WO1989006585A1

WO1989006585A1 - Method for preparing offset shape

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Publication number: WO1989006585A1
Application number: PCT/JP1989/000048
Authority: WO
Inventors: Shigeki; Nankaku
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1989-07-27
Also published as: DE68927432D1; EP0357785A4; EP0357785A1; AU615716B2; EP0357785B1; HK1004890A1; US5134570A; KR930011214B1; KR900700234A; DE68927432T2; AU2934989A

Description

明細書

発明の名称

オフセット形伏の作成方法

技術分野

本発明は，旋削加工を行なう数値制卸装置における被加工物に対する切削工具のオフセット形伏の作成方法であって，特に両側に刃があり，かつ各々ノーズ R を有する切削工具によるオフセット形伏の作成方法に関するものである。

背景技術

従来，旋削加工を行なうために使用される工具であつて両側に刃のある工具としては，例えば溝切り工具があつた。第 3 0 図は従来の溝切り工具の刃先先端部を示し，図に示すように溝切り工具 (3Uの両側にある刃の刃先先端半径は同一であった。この溝切り工具 (31) により加工を行なうときには，一方の刃先先端に仮想刃先点 (32を設け，この仮想刃先点 ωを制御点として加工を行なっている。例えば第 3 0 図に示すように左側の仮想刃先点 (32を制御点として，第 3 1 図に示す最終加工形伏 S3)を加工するときは，最終力 ΰェ形伏 ΰ3) そのものの幅を工具幅に相当する幅だけ縮めて変形した加工形伏 (34)を作成してから，刃先先端の半径補正を行なったオフセット形伏 63にしたがつて工具（31)を移動して加工を行なっていた。

しかし，両側に刃しつある工具のうち両側の刃先先端半径が異なる場合には，それぞれの刃先先端半径を考慮したオフセット形吠の作成方法が従来なかったため，数値制御装置付き工作機械（以下単に N C 装置という）で旋削加工を行なう場合には第 3 2 図の説明図に示すように片側に刃のある切削工具 Wが用いられていた。

第 3 2 図において，（13)は円柱形伏の被加工材， d)は最終加工形伏，（15)はチャック， α¾は回転中心線であり，被力 Πェ材（13)はチマツク C15)にっかまれ，主軸の回転によって回転中心線（16)を中心として回転する。この回転する被加ェ材 (13)に対して，切削工具 (36)が水平方向である Ζ 軸方向と垂直方向である X 軸方向に移動することにより加工を行なっている。この加工の際には，最終加工形伏（14)を切削工具 (36)の刃先角度に応じて削れる形伏 (37)に変更する。

次に，この切削工具 (36)のオフセット形伏の作成方法について，第 3 3 図に示した説明図を参照して説明する。第 3 3 図において（ RO— R 1— R2—R3— R4— R 5— R6—R7— R8) は最終加工形伏 tt4)を示し，（ R 0— Q 0— R 2— R 3— Q 1— R 5— R 6 -R7-R8 ) は切削工具 66)の刃先角度により補正した形伏 βΤ)を切削工具 (36)で加工する場合，切削工具 (36)の制御は刃先先端半径 r ₅ の中心 c ₃ によって行なう。したがって，上記形伏 OTを切削工具∞の刃先先端半径 r ₅ だけ補正した形伏 ( P 0-P 1— P 2— P 3-P 4-P5-P 6-P7-P 8-P 9一 P 1 0 ) が切削ェ具 (36i を制御する制御中心の形伏，即ちオフセット形伏である。この（ R 0— R 1 …… R8 ) で示した最終加工形伏 d4) に基づいて，（ P 0— P 1…… P 1 0 ) で示した切削工具 (36)を制御するためのオフセット形伏 ! 38)を作成する際の処理方法を第 3 4 図に示したフローチャートに基いて説明する。

処理開始により，最終加工形伏 tt)の（ R0— R 1-R2 ) と

( R3-R4-R5 ) の部分を切削工具 (3Θの刃先角度に応じて削れる形伏（ R0— Q0— R2 ) と（ R 3—Q 1— R 5 )に補正する刃先形伏の補正を行なう（ステップ S 3 1 ) 。次に始点

( R 0 ) から刃先先端半径 r ₃ だけ垂直に離れた点（ P 0 ) を求め，この点（ P 0 ) を始点ブロックとする（ステツプ S 3 2 ) 。なお，始点（ R 0 ) を含めてすべての形伏ブロックはそれぞれ例えば第 3 5 図に示すデータ搆造 ¾ となってしヽる。

このデータ搆造 β9のフラグ部には最終形伏か否かの情報と，始点，直線，円弧の何れであるかを示す情報とが書込まれている。 X , Ζ には始点を示すブロックの場合は始点（ R 0 ) の座標値が，その他の形伏ブロックの場合は終点が書込まれている。例えば（ R 0 — Q 0 ) を示すブロックでは点（ Q 0 ) の座標値が書込まれている。また C X , C Ζ には形伏が円弧のときに，その中心の座標値が書込まれ， R にはその半径が書込まれている。このデータ構造 139がメモリ上に第 3 6 図に示すように一連のブロック列（ 39 a〜 39 η ) として蓄えられている。

そこで始点（ R 0 ) の処理が終った後，次のブコック (3 9 b ) の処理を開始する。まず次のブロック（ 3 9 b ) の形伏を調べ（ステップ S 3 3 ) , そのブロックのフラグ部を見て最終形伏か否かを判断する（ステップ 34 )。そのブロックが最終形伏でないときには，終点までの工具のオフセット形伏を作成する（ステップ S 3 5 ) 。例えば

( R 0 - Q0 ) を示すブ π ック（3 9 b ) の場合には点（Q 0 ) に対して刃先の先端半径分をシフトしたオフセット形伏

( P 1 ) のデータブロックを作成する。そして，このデータブロックをそれ以前に作成されたオフセット形伏のデータブロック列の後方に書込む（ステップ S 3 6 ) 。このような処理を順次鎳返して最終形伏に達すると，（ P 0 一 P 1 … P 1 0 ) で示す切削工具 (36)の制御中心の形伏であるオフセット形伏 ωのデータブロック列が作成されて処理を終了する。このオフセット形伏のデータブロック列のデ—一タに基いて切削工具 (36)を制 ^ して（ R 0— Q 0… R 8 ) で示す形伏の加工を行なう。

従来の N C 装置は上記のように》切削工具 66)の刃先角度に応じて最終加工形伏（14)の（ R 0— R 1 — R 2) と（R 3— R 4 一 R 5 ) の部分を（ R 0— QO— R 2 ) と（ R 3— Q 1 — R 5 ) のように刃先形伏補正を行なう必要があり，第 3 7 図の（ R 0 -R 1 -QO - R 0 ) と（ R 3— R 4— Q 1 — R 3 ) とに示す部分に肖 U り残しが出来る。このため，削り残しの部分をさらに別の切削工具 ωで加工する必要があり，この肖 U り残しの部分の形伏を計算する等に工数を要し，さらに再加工にも時間を要するという問題点があった。

また，切削工具 (36)の 1 つ刃先の先端半径だけでオフセット形伏を作成しているので，ノーズ R が 2 つあって刃の両側で切削できる切削工具の位置を制御するためのォフセット形伏を作成することができず， N C 装置を用いた工作機械においては両側に刃を有する切削工具で能率よく加工することができないという問題点があった。発明の開示

この発明は，かかる従来の問題点を解決するためになされたものであり，両側に刃のある工具のオフセット形伏を求めることを可能にしたオフセット形伏の作成方法を得ることを目的とするものである。

この発明に係るオフセット形伏の作成方法は，両側に刃があり各々ノーズ R を有し，回転する被加工物に対して水平及び垂直方向に移動する工具を用い，加工形伏の垂直方向座標値が増加するときは基準とする側の刃で，加工形伏の垂直方向座標値が減少するときは反対側の刃で旋削加工する場合，更に，両側に刃があり各々ノーズ R を有し，両側の刃が所定の傾斜角度《9 もって結ばれ，回転する被加工物に対して水平及び垂直方向に移動する工具を用い，加工形伏の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度 0 より小さいときには基準とする一方の刃で，加工形伏の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度より大きいときに反対側の刃で旋削加工する場合に適用され，次の処理が成される。

(a ) 上記基準とする側の刃で加工するときは，最終加ェ形伏に対して基準とする側の刃先先端半径分だけオフセットしたオフセット形伏を作成する。

(b) 上記反対側の刃で加工するときは，最終加工形伏に対して反対側の刃先先端半径分だけオフセットし，かつ基準とする側の刃先先端半径中心と反対側の刃先先端半径中心とを結ぶべクトル分だけシフトしたオフセット形伏を ί乍成する。

(c) 基準とする側の刃を反対側の刃に切換えるときは，最終加工形伏の切換点前後のオフセット形伏を求め，この形伏を連結して切換点のオフセット形伏を作成する。

(d) 反対側の刃を基準とする側の刃に切換えるときは，最終加工形伏の切換点前後のオフセット形伏を求めて各々連結し，かつ連結して形成された閉ループを除去して切換点のオフセット形伏を作成する。

図面の簡単な説明

第 1 図はこの発明の第 1 の実施例に係る方法を実施するための装置を示すブロック図，第 2 図は上記実施例におけるプログラム画面図，第 3 図は上記実施例の最終加ェ形伏を示す説明図，第 4 図は上記実施例に使用する両側に刃のある切削工具の刃先先端部を示す正面図，第 5 図から第 1 0 図は各々上記実施例におけるオフセット形伏の作成原理を示す説明図，第〗 1 図は第 3 図に示した最終加工形伏に対する切削工具のオフセット形伏の作成処理の説明図，第 1 2 図は第 1 1 図に示した処理の流れを示すフローチャート，第 1 3 図は上記実施例による切削工具の制御形伏を示す説明図，第 1 4 図は上記実施例により加工を行なう際の切削工具の移動経路を示す説明図である。

第 1 5 図はこの発明の第 2 の実施例に係る方法において使用される切削工具の刃先先端部を示す正面図，第 1 6 図及び第 1 7 図は各々第 1 5 図に示した切削工具による切削伏態を示す説明図，第 1 8 図は上記切削工具の左右ノーズ R の切換伏態を示す説明図，第 1 9 図から第 2 6 図は各々上記切削工具によるオフセット形伏を求める際の原理を示す説明図，第 2 7 図は上記実施例の動作を示す説明図，第 2 8 図は上記実施例の動作の流れを示すフローチャート，第 2 9 図は上記実施例により求めたオフセット形伏を示す説明図である。

第 3 0 図は従来の両側に刃のある工具の刃先先端部を示す正面図，第 3 1 図は第 3 0 図に示した工具の制御形伏を示す説明図，第 3 2 図は従来例の最終加工形伏を示す説明図，第 3 3 図は従来の工具の制卸形伏を示す説明図，第 3 4 図は第 1 8 図に示した工具の制御形伏を作成する理の流れを示すフローチャート，第 3 5 図及び第 3 6 図は加工プログラムのデータ構造を示す説明図，第 3 了は従来 ^の再力 Πェを示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下この発明の第〗の実施例に係るオフセット形伏の作成方法について説明する。第 1 図はこの発明の第 1 の実施例に係る方法を実施するための装匱を示すブロック図である。図において，（1)は数値制御装置で，（2)は C P U , (3) はシステムプログラムゃ加工プログラムが格納されたメモリ，（4)は入力手段であるキーボード，（5)は C R Τ , (6)は軸移動制部やサーポ増幅 II等からなるサーボ駆動手でのる。

(7)は数値制御装置（1 )により制御される旋盤で，（8) はサーボ駆動手段（6)からの制卸信号に基づいて切削工具 ΐ)を被加工物 (13)の回転方向である Ζ 軸方向と，回転軸方向と直交する X軸方向にそれぞれ ί虫立して移動する 2 台のサーボモータを有する駆動部である。（10)はチャック（15)を介して被加工材 (13を回転する主軸モータ，は両側にノーズ R を有する切削工具， aaは切削工具 (13を保持する工具保持体である。

上記のように搆成された N C装置において，両側にノーズ R のある切削工具を使用した加工プログラムを作成する場合には，第 2 図に示すように加工の種類，工具の種類及び刀 CIェすべき形伏を表わしたプ π グラム画面（5 a ) 力 C R T (5)に表示される。この加工の種類としては冽えば外径旋削加工が表示され，工具の種類としては工具左右の刃先先端半径の値であるノーズ R 値が表示される。また，加工形伏としては最終加工形伏が直線，円弧等の区別と，プログラム原点からの垂直方向である X 軸と水平方向である Z 軸の各座標値，円弧のときはその半径等が表示される。

この C R T (5) に例えばプログラム画面（5 a) として表示された入力画面から，第 3 図の説明図に示すような被加工材（13)の最終加工形伏 C1 )のデータ構造を各々作成して，一連のブロック列力らなる加工プログラムとしてメモリ (3) に格納する。このメモリ（³⁾ に格納されるデータの撬造及びブック列は従来と同様であり，第 3 5 図及び第 36 図に示される搆成になっている。なお，第 3 図において， (12) はプログラム原点，（ 100, 5 ) ，（ 20 ,15 ) などの座標値はプログラム原点（13を基準とした最終加工形伏 α4)の X 軸と Ζ 軸の座標値である。

第- 4 図はこの実施例に使用する両側にノーズ R を有する切削工具 ttl)の刃先先端部の形伏を示し，切削工具 tt])は左侃にノーズ R 値が r ₀ のノ一ズ R ( 1 1 a ) を有し . 右側にノーズ R 値がのノーズ R ( 1 1 b ) を有する。この左右ノーズ R 値 r 0 と r 1 は大きさが異なり，例えば r 0 く r , とする。また，この切削工具 ttl)において，左側のノ一ズ R ( 1 1 a) のノーズ R 中心 c ₀ と右側のノーズ R ( l i b ) のノーズ R 中心 c を結んだ直線のべクトノレを D とする。

以下，この切削工具 αϋを用いて最終加工形伏に対して，左側のノーズ R 中心 C _Q を基準として切削工具 CL1)を制御する場合のオフセット形伏の作成方法の原理を第 5 図から第 1 0 図を参照して説明する。

切削工具 αι)を移動する処理としては，

(Α) 最終加工形伏が水平であるため，切削工具 αι)が水平方向である ζ 軲方向にのみ移動する場合（以下，水平 ^理という），

(Β) 第 5 図に示すように最終加工形伏（ R 0— R 1 ) の X座標値が増加しているため，切削工具 til)が Z 軸方向に移動すると共に X軸の座標値が増加する方向に移動する場合（以下，増加処理という），

(C) 第 6 図に示すように最終加工形伏（ R0— R〗）の X座標値が減少しているため，切削工具 dflが Z 軸方向に移動すると共に X軸の座標値が減少する方向に移動する場合 - (以下，減少処理という）

及びこれらの各処理を組合せた処理がある。

第 4 図に示す左右にノーズ R (1 1 a ) C 1 1 b) のある切削工具 ttl)を用いて被加工材）を加工するときに，第 5 図に示す増加処理の場合は左側のノーズ R (1 1 a ) を用い，第 6 図に示す減少処理の場合は右側のノーズ R (11 b ) を用いて切削する。一方，水平処理の場合は，その前の処理で使用した側のノーズ R を用いて切削する。すなわちその莳の処理が増加処理であった後の水平処理は左側のノ一ズ R ( 1 1 a ) を用い，その llの処理が減少処理であった後の水平処理は'右側のノーズ R ( 1 1 b ) を用いて切削する。

したがって，増加処理から減少処理に切換わる場合と，前の処理が増加処理であった後の水平処理から減少処理に切換わる場合には左側のノーズ R ( 1 1 a ) から右側のノーズ R ( 1 1 b ) に切換える必要がある。また，減少処理から増加処理に切換わる場合と，前の処理が減少処理であった後の水平処理から増加処理に切換わる場合には右側の刃から左側の刃に切換える必要がある。

このように切削工具 tt]Jのノーズ R ( 1 1 a ) ( 1 1 b ) を切換えながら使用して被加工材（13)を加工する場合であつても，切削工具 dl)の制御は一点で行なう必要がある。いま，この切削工具 ttl)の制御点を左側のノーズ R 中心 c ₀ とすると，切削工具 11)を制御する形伏は最終加工形伏（14) 上に ·切削工具 ttl)をすベらしたときの左側のノーズ R 中心 c 0 の軌跡となる。

そこで，第 5 図に示すように最終加工形伏（ R 0— R 1 ) が増力 Π している場合には，最終加工形伏（ R 0— R 1 ) に対して左側のノーズ R 値 r ₀ だけオフセットしたオフセット形伏（ R 0—R 1 )を求めれば増加処理における切削工具 (11)のオフセット形伏を得ることができる。

また，第 6 図に示すように最終加工形伏（ R 0— R 1 ) が減少している場合には，最終加工形伏（ R 0— R 1 ) に対して右側のノーズ R 値 r だけオフセットしたオフセット形伏を作成した後，第 4 図に示す左右のノーズ R 中心 c 0 , c！を結んだベクトノレ D だけシフトしたオフセット形伏（ P 0— P 1 )を求めれば，減少処理における切削ェ具 ttl)の制御形伏を得ることができる。

次に，切削工具 αΐ)の左右のノーズ R ( 1 1 a ) ( 1 1 b ) を切換えて切削する場合の切換点における切削工具 CU)のオフセット形伏の作成方法について説明する。

第 7 図に示すように，最終加工形伏（ R 0— R 1 )が増力 Π 処理，最終加工形伏（ R1— R2 ) が点（CR) を中心とした半径 r _R の円弧からなる減少処理となっている場合には，最終加工形伏（ R 0—R 1 ) は切削工具 ttl)の左側のノーズ R ( 1 1 a) で切削し，最終加工形伏（ R 1— R 2 )は右側のノ — ズ R ( 1 1 b ) で切削する。この左右のノーズ R の切換点（R O に対する刃先先端のオフセット形伏は（ P 1— P 2-P 3 ) となる。ここで（P1 ) は切換点（R1 ) において最終加工形伏（ R 0— R 1 ) に対して垂直に左側のノーズ R 値 r 0 だけオフセットした点，（P2 ) は切換点（R 1 ) で X軸方向に左側のノーズ R値 r 0 だけオフセットした点であり，オフセット形伏（ P 1— P 2 ) は切換点（R 1 ) を中心とした半径 r D の円弧形伏である。（P 3) は切換点 CR 1) 力ら X軸方向に右側のノーズ R 値 r だけ離れたノ一ズ R 中 '、 c , からべクトノレ D だけシフ卜した点であり，（ P 2— P 3 )は点（P2) と点（P3) を結んだ直線形伏である。この場合，円弧（ R 1— R 2 )のオフセット形伏 ( P 3— P 4 )は円弧の中心が円弧（ R 1— R 2 ) の中心（c _R ) からべクトノレ D だけシフトした点（ c p ) となり，半径 r p は（ r _R + r ) となる。このようにして得られた

( P 0— P 1— P 2— P 3— P 4 ) を結ぶことにより切削工具 ttl)のオフセット形伏を得ることができる。

第 8 図に示すように前の処理が ¾加処理であった後の水平処理（ R 0— FM ) から減少処理（ R 1— R 2 ) に切換わる場合の切換点（R 1 ) に対する刃先先端のオフセット形伏も，第 7 図に示した場合と同様にして（ 1ー？ 2 ) として得られる。

また，第 9 図に示すように最終加工形伏（ R 0—R 1 )力減少処理，最終加工形伏（ R 1 — R 2 )が増加処理となっている場合には，最終加工形伏（ R 0— R 1 )は右側のノーズ R ( 1 1 b ) で切削し，最終加工形伏（ 1 ー1^ 2 )は左側のノーズ R ( 1 1 a ) で切削する。この右左のノーズ R (1 1 b)

( 1 1 a) に対する刃先先端のオフセット形伏は（ P 1— P 2 -Q0 ) で定まる。ここで，（P1 ) は右側のノーズ R 値 r , で作る円が最終加工形伏（ R 0— R 1 ) と最終加工形伏

( R 1—R 2 )に接したときの右側のノーズ R 中心 c , からべクトノレ D だけシフトした点であり，（P2 ) は左側のノーズ R 値 r D で作る円が最終加工形伏（ R 0— R 1 )と最終加工形伏（ R 1—R 2 ) に接したときの左側のノーズ R 中心 c Q である。このようにして得られた（ P 0— P 1— P 2— P 3) を結ぶと，直線（P O— P 1 ) と直線（ P 2— P 3 )は点（Q 0) に交点を有し，（ Q 0— P 1— P 2— Q 0 ) は閉ループを形成する。そこで，この閉ループを除去した（ P 0— Q 0— P 3 ) を結ぶことにより切削工具 11)のオフセット形伏を得ることがでる。

第 1 0 図に示すように，前の処理が減少処理であった後の水平^理（ R 0— R 1 )から増加処理（ R 1 — R 2 )に切換わる場合も，第 9 図に示した場合と同様に（P 1) , (P2) を求め，その閉ループである（ P 2— P 1— P 2 )を除去することにより，切換工具 ttl)のオフセット形伏を（ P O— P 2— P 3 )として得ることができる。

次に，第 1 図に示した N C 装置で第 4 図の切削工具（L1) を用い，左側のノーズ R 中心 c 。を基準として，第 3 図に示した最終加工形吠 (14)を切削する場合のオフセット形伏の作成方法について第 1 1 図の形伏説明図及び第 1 2 図の -フローチヤ一トを参照しながら説明する。

第 1 1 図に示すように，最終加工形伏（14) は（ R 0— R 1— R 2-R3 -R4-R 5-R 6-R7-R8) で定まっているものとする。この最終加工形伏 (14)に対する切削工具 tLl)の刃先先端を補正したオフセット形伏を求めるには，メモリ）に入力された最終加工形伏 (14)の加エブログラムに表示された加工形伏等のデータ（第 3 5 図及び第 3 6 図参照）を C P U (2)に取り込んで次の演算処理を行う。

C P U (2)では入力されたデータにより，まず始点 0 ) の ^理を行なう（ステップ S 1 ) 。ここで，最終加工形伏（ R 0— R 1 )は第 1 1 図に示す例では減少処理のため，始点（R 0 ) の処理として右側のノーズ R 値 r 1 だけオフセットした後，べクトノレ D だけシフ卜して（P0 ) 点を求め，この点（P 0 ) をオフセット形伏の始点ブロックデータとしてメモリ（³⁾内のオフセット形伏フアイノレ（図示せず）に格納する。この始点（R 0 ) の処理が終った後，次の最終加工形伏のデータブロックの形伏を調べ（ステツプ S 2 ) ，このブロックのフラグ部（第 3 5 図参照）を見て最終形伏か否かを判断する（ステップ S 3 ) 。このブロックが最終形伏でないときは，前々回のブロックと前回のプロック及び今回のブロックの X座標値の増減を調べ，左右のノーズ R 先の切換えの有無を判断する（ステツプ S 4 ) 。この左右のノーズ R の切換えの有無判断の結果，例えば点（R 1) のように左右のノ一ズ R (1 1 a)

( 1 t b ) の切換えがないときには，ノーズ R の切換処理なしで最終加工形伏（ R 0— R 1 ) における切渙工具 ttl)のノーズ R 値分をオフセットした終点（P 1 ) を求め（ステップ S 5 ) , 始点（P0 ) と終点（P 1 ) を連結して工具制御経路としてのオフセット形伏（ P 0— P 1 )のデータブロックを作成し，オフセット形伏ファイルの先に格納されたデータの直ぐ後に格納する（S6) 。また，例えば点

(R 2) のように水平処理から増加処理に切換わるため，右側のノーズ R ( 1 1 b ) 力ら左側のノーズ R ( 1 1 a ) に切換える場合には，第 1 0 図に示す刃先切換処理によりノーズ R 値分をオフセットして終点（P 2 ) を求め（ステップ S 7 ) , このブロックの始点（P 1 ) と終点（P 2) を連結してオフセット形伏（ P 1 — P 2 ) のデ一タブロックを作成してオフセット形伏フアイルに同様に格納する

(ステップ S 6 ) 。

以上の処理を最終形伏まで繰返し行なって，（ P 0— P 1 — P 2— P 3— P 4—P 5— P 6— P 7— P 8— P 9— P 1 0— P 1 1 — P 1 2 )からなるオフセット形伏のデータブロック列を作成する。このオフセット形伏 C P 0 -P 1…… P 1 2 )のデータブロック列から閉ノレープ（ P 3— P 2— P 3 ) ， ( P 6 -P7 — P 6 ) ，（ Q 0— P 6— P 8—Q 0 ) を各々除去して，第 1 3 図に示す切削工具 dl]のノーズ R 値を考慮した（ P 0— P 1 -P 3 -P 4 -P 5 -Q 0 -P 1 0 -P 1 1 -P 1 2 ) からなるオフセット形伏 ^のデータブロック列を得て（ステップ S 8 ) ， ^：理を終了する。

したがって，最終加工形伏 tL4)を両側にノ一ズ R のある切削工具 ttl)で切削する場合は，切削工具 tt])の左側のノ一ズ R 中心 C _α をオフセット形伏（17) に沿って移動することにより，両側のノーズ R で最終加工形状 tt4)を得ることができる。この場合，切削工具 ΐ)の左側のノーズ R 中心 c ₀ を，第 1 4 図に示すように，最初に（ a—P 0—P 1 2— b— c ) という経路 tt8)で移動し，次に（ c— P 0— d— P 1 0— P1 1 一 P 1 2— P 0 ) という経路 d8)で移動し，最後に（ P 0— P 1 — P 3 -P 4 -P 5 -Q 0 -P 1 0 - P 1 1 — P 1 2 ) という経路（18)で移動すれば良い。

なお，上記実施例は切削工具 ttl)の左側のノーズ R 中心 C 0 を基準として制御する場合の切削工具 ttl)のオフセット形伏を求める場合について説明したが，切削工具 ttl)の右側のノ一ズ R 中心 c を基準としても，上記実施例と同様に切削工具 di)のオフセット形伏を求めることができる o

次に，この発明の第 2 の実施例に係るオフセット形伏の作成方法について説明する。

第 1 5 図はこの実施例に使用される切削工具の刃先の説明図であり，刃先の左と右にそれぞれノーズ R 値 r _{1 t} r 2 のノーズ R ( 1 1 a ) , ( 1 1 b) を有し， 2 つのノーズ R ( 1 1 a) , ( 1 1 b ) 間を結ぶ直線（19)の傾斜角が（となつている。第 1 5 図において， c 1 はノ一ズ R ( 1 1 a ) のノー-ズ R 中心， c 2 ノーズ R ( 1 1 b ) のノーズ R 中心， D はノーズ R 中心 c 〗とノーズ R の中心 c ₂ とを結んだべクトノレである。

まず，最終加工形伏 d)に対するオフセット形伏（17)を作成する際の原理を第 1 6 図から第 2 6 図を参照しながら説明する。この説明においては切削工具 ttl)を制御する点は第 1 5 図に示す左側のノーズ R (1 1 a ) のノーズ R 中

' 、 C！とする。

最終加工形伏（14)のあるブロックが直線の場合は，その直線と铵加工物！13)の回転軸と同方向である Z 軸とのなす角を 0 とし，円弧の場合は円弧の接線と Z 軸とのなす角を e , とすると，第 1 6 図に示すように切削工具 ΐ)が Ζ 軸方向に移動すると共に X軸座標が減少し，、 ≤ Θ のときは切削工具 ttl)の左側のノーズ R ( 1 1 a ) で切削するので，そのノーズ R 中心 c の軌跡がオフセット形伏 tt7) となる。また，第 1 了図に示すように 0 , > Θ のときは，切削工具 11)の右側のノーズ R ( 1 1 b ) で切削するが，切削工具 ttl)を制御する点は左側のノーズ R 中心 c であるため，最終加工形伏 (14)に対して右側のノーズ R 値 r ₂ だけオフセットした右側のノーズ R 中心 c ₂ の形伏を求めた後， 2 つのノーズ R 中心 c〗， c 2 を結んだべクトノレ D だけシフトした形伏がオフセット形伏（17) となる。

したがって，最終加工形伏 d4)の各ブロックの傾斜角度 Θ ₁ と切削工具 ttl)の角度 0 の大小により切削するノーズ R (-1 1 a ) , ( 1 1 b ) を切換える必要がある。

第 1 8 図は最終加工形伏 d4)のあるプロックの傾斜角度 Θ _t に対して次ブロックの傾斜角度が θ ₂ に変化するときの切削するノーズ R ( 1 1 a ) , ( 1 1 b ) の切換伏況を示す。第 1 8 図において（左），（右）は切削するノーズ R が左側のノーズ R (1 1 a ) であるか，右側のノーズ R ( 1 1 b ) であるかを示し，（右—左）あるいは（左→右）は切削するノーズ R ( 1 1 a), ( 1 1 b ) を切換える場合を示す。

第 1 9 図に示すように最終加工形伏（16)の当該ブ π ック ( R 0— R 1 ) と次ブロック（ R 1— R 2 ) の傾斜角度（9 , , θ 2 が共に切削工具 ttl)の角度より小さいときは，当該ブロックと次ブロックとも左側のノーズ R (1 1 a ) で切削を行なう。したがって，その刃先半径であるノーズ R 値 r , でオフセット形伏（17)を作成する。また，第 2 0 図に示すように当該ブロック（ R 0— R 1 ) と次ブロック

( R 1— R 2 ) の傾斜角度， Θ 2 が共に切削工具 ttl)の角度 e より大きいときは，当該ブロックと次ブロックは右側のノ一ズ R ( 1 1 b ) で切削を行なう。この場合は右側のノーズ R ( 1 1 b ) のノーズ R 値 r ₂ で補正形伏 G01を作成して，ノーズ R 中心 c 1 ， c ₂ 間のべクトル D をシフトしてオフセット形伏 tt7)を作成することにより，当該ブ α ック（ R 0— FM ) の終点（R 1 ) のオフセット形伏は

( Ρ 1 -Ρ 1 ' ) として得られる。

また，第 2 1 図に示すように最終加工形伏（14)が凸形の形伏で，当該ブロック（ R 0— R 1 ) を左側のノーズ R

( 1 1 a ) で切削し，次ブロック（ R 1 — R 2 ) の傾斜角度

Θ ₂ が ₂ 〉 0 であるため，右側のノ一ズ R ( 1 1 b ) で切削する場合の当該ブ口ックの終点（R 1 ) におけるオフセット形伏（17)は次のようにして求める。

まず，当該ブロックの終点（ R 1 ) を通り，切削工具 ttl) の角度 <9 と平行な直線しと垂直な直線（23 を求める。次に左側のノーズ R ( 1 1 a ) のノーズ R 値 r 1 を用いて当該フロック（ R 0— R 1 ) のオフセット形伏（ P 0— P 1 — P1") を求め，かっこのオフセット形伏と直線 G3 との交点（ P 1 ' ) を求める。その後，右側のノーズ R ( 1 1 b ) のノーズ R 値 r ₂ を用い，次ブロック（ R 1 — R 2 ) の補正形伏 (20)を ( S 1⁷ - S 2 ) として求めてから，この補正形伏（ S 1 ' 一 S 2 ) と直線 (22) との交点（ S t ) を求め，この点（S 1 ) 以降の補正形伏 ( S 1 - S 2 ) をぺクトノレ D だけシフトしてオフセット形伏（ Q 1—Q 1 ' — Q 2 )を求める。

次に，オフセット形伏（P 1 ' ) とオフセット形伏（Q 1 ) との間を直線ブロックでつなぐ。その結果，当該プロック（ R 0— R 1 ) の終点（ R 1 ) のオフセット形伏は（P1 -P 1⁷ - Q 1 - Q t ' ) として求められる。

また，第 2 2 図に示すように最終加工形伏 (14)が凹の形伏となり，当該ブロック（ R 0— R 1 ) の傾斜角度が (9】〉であるため，当該ブロック（ R 0— R 1 ) は右側のノ一ズ R (1 1 b ) で切削し，次ブロック（ R 1 — R 2 ) を左側のノーズ R ( 1 1 b) で切削する場合の当該ブロック（ R 0 — R 1 ) の終点（ P 1 ) のオフセット形伏は次のようにして求める。

右側のノ一ズ R ( 1 1 b ) ノーズ R 値 r ₂ を用いて，当該ブロック（ R 0— FM ) と次ブロック（ FM— R 2 ) の補正形伏 GO)を（ S O— S 2 ) と求め，この補正形伏と直線 G2) との交点（ S 1 ) を求める。この点（ S 1 ) からべクトノレ D だけシフトしてオフセット形伏（ Q , ) を求める。次に左;』のノーズ R (1 1 b) のノーズ R 値 r を用い，当該ブロック（ R 0— R 1 ) と次ブロック（ R 1 — R 2 ) のォフセット形吠（ 1 7 a ) を求める。このオフセット形伏 (1 7 a ) と直線 23 との交点（ P 1 ) を求めて，オフセット形伏（ Q 1 ) とオフセット形伏（ P 1 ) を結ぶことにより，当該ブロック（ R 0— R 1 ) の終点（ R 1 ) のオフセット形伏を求めることができる。

一方，第 3 3 図に示すように最終加工形伏 Mの当該ブロック（ R 0— R 1 ) と次ブロック（ R 1 — R 2 ) に対して右側のノ一ズ R ( 1 1 b ) のノーズ R 値 r ₂ とべクトノレ D で各々求めたオフセット形伏（ Q 0— Q 1 ) ， ( Q 1 - Q 2 ) が交わらず，又当該ブロック（ R 0— R 1 )と次ブロック ( R 1— R 2 ) に対して左側のノ一ズ R ( 1 1 a ) のノーズ R 値 r で各々求めたオフセット形伏（ P 0— P 1 ) , ( ΡΓ 一 P 2 ) も交わらない場合は，オフセット形伏（ Q 1 ) と（ Q 1 ' ) ，（ Q 2 ) と（ P 0 ) 及び（ P 1 ) と（ Ρ Γ ) を直線ブロックで結び，当該ブロック（ R 0— R 1 ) の終点（ R 1 ) のオフセット形伏（17)を（ Q 1 — Q 1 ' — Q 2— P 0 -P 1 -P Γ ) として作成すれば良い。

また，第 2 4 図に示すように最終加工形伏（14)の当該ブロック（ R 1 — R 2 ) が円弧であるときは，円弧の始点

( R 1 ) と終点（ R 2 ) の接線の傾斜角度（ 6 _s ) と ( <9 _e ) を求め， Θ _s ^ Θ ， Θ _e Θ 又は Θ _s 〉 Θ , Θ _e 〉のときは，第 1 9 図及び第 2 0 図に示した直線の場合と全く同 ¾にして，オフセット形伏 ttT)を（ P 0 — 0048

22

P 1 -P 2 ) として求める。また，第 2 5 図に示すように最終加工形伏 Mである円弧を当該ブロック（ R 0— R 1 ) では左側のノーズ R ( 1 1 a ) で切肖 lj し，次ブロック（R 1 一 R 2 ) では右側のノーズ R ( 1 1 b ) で切削する場合には，第 2 1 図に示した直線の場合と同様な処理を行ない，当該ブロック（ R 0— R 1 ) の終点（ R 1 ) のオフセット形伏（Π) は（ P 1— Q 1 ) として求められる。

更に，第 2 6 図に示すように最終 ¾ェ形伏（14)である円弧を当該ブコック（ R 0— R 1 ) では右側のノーズ R (11 b) で加工し，次ブロック（ R 1— R 2 )を左側のノーズ R ( 11 a ) で加工する場合も，第 2 2 図に示した直線の場合と同様な処理を行なうことにより，当該ブロック（ R 0— R 1 ) の終点（ R 1 ) のオフセット形伏 tt73 は（ Q 1— P 1 ) として求めることができる。

次—に，第 1 図に示した N C装置を使用した旋盤により，第 1 5 図に示した切削工具 αΐ)を用いて，左側のノーズ R (1 1 a ) のノ一ズ R 中心（ C 1 ) を制御する点として第 2 7 図に示した被加工材 (13の最終加工形伏（14)を切削する場合のオフセット形伏の作成方法について，第 2 8 図のフローチャートを参照して説明する。

最終加工形伏 tt )のデータは N C装匱 ίΐ)のキーボード（4) から入力され，メモリ（³⁾に格納される。

最終加工形伏 (14)が例えば第 2 7 図に示す例の場合には，最終 ¾ェ形伏 tt4)の各点（ R 0— R 1 1 ) の X座標値と Υ座標値がデータ搆造（33 (第 3 5 図参照）の X ， Y のエリアに格納され，円弧を示すブロック（ R 4— R 5 ) 等においては，円弧中心座標値 C _x ， C _z と円弧半径 r が格納されている。さらにモードを示すエリアには始点，終点，直線，円弧等を示すビットが各々セットされている。

上記のようにメモリ）に格納された最終加工形伏（14)のデータによりオフセット形伏を作成するにあたっては，まず前処理により例えば第 2 7 図のブロック（ R 2— R 3 ) のように Z 軸方向に戻る形伏で切削工具 ttUで切削することができない部分における点（ R 3 ) の位置を点（ R 3 1 ) に変更する処理を，形伏が戻っている部分すべてについて行なう。

次に，最終加工形伏 tt )のデータブロック列の最初のブロックである始点（ R 0 ) における次ブロック（ R 0— R 1 ) の傾斜角度 0 により切削工具 tt]Jの左側のノーズ R ( 1 1 a ) で切削するか，右側のノーズ R ( 1 1 b ) で切削するかを判断し，始点（ R 0 ) のオフセット形伏（P 0 ) のデータブロックを作成してメモリ（³⁾ に形成されるオフセット形伏ファイル（図示せず）に格納する（ステップ S 1 ) 。

第 2 7 図に示す場合においては傾斜角度（ e _¾ ) が切削工具 tti)の角度（に対して Θ 、〉 e の関係にあり，右側のノーズ R ( 1 1 b ) で切削するため，右側のノ一ズ R ( r 9 ) だけオフセットした後，べクトノレ D だけシフトして始点（ R 0 ) のオフセット形伏（ P 0 ) を作成する。次いで，オフセット形伏作成の対象ブ π ックを次プロックである（ R 0—R 1 ) に変更し（ステップ S 2 ) , このブロック（ R 0— R 1 ) が最終ブロックであるか否かをデータ搆造のモードエリアにより判断する（ステップ S 3 ) 。ブロック（ R 0— R 1 ) が第 2 7 図に示すように最終ブロックでないときは次にこのブロック（ R 0— R 1 ) が直線であるか円弧であるかをデータ撐造のモードエリァで判靳する（ステップ S 4 ) 。ブロック（ R 0— R 1 ) が直線である場合はその直線の傾斜角度 0 を求め（ステップ S 5 ) ，次ブロック（ R 1— R 2 ) が直線か円弧かを判断する（ステップ S 6 ) 。この結果次ブ π ックが直線である場合にはその傾斜角度 ₂ を求め（ステップ S 7 ), 次ブロックが円弧である場合にはその始点の接線の傾斜角度を求める（ステップ S 8 ) 。次ブロック（ FM— R 2 ) は直線であるためステップ S 7 でその直線の傾斜角度（ 0₂ ) が求められる。

次に，上記で求めた傾斜角度 0 , Θ ₂ 及び切削工具 dflの角度 0 の値により，第 1 8 図に示すように切削するノーズ R (1 1 a ), ( l i b ) の切渙の有無を判断し，その結果により第〗 9 図から第 2 3 図に示した処理のいずれかを行ない，ブロック（ R 0— R 1 ) のオフセット形伏

( P 0— P 1 ) のデータブロックを求め（ステップ S 9 ) ，求めたオフセット形伏 ( P 0 -P 1 ) のデータブロックをオフセット形伏フアイルの先に格納されたデータの直ぐ後に格納する（ステップ S 1 0 ) 。その後，ステップ S 2 に戻り，オフセット形伏の作成対象ブロックを次ブ口ック（ R 1 —R 2 ) に変更し，上記処理を順次繰返して各ブロックのオフセット形伏を作成する。

このオフセット形伏の作成の際，例えばブロック（ R 4 一 R 5 ) のように対象ブロックが円弧であるとステップ S 4 で判断したときには，その円弧の始点と終点における接線の傾斜角度 Θ _s と Θ _e とを各々求め（ステップ S 1 1 ) ，各傾斜角度 0_S ， e_e と切削工具 tiUの角度（の値を比較し，その大小を判断する（ステップ S 1 2 ) 。

この判断の結果 e_s ^ e ， Θ _e Θ又は Θ _e 〉 θ , Θ _e 〉 e のときは円弧の終点における接線の傾斜角度

C e_e ) を（ ) とし（ステップ s i 3 ) , 以後ステップ 6 に進み直線の場合と全く同じ処理を行ないオフセット形伏を例えば（ P 8— P 9 )と求める。また Θ _s ≤ θ , Θ 〉 Θ 又は Θ _s 〉 Θ , e_e ^ のときは，そのブロックの途中でノーズ R ( 1 1 a ), ( 1 1 b ) の切換えが行なわれるので，傾斜角度 _s , Θ _e 及び切削工具 ttl)の角度の値により第 2 5 図又は第 2 6 図に示すように切換点のオフセット形伏を作成し（ステップ 1 4 ) ，このオフセット形伏のデータブロックをオフセット形伏ファイルの先に格納されたデータの直ぐ後ろに格納する（ステップ S 1 5 ) 。その後，この円弧の終点における接線の傾斜角度 <9 _e を Θ 、とし（ステップ S 1 6 ) , ステップ S 6 に進み以後の処理を行なう。

このように最終加工形伏 tt4)の各ブロックのオフセット形伏を最終ブロックまで順次作成し，作成したオフセット形伏のデータブロックをオフセット形伏ファイルの後方へ次々とつないでいく。最終加工形伏（14)のブロックがステップ S 3 で最終ブロックと判断されると，最終プロック（ R 1 0— R 1 1 ) の終点（R 1 1 ) の後処理が行なわれる（ステップ S 1 7 ) 。この後処理は前処理と同様に終点（ R 2 2)のオフセット形伏（P 22) を求め，このオフセット形伏（P 22) のデータブロックをオフセット形伏ファィルに上述の場合と同様にして格納し，データブ口ック列を形成していく。

以上の処理により最終加工形伏（14)の各ブロックのオフセット形伏を作成してつなぐと第 2 7 図に示す（ P 0— P 2··· P 2 1 -P 2 2 ) のオフセット形伏のデータブロック列が求められる。このオフセット形伏（ P 0— Ρ 2 ··· Ρ22) には閉ループを含んでいるので，閉ループの各ブロック毎の交点（C_r 1 ), (C_r 2 )， (C_r 3 ) , (C_r 4 ) を求め，各閉ループ（ C _r 1 - P 1 - P 2 - C _r 1 ) , ( C _r 2 -P 7 -P 8 - C _r 2 )等を除去することにより，第 2 7 図に示すように最終加工形伏 tt)をノーズ R ( H a ), ( 1 1 b) を有する切肖工具 ttl)で切削加工するときのオフセット形伏 (1?)を（ P 0 -C _r 1 一 P 3— P 4— P 5— P 6— C _r 2— P 9— P 1 0 — P 1 1 — C _r 3 -P 1 6 -P 1 7 -P 1 8 -C _r 4 -P 2 2 ) として求めて（ステップ S 1 8 ) , オフセット形伏 tt7)を求める処理を終了する

なお，上記実施例においては左側のノーズ R 中心（C ) を制御する点として最終加工形伏に対するオフセット形伏を求める場合について説明したが，右側のノーズ R 中心（ C ₂ ) を制御する点としても，上記実施例と同様に，両側のノーズ R (1 1 a ), ( l i b ) で加工する場合のオフセット形伏を求めることができる。

また，上記の第 1 及び第 2 の実施例においては自動プ口グラム入力装置付きの数値制御装置について説明したが，通常 N C 力 Πエブログラムに使用される E I A コードの入力による形伏入力の場合も上記実施例と同様に適用することができる。

この発明は以上説明したように最終加工形伏に応じて両側にノーズ R のある切削工具の一方の刃先の中心を制御点としたオフセット形伏を作成するようにしたので，数値制御装置を使用した工作機械において両側に刃のある切削工具を用いた加工を行なうことができる。また，両側に刃のある切削工具を使用すると例えば往復加工も可能となるので，加工時間を短縮することができる効果も有する。産業上の利用可能性

本発明は数値制御装置による被加工物の旋削加工に広く禾 ί』用できる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 両側に刃がありそれぞれノーズ R を有し，回転する S ェ物に対して水平及び垂直方向に移動する工具を用い，加工形伏の垂直方向座標値が増加するときは基準とする側の刃で，加工形伏の垂直方向座標値が減少するときは反対側の刃で旋削加工する際のオフセット形伏の作成方法であって，

(a ) 上記基準とする {¾の刃で加工するときは，最終加工形伏に対して基準とする側の刃先先端半径分だけオフセットしたオフセット形伏を作成し .

(b ) 上記反対側の刃で加工するときは，最終加工形伏に対して反対側の刃先先端半径分だけオフセットし，かつ基準とする側の刃先先端半径中心と反対側の刃先先端半径中心とを結ぶべクトル分だけシフトしたオフセット形伏を作成し，

(c ) 基準とする側の刃を反対側の刃に切換えるときは，最終おェ形伏の切換点前後のオフセット形伏を求め，この形伏を ^結して切換点のオフセット形伏を作成し，

Id i 反対側の刃を基準とする側の刃に切えるときは，最終ェ形伏の切換点前後のオフセット形伏を求めて各々連結して形成された閉ループを除去して切換点のオフセット形伏を作成する

ことを特 ^ とするオフセット形伏の作成方法。 ( 2 ) 雨側に刃がありそれぞれノーズ R を有し，両側の刃が所定の傾斜角度もって結ばれ，回転する被加工物に ¾ して水平及び垂直方向に移動する工具を用い，加工形伏の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度より小さいときには基準とする一方の刃で，加工形伏の垂直方向の傾斜角が前記傾斜角度（9 より大きいときには反対側の刃で旋削加工する際のオフセット形伏の作成方法であって，

(a ) 上記基準とする側の刃で加工するときは，最終加工形伏に対して基準とする側の刃先先端半径分だけォフセットしたオフセット形伏を作成し，

(b) 上記反対側の刃で加工するときは，加工形伏に対して反対側の刃先先端半径分だけオフセットし，かつ基準とする側の刃先先端半径中心と反対側の刃先先端半径中 '1：、とを結ぶべクトル分だけシフトしたオフセット形伏を作成し，

(c) 基準とする側の刃を反対側の刃に切換えるときは，最終加工形伏の切換点莳後のオフセット形伏を求め，この形伏を連結して切換点のオフセット形伏を作成し，

(d) 反対側の刃を基準とする側の刃に切換えるときは， *終加工形伏の切換点前後のオフセット形伏を求めて各々運結し，かつ ^結して形成された閉ループを除去して切換点のオフセット形伏を作成する

ことを特徽とするオフセット形伏の作成方法。