P s を通る直線であって該加工開始点における工具中心輙方向の直線 S L とァプローチ平面 Α Ρ との交点 P c を求めれば轾路 P e → P c ~» P s 力 S ビタクフィード通路となる。

又、ワーク曲面が凸状であればビタクフィ一ド通路は以下のように決定される。すなわち、第 2 の加ェ通路 P T 2 の加工開始点 P s の 3 次元位置デ' ― タ（ X n , Y n , Z n ) と該加工開始点における工具中心軸方向データ V n ( i n , j n , k a ) とを甩いて、該加工開始点においてワークの外形曲線 O L C に接するアプローチ平面 A P を求め、ついで第 1 加ェ通路 P T 1 の加工終了点 P e の 3 次元位置データ（ X a , Y a , Z a ) と該加ェ終了点における工具中心軸方向データ V a ( i a , j a , k a ) を用いて該加工終了点を通る直線であって該工具中心軸方向の直線 S L ' とァプ

X3 ― チ平面 A P との交点 P c を求めれば、経路

P e → P c — P s がピックフイード通路となる ₀ 第 4 図は本発明の実施例プロタク図である。 N C テ一プ或メモリ以後 N C テ一プとする） 1 0 1 には N C デタが記億されている。尚、 N

C データは、工具 T L を第 3 図の第 1 加ェ通路 P T 1 に沿って矢印方向に終点 P β 迄切削加工し、ついで終点 P e 力 > ら第 2 加ェ通路 P T 2 の加工開始点 P s 迄ピックフィードし、しかる後第 2 加工通路に沿って矢印方向に切削加工し、以後上記往復切削動作を操り返すように構成されている。また、各通路 P T 1 , P T 2 は微小な直線で折れ線近似され、更に M 機能命令 Μ □ □ ( □ □ は 2 桁の数値である）によりピックフィ — ドが指示されている。 N C データ読取装置 1 0 2 は 1 ブ π 、クつつ N C テープ 0 から N C データを読み取って入力メモリ 1 0 3 に格納する。数値制御部 1 0 4 は入力メモリ 1 0 3 に記億された N C データをデコードし、該 N C データが通 s§デ — タであればこれをパルス分葡器 1 0 5 に入力し、又 N C データが機械側に出力すベき M 機能命令、 S 機能命令、 T 機能命令であればこれらを強電回路 1 0 6 を介して工作機械 1 0 7 に入力し、更に N C データがピタクフィード命令 M □ □ であれば， N C データ読取装置 1 0 2 をして次の N C データ（次の加工通路の始点位置データ）を読み取らす。

そして数値制御部 0 4 は N C データが通路デ — タであれば、各軸 ( 直交座標軸 X Y ， Z ，垂直、水平回転贛 B , C ) 方向のィンクリメンタル値 X i . Y i , Z i , B i , C iを求める。ついで数饞制御部 1 0 は 3 次元方向の指令線速度 F と 3 次元の各轅方向のインクリメンタル攄 X i , Y I , Z i , B i , C iを用いて各軸方向の速度成分 F x, F y F z , F b , F cを次式 F x= X i F x i ² + Y i ¹ - Z i ² · a ) F y = Y i F X i ^£+ Y i *- + Z i b ) F z = Z i F i ^a + Y i ' + Z i c )

. 2

F b = B i F /X + Y i. + Z d ) F c = C i F X + Y i ² + Z · β ) より求め、しかる後予め定められている時間厶 T ( 1 6 m s e c ) の間に各贛方向に移動すべき移動量 Δ X 、 A Y 、厶 Z , Δ Β , 厶 C を次式

厶 X = F X 厶 Τ ( 2 a ) 厶 Y = F 厶 Τ ( 2 b ) 厶 Z = F 厶 Τ ( 2 c ) 厶 B = F b Δ Τ ( 2 d ) 厶 C = F c 厶 Τ ( 2 β ) より求め、これら Δ Χ , 厶 Υ , 厶 Ζ ， Δ Β , A C を時閼厶 T 毎にパルス分 gg器 1 0 5 に出力する。パルス分配器 1 0 5 は入力データに基づいて同時 5 のメルス分配演算を行って分窗パルス X ρ ,

Y P , Z p , B p , C p を発生して図示しない各翰のサーポ回路に出力し、工具を切削通路に沿つて移動させる。

数値制御部 1 0 4 は又 Δ Τ 秒毎に現在位置メ

リ 1 0 8 の現在位置 X a , Y a , Z a , Β a ,

C a を次式

5 X a士厶 X — X a · · ( 3 a )

Y a士厶 Y Y a · · ( 3 )

Z a土 Δ Ζ Z a · · ( 3 c )

B a士厶 B — B a · · ( 3 d )

C a士厶 C ~» C a · · ( 3 β )0 により更新し（符号は移動方向に依存する）、又

同搛に Δ Τ 秒毎に残移動量メモリ 1 0 9 に記 « されている残移動量 X r , Υ Γ , Ζ Γ , Β Γ , C Γ

( 初期値はそれぞれ X i , Y i , Z i , B i ,

C i ) を次式

5 X r 厶 X → X r ( 4 a )

Y r 厶 Υ → Υ r ( b )

Ζ r— 厶 Ζ ~- Ζ ( 4 c )

Β r 厶 Β → Β ( 4 d )

C _rー厶 C ·* C r ( e )₍₃ により更新する。そして、数値制御部 0 4 は

X r = Y r Z r = B r = C r == 0 • ( 5 ) となれば N C データ読取装置： 0 2 をして次の N C データを読み取らす。

一方、 N C テープ 1 0 1 からピックフード命令 M O O が読み出されれば数値制御部 1 0 4 は直

' O PI ちに次のブロククの N C データを読み取らせて入カメモリ 1 0 3 に格納する。尚、ピタクフィード命令の次に指令されている N C データは、第 2 加ェ通 ¾ P T 2 の加工閼始点 P s の位置データ X n Υ η , Z n. , B n , C n であり、これらは入カメモリ 1 0 3 に格納される

しかる後、工具中心轴ぺクトル演算部 1 1 0 は数値制御部 1 0 4 からの演算開始信号により現在位置（第 1 加工通路 P T 1 の加工終了点 P e ) における工具中心轅ぺクトル V a ( i a , 】 a , k a ) と第 2 加工通路 P T 2 の加工開始点 P s における工具中心軸べクトル V n. ( i n , J ix , k n ·) を求めぺクトルメモリ 1 1 1 に格納する。尚、ェ具の垂直回転方向位置を B , 水平回転方向位置を ' C とすれば工具中心軸べクトル（ i , j , k ) は

j = s i nB ^ s i nC ( 6 b )

k = c o s B ( 6 c )

により算出できる c 従って、工具中心榦ぺクトル演算部 1 1 0 は現在位置メモ》J 1 0 8 及び入カメモリ 1 0 3 に記像されている加工終了点 P e 及び加工開始点 P s の垂直回転方向位置（ B a , B n ) 、水平回転方向位置（ C a , C n ) を用いて

( 6 a ) 〜（ 6 c ) 式より工具中心贛ぺクトル Ϋει , V n を求めることができる

O PI ついで、アプローチ平面演算部 1 1 2 はァプローチ平面 A P の平面式を箅出する。

さて、加工開始点 P s ( X η , Y η , Ζ η ) においてワーク W K の外形曲線 O L C に接する平面 P L の平面式は

i n « x+j n « y-fkrx * z = d * · ( 7 a )

により与えられる。ただし、 d は

d=i n - Xn+j n - Yn+kn - Zn - · ( 7 b )

である。というのは平面の一般式は

a -by+c z = d

で与えられ前記平面 P L の法線べクトル V _n は

( i n , j n , k n ) であり、又該平面 P L は加工開始点 P s' ( X _n , Υ η , Ζ η ) を含んでいるからである。尚、平面 P L の法線ぺクトルカ V n であることから（ 7 a ) 式が導き出され、又平面 P L が加工開始点 P s を含んでいることから

( 7 & ) 式にぉレ、て = 11 , = Υ η , z = Z n とすることにより（ 7 b ) 式力 S 導き出される。

アプローチ平面演算部 1 1 2 は平面 P L を求めれば、ついで該平面と加工終了点 Ρ β を通る工具中心軸方向の直線 S L ' との交点 P c ' を演算すさて、加工終了点 P e から交点 P c 迄の距雜をとすれば

Pc' =Pe + ^ · Va (8 a)

O FI が成立する。但し、 P c ' , P e は交点 P e ' と加工終了点 Ρ β における位置ぺクトルである。交点 P c ' はアプローチ平面 A P 上に存在しているから

Vn · P c' =d (8 b)

が成立する。但し、 d は（ 7 b ) 式により得られる鑪である。（ 8 a ) , ( 8 b ) 式から

が成立し、（ 8 c ) 式よりを求め、該を（ 8 a ) 式に代入すれば交点 P c ' の位置ベクトル

P c ' ( X c ' , Y c ' , Z c ' ) が求まる。尚 ί は

i= (d-Vn . Pe) /Vn， Va

d— (i n *Xa+j n *Ya + kn. - Za)

n a + j n. · j a 4- k n · k a

なり、

Xc' =Xa+ a

Ycノ =Ya + i 】 & (8 d)

Z c' =Z a + i · k a

となる。

しかる後、プ _α — チ平面演算部 2 は加工終了点 P e から交点 P c ' へ向力 > うベクトル P e. P c ' の方向が工具中心軸ベクトル V a の方向と一致するかの判別を行う。そして、一致していればピタクフィ一ド部分のワーク形状が凸状であると判定して、後述する凸状の場合の処理を行う o - 一方、一致していなければピックフィ一ド部分のワーク形状は凹状であると判定し、ァプ π 一チ平面演算部 1 1 2 は以下の処理を行ってァプ 13 — 5 チ平面 A P を求める。

さて、ワーク形状が凹状の場合におけるァプローチ平面 A P は第 3 図（ A ) において説明したように平面 P L と平行であるから

i n « x+j n « y-|-kn * z = d" (9 a)

0 により表現される。従って、 d ' を決定すればァプローチ平面の平面式が求まる。ァプロ一チ平面 A P は加工終了点 Ρ β ( X a , Y a , Z a ) を含んでいるから

i n -Xa+j n -Ya + kn - Za = d^/ · · (9 b)

が成立し、よってアプローチ平面 A P は（ 9 a ) ( 9 飞）式によって特定される。

しかる後、交点演算部 1 1 3 はァプロ一チ平面 A P と加工開始点 P s を通る工具中心軸方向の直線 S L との交点 P c の 3 次元位置座標値を算出する。さて、加工開始点 P s から交点 P c 迄の距雜をとすれば

Pc=Ps+i -Vn ( 1 0 a )

が成立する。但し、 P c , P s は交点 P c と加工開始点 P s における位置ぺクトルである。交点

P c はアプローチ平面 A P 上に存在している力 > ら v · Pc = d' · . · ( 1 0 )

が成立する。但し、 d ' は（ 9 b ) 式により得られる値である。（ 1 0 a ) ，（ 1 0 b ) 式から Vn - (Ps+i · Vn) =d' · · ( 1 0 c )

が成立し、（ 1 0 e ) 式よりを求め、該を ( 1 0 a ) 式に代入すれば交点 P c の位置べクトル P e ( X c , Y c , Z c ) が求まる。尚、は

d' - (i n♦ Xn+ j n · Yn+kn · Zn)

0 n n+ j n · j n + k n · k n

となり

Xc=Xn+i n

Yc=Yn+ · j n (10 d)

Z c =Z n+i · kn

ラとなる

一方、べクトル Ρ β P c ' の方向が加工終了点 P e における工具中心軸べクトル V a の方向と一致していればビタクフイード部分のワーク形状は凸状であるから、アプローチ平面演算部 1 1 2 は0 既に求めた平面 P L をアプローチ平面 A P とみなし、既に算出してある交点 P c ' の位置ベクトル P c ' を位置ベクトル P c として出力する。

以上により、交点 P c が演算され、該交点の 3 次元座標値（ X c , Y c , Z c ) が入力されればラ数攄制御都 1 0 4 は次式 Xc-Xa-»X i Yc-Ya→Yi Z c— Z a,→Z i により加工終了点 P β から交点 P c 迄の 3 次元の各軸インクリメンタル値 X i , Y i , Z i を演算し、しかる後前述と同様に（ l a ) 〜（ l c ) ， ( 2 a ) 〜（ 2 c ) の演算をおこなって厶 X , 厶 Υ , Δ Ζ を求め、これを Δ Τ 秒毎にパルス分配器 1 0 5 に入力する。又、数値制御部 1 0 4 は厶 T 秒毎に（ 3 a ) 〜（ 3 c ) , ( a ) 〜 ( 4 c ) の演算を行う。そして、数値制御部 1 0 4 は X r = Y r = Z r = 0 となれば、すなわち、工具が交点 P c に到達すれば、次に Bn— B a-*B i C n— C a→C i の演算を行って垂直回転方向と水平回転方向のィンクリメンタル値 B i , C i を演算する。しかる後、（ l d ) 〜（ l e ) , ( 2 t！ ) 〜（ 2 β ) の演算を行って厶 Β , 厶 C を求め、これを Δ Τ 秒毎にパルス分 SB器 1 0 5 に入力する。又、数値制御部 1 0 4 は Δ Τ 秒毎に（ 3 d ) 〜（ 3 e ) , ( 4 d ) 〜（ 4 e ) の演箅を行う。そして、数値制御部 1 0 4 は

B r=C 0 となれば、次に

OMPI Xn-Xa— X

Yn-Ya— Y

Z n— Z a-*Z i

の演算を行つて、交点 P c から加工閱始点 P s 迄の 3 次元の各軸ィンクリメンタル値 X i , Y i , Z i を演算し、同様に厶 X 、 A Y 、厶 Z を求め、これを Δ T 秒毎にパルス分 K器 1 0 5 に入力する。そして、 X r = Y r = Z r = 0 となれば N C データ読取装置 1 0 2 をして次のブロタクの N C データを読み取らせ、以後該 N C データに基づいて第 2 の加工通路に沿って工具を移動 .させて第 2 通路の加工を行ラ o

そして、上記動作を繰り返せば最終的に曲面が加工されることになる

尚、以上では工具中心軸方向を特定するデータとして垂直回転方向位置 B 及び水平回転方向位置

C を N C テープから入力した場合であるが、 B , C に代えて工具中心軸ベクトル V ( i , j , k ) を与えてもよい。ただし、かかる場合には（ 1 a ) 〜（ 1 e ) 式の演算に先立って次式により工具中、轴ぺクトルカゝら垂直及び水平回転方向位置 B 、 C を求める必要がある

C=t an"¹ (j/k)

ただし、工具中心軸べクトル演算部 0 は不要になる ( ( 6 a ) 〜（ 6 c ) 式の演算は不要に 'なる）。

又、以上は N C プログラム FP にピ y クフィード命令を挿入しておき、第 1 の加ェ通路に沿った加ラエ完了後に N C テープより該ビタクフィード命令力 ί 読み出されたとき、自勖的にピクフイード通铬を求、該ピタクフィード通路に沿つて工具を移動させ、しかる後第 2 加工通路に沿つた加工を行う塲合である。しかし、本発明はかかる場合に0 かぎらない。たとえば、曲面を特定するデータとピックフィードを指示するデータとを入力し、曲 ¾ データを用いて切削通路を特定する N C データを作成し、又ピヅクフィードを指示するデータにより前述の方法でピジクフィード通路用の N C デラータを作成して N C テープを得、該 N C テープを N C 装置に入力して曲面を加工するように構成することもできる。

更に、予め第 1 加工通路に沿って工具を移動させる切削通路用の N C データと、第 2 加工通路に沿って工具を移動させる切削通路用の N C データと、これら両 N C データ閭に挿入されたピックフィ一ド命令とからなる一連の N C データを用意し、これを N C テープ作成装置に入力し、ピックフィード命令により前述の方法でピタクフィード通路を求めて該ピックフィード通路を特定する N C Ψ

OMPI ータを作成し、該 N C データでピックフィード命令を置き代え、これによりピタクフィード命令の代わりにピタクフィード通路データを含む N C テープを作成し直し、該 N C テープを N C 装置に入力して曲面を加工するように構成することもできる o

第 5 図はかかる本発明の実施洌ブロタク図であり、第 4 図と同一部分には同一符号を付している N C テープ或はメモリ 1 0 1 には第 1 加工通路に沿った工具移励を待定する N C データと、第 2 加ェ通路に沿った工具移動を待定する N C データとこれら両データ闊に挿入されたピックフイード命令とからなる多数の N C データ. が記 « されている尚、通路を特定するデータは必ずしも N C データとする必要はなく曲線を微小直線で折れ線近似したときの各徹小直線の端点を特定する位置データ及び工具中心軸方向を特定するデータであってもよい o

N C データ読取装置 1 0 2 は 1 ブロタクづっ N C テープ 1 0 1 から N C データを読み取って入力メモリ 1 0 S に格納する。尚、入力メモリ 1 0 3 は 2 プロック分の通路データを記億できるようになっている。 N C テープ作成処理部 2 0 1 は入力メモリ 1 0 3 に記億された現ブロタクの N C データがピックフィード命令であるかどうかを判別しピタクフイード命令でなければ該 N C データをそのまま N C データ出力装置（紙テープパンチヤ、磁気テープ装 Sなど） 2 0 2 に出力し、ついで N C データ読取荬置 1 0 2 をして次の N C データを読み取らす。

一方、入力メモリ 1 0 3 に記億した N C データがピックフィード命令であれば、 N C テープ作成処理部 2 0 1 は N C データ読取装置 1 0 2 をして次のブロックの N C データ換言すれば第 2 加工通铬の加工開始点 P s の 3 次元位置データ X η , Υ η , Z n 並びに垂直回転方向及び水平回転方向位镢データ B n , C n 読み取らせ入カメモリ 1 0 3 (こ記億する。尚、入力メ乇リ 1 0 3 には第 1 加工通路の加工終了点 P β の 3 次元位置データ X a , Υ a , Z a , 垂直、水平回転方向位置 B a C a も記億されている。

しかる後、工具中心軸べクトル演算部 1 1 0 は N C テープ作成処理部 2 0 1 からの演算開始信号により入カメモリ 1 0 3 に記億されている垂直方向回転位置 B a , 水平方向回転位置 C a を用いて ( 6 a ) 〜（ 6 c ) より現在位置（第 1 加ェ通路 P T 1 の加工終了点 P e ) における工具中心軸ぺクトル V a ( i a , j a , k a ) を求め、又周捸に入カメモリ 1 0 3 に記慷されている加工開始点 P s の垂直方向回転位置 B n と水平方向回転位置 C n を用いて（ 6 a ) 〜（ 6 c ) 式より、該加ェ開始点における工具中心軸ぺクトル V _n ( i n , j η , k α ) を求め、これらをベクトルメモリ 1 1 1 に格钠する。

ついで、アプローチ平面演算 ¾ 1 1 2 、交点演箅镩 1 1 3 は前述の演算を、行つて交点 P c の 3 次元座穰値（ X c , Y c ， Z c ) を求め、これを N C テープ作成処理郎 2 0 1 に入力する。

N C テープ作成処理部 2 0 1 は交点 P c の 3 次元座標値が入力されれば加工終了点 P β から交点 P c 迄の位 g決めデータ

G O 1 X X c, Y Y c, Z Z c;

を作成して N C データ .出力装置 2 0 2 に出力するついで、 N C テープ作成処理部 2 0 1 は、交点 c において工具を垂直及び水平方向に回転させその工具中心軸ぺクトルを加工開始点 P s におけるそれと一致させるための回転方向位置決めデータ

G 0 B B C C n;

を作成して N C データ出力装置 2 0 2 に出力するしかる後、 N C テープ作成処理部 2 0 1 は工具を交点 P c から加工開始点 P s 迄直線移動させるための位置決めデータ

G 0 1 X X n, Y Y n, Z Z n;

を作成して N C データ出力装置 2 0 2 に出力し、同時に次の N C' データを N C' データ読取装-鼍 1 - 0 2 をして読み取らせ、読み取った N C データに基づいて上記処理を鋒り返す。以上により曲面の加ェを行うための N C テープ 2 0 3 が作成されたこ

5 とになる。尚、 N C データはアプリリュートで作成されるものとする。

以上の処理により作成された N C テープ 2 0 3 に記憶された N C データは N C 装置 2 0 4 に読み取られ、 N C 装置 2 0 4 は読み取った N C データ 0 に基づいた N C 処理を実行する。すなわち、第 1 の加工通路に沿った切削加工を行った後ピタクフイードし、ピックフィード後第 2 の加工通路に沿つた切削加工を行い、以後上記動作を繰り返して曲面の加工を行う。

5 尚、第 4 図及び第 5 図の点線で囲った回路部分をマイクロコンビユータを用いて構成することもできる。その場合、プロセッサの処理の流れ図はそれぞれ第 6 図、第 7 図のようになる。又、本発明は第 1 の加工通路終了点と第 2 の加工通路開始0 点における工具中心賴ぺクトルの内積が正である場合に適用できるものである。

以上説明したように、本発明によれば簡単にピタクフイード通路を求めることができ、しかもピ y クフィード時に工具がワークに当たる .事態を確う実になくすことができ、更にピタクフィードのス

OMPI トローク長を短く、加工時間を短縮することができる。又、上記ピタクフィード通路を求める処理を行って P e → P c → P s の通路に沿って工具をピタクフィードさせる N C データを簡単に作成することもできる。

Claims

請求の範囲 -

1 . 工具をワークに対し相対的に移動させて第 1 の加工を行い、しかる後工具をビックフィードし、ピツクフィ一ド後前記加工方向と逆方向にェ

5 具をワークに対し移動させて第 2 の加工を行い、

これら加工動作とピックフィード動作を繰り返して所望の加工を行う回転轅を含む工作機械の加工方法において、前記第 2 の加工の加工閼始点 P s における 3 次元位置データと該加工開始点におけ

0 る工具中心軸方向データとを用いて、該第 2 の加

ェ開始点においてワークの外形曲锒と接する平面を求める第 1 ステツプ、第 1 の加工終了点 Ρ β 近傍のワーク曲面が凹状であるか凸状であるかを判別する第 2 ステツプ、凹状であれば前記第 1 ステ5 ップで求めた平面に平行で、かつ該加工終了点

P e を含むアプローチ平面を求める第 3 ステツプ、前記第 2 の加工の加工開始点 P s を通る直線であつて、該加工開始点における工具中心軸方向の直線と前記アプローチ平面との交点 P c を求める第

0 4 ステタプ、経路 P e — P c -- P s をピククフィ一ド通路として前記加工終了点 P β より該交点 P c に向けて工具を移動させ、ついで該交点 P c より前記第 2 の加工開始点 P s へ工具を移動させてピタクフィードし、しかる後第 2 の加工を実行すラる第 5 ステツプを有することを待徵とする工作機

Ο ΡΙ

,一 ." WIPO 一 2if 一

械の加工方法 o

2 ♦ ヮ一ク曲面が凸状であれば、前記第 1 のステップで求めた平面をアプローチ平面とするとともに、前記第 1 の加工の加工終了点 P β の 3 次元 5 位置データと該加工終了点における工具中心翰方向データも用いて該加工終了点を通る工具中心軸方向の直線と前記アプローチ平面との交点 P c を求め、 m 路 P e P c → P s をピタクフィード通路とする第 6 ステタプを有することを特撖とするェ。の範囲第 1 項記載の工作機械における加工方 ¾ 。

3 . 刖 3d ポイント P c において工具中心軸を加ェ開始点 P s における指令方向に向けるステツプを有することを特徴とする請求の範囲第 2 項記載

15 のェ Ί 械の加工方法。

4 ，前記第 2 ステップは加ェ終了点 P e を通るェ具中心軸方向の直線が前記第 1 ステツプで求めた平面と交差するポイン卜 P c ' を求めるステタフ加工終了点 P e から該ポイント P c ' へ向か 0 っぺク卜ル方向が該加工終了点における工具中心軸ぺクトル方向と一致するかを判別するステツプ一致しなければヮ一ク曲面を凹状と判定し、一致すればヮーク曲面を凸状と判定するステツプを有する請求の範囲第 2 項記載の工作機械における加 5 ェ方法。 5 · 前記求めたピックフイード通路に沿つてェ具を移動させる N C データを作成し、該 N C デ一タに基づいて工具をピヅクフィードすることを待撖とする請求の範囲第 2 項記載の工作機械の加工ラカ ¾ o

6 * 前記第 1 及び第 2 の加工のための通路データと前記ピックフィード通路に沿って工具をピックフィードさせる通路デ一タとで N C プログラムを形成することを待擻とする讅求の範囲第 5 項記載の工作機械における加工方法。

7 . 前記第 1 の加工及び第 2 の加工の .ための通路データ間にピタクフィード命令を挿入しておき該ピックフィード命令にり前記ピックフィード通路を生成し、該ピタクフィ一ド通路に沿ってェ具をピックフィードすることを待徵とする請求の範囲第 1 項記載の工作機械の加工方法。

O PI