WO2023210005A1 - 演算装置、工作機械、工作機械の制御装置、および演算プログラム - Google Patents
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- G05B19/4093—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 part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
Definitions
- the present invention relates to an arithmetic device, a machine tool, a control device for a machine tool, and an arithmetic program.
- a tool trajectory calculation program is disclosed in International Publication No. 2016/133162. According to the trajectory calculation program, it is possible to calculate the trajectory of a tool for deburring a workpiece.
- the present invention aims to solve the above-mentioned problems.
- a first aspect of the present invention is a workpiece in which at least one of an outer circumferential surface and an inner circumferential surface is formed as a cylindrical circumferential surface. Cutting a ridge line formed by a circumferential wall surface forming a through hole penetrating the object to be processed and the cylindrical circumferential surface with a predetermined machining width in the shape of a columnar body that includes each of the cylinders in its corners.
- a calculation device that calculates a first position of a tool, a second position of the workpiece, a third position of the through hole, a first radius of the cylindrical peripheral surface of the workpiece, and the cylinder.
- an acquisition unit that acquires machining target data including an eccentric distance, a third radius of the tool, and a first angle of a tip angle formed by a cutting surface of the tool; On the plane that is perpendicular to the tangent of the ridgeline and includes the point to be processed, the plane is determined based on the fourth position of the point to be processed and the data to be processed, with the point to be processed as the starting point.
- 1 arithmetic unit, the machining object data, an ellipse formed by the plane and the cylinder and determined based on the machining object data, the predetermined machining width, the third radius of the tool, and the tool.
- a second calculation unit that calculates the first position of the tool for cutting the ridgeline including the processing target point based on the first angle, the first base vector, and the second base vector; , is provided.
- a second aspect of the present invention is a machine tool, which includes the arithmetic device according to the first aspect, the tool, and processing control that moves the tool to the first position and causes the tool to cut the ridge line. It is equipped with a section and a section.
- a third aspect of the present invention is a control device for a machine tool, which includes the arithmetic device according to the first aspect, and a processing control section that moves the tool to the first position and causes the tool to cut the ridge line. and.
- a fourth aspect of the present invention is an arithmetic program, which operates from one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of a workpiece in which at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface is formed as a cylindrical circumferential surface to the other.
- the ridge line formed by the peripheral wall surface forming a through hole penetrating the workpiece and the cylinder peripheral surface is set at a predetermined value.
- the second position of the workpiece, the third position of the through hole, and the cylindrical circumferential surface of the workpiece are stored in a processing circuit of a calculation device that calculates a first position of a tool for cutting with a machining width of a first radius of the cylinder, a second radius of the cylinder, a first direction in which the first central axis of the workpiece extends, and a second central axis of the cylinder that extends in a second direction perpendicular to the first direction.
- an acquisition procedure for acquiring machining object data including an eccentric distance from the first central axis, a third radius of the tool, and an angle of a tip angle formed by a cutting surface of the tool; on the plane that is perpendicular to the tangent line of the ridgeline at the processing target point and that includes the processing target point and that is determined based on the fourth position of the processing target point and the processing target data;
- a first base vector that is perpendicular to the second central axis line starting from the processing target point and a second base vector perpendicular to the first base vector on the plane starting from the processing target point, the processing target data a first operation procedure to calculate based on the processing object data, an ellipse formed by the plane and the cylinder and determined based on the processing object data, the predetermined processing width, and the first calculation procedure of the tool.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a machine tool.
- FIG. 2A is a diagram illustrating the configuration of a control device for a machine tool.
- FIG. 2B is a diagram for explaining processing performed based on the G code.
- 3A and 3B are diagrams for explaining a thick cylinder and a through hole formed in the thick cylinder.
- FIG. 4A is a diagram showing burrs generated on the outer peripheral surface of a thick-walled cylinder and a tool for removing the burrs.
- FIG. 4B is a diagram showing burrs generated on the inner circumferential surface of a thick-walled cylinder and a tool for removing the burrs.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a machine tool.
- FIG. 2A is a diagram illustrating the configuration of a control device for a machine tool.
- FIG. 2B is a diagram for explaining processing performed based on the G code.
- 3A and 3B are diagrams for explaining a thick
- FIG. 5A is a diagram showing the positional relationship between the first central axis of the thick-walled cylinder and the second central axis of the cylinder having the shape of a through hole when the eccentric distance is zero.
- FIG. 5B is a diagram showing the positional relationship between the first central axis of the thick cylinder and the second central axis of the cylinder having the shape of a through hole when the eccentric distance is not zero.
- FIG. 6 is a diagram showing data acquired by the acquisition unit of the arithmetic device.
- FIG. 7A is a diagram for explaining the relationship between the depth of cut and the predetermined processing width.
- FIGS. 7B and 7C are diagrams for explaining the tolerance amount.
- FIG. 8 is a diagram for explaining a through hole that penetrates a thick cylinder in a cylindrical shape and a tangent to the ridgeline of the through hole.
- FIG. 9 is a diagram for explaining a vertical plane perpendicular to the tangent to the ridgeline of the through hole, and a first ellipse and a second ellipse formed on the vertical plane.
- FIG. 10A is a diagram showing the angle that a perpendicular line from the processing target point on the ridgeline of the through hole to the first central axis of the thick cylinder makes with the X axis.
- FIG. 10B is a diagram showing the angle that a perpendicular line from the processing target point on the ridgeline of the through hole to the second central axis of the cylinder forming the shape of the through hole makes with respect to the X axis, and the first basis vector.
- FIG. 11 is a diagram showing a first position of a tool for removing burrs generated on the outer peripheral surface of a thick-walled cylinder, and a first base vector and a second base vector.
- FIG. 12 is a diagram for explaining that the first position of the tool corresponding to the point to be processed on the ridgeline of the through hole is calculated based on a predetermined processing width.
- FIG. 13 is a diagram showing a first position of a tool for removing burrs generated on the inner circumferential surface of a thick-walled cylinder, and a first base vector and a second base vector.
- FIG. 14 is a diagram for explaining that the first position of the tool corresponding to the processing target point on the ridgeline of the through hole is calculated based on the predetermined processing width.
- FIG. 15 is a flowchart showing the processing procedure executed by the control device of the machine tool.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a computer program product of an arithmetic program for causing the arithmetic unit of the control device to execute the processing procedure shown in FIG. 15.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a manifold block used as a workpiece.
- FIG. 18 is a diagram for explaining a thick-walled cylinder and a long-hole-shaped through hole that penetrates the thick-walled cylinder.
- FIG. 19 is a diagram schematically showing a long hole-shaped through hole.
- FIG. 20 is a diagram for explaining a thick-walled cylinder and a through-hole having a rounded rectangular shape passing through the thick-walled cylinder.
- FIG. 21 is a diagram schematically showing a through hole having a rounded rectangular shape.
- FIG. 22 is a diagram for explaining the positional relationship between the first position of the tool and the first central axis of the thick-walled cylinder.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a machine tool 10.
- Machine tool 10 has a main body 20 and a control device 30.
- the control device 30 includes an arithmetic device of an embodiment described later, and controls the main body 20.
- the control device 30 is, for example, a CNC.
- the main body 20 includes a bed 52, a saddle 54, a table 56, a movable section 74, a movable section 76, a movable section 78, and a movable section 80.
- the bed 52 is placed on the XY plane of the orthogonal coordinate system XYZ.
- a saddle 54, a table 56, a movable part 74, a movable part 76, a movable part 78, and a movable part 80 are installed on the bed 52.
- the movable part 74 is movable in a direction DX parallel to the X-axis by a motor (not shown).
- the movable part 76 is placed on the movable part 74.
- the movable part 76 is movable in a direction DY parallel to the Y-axis with respect to the movable part 74 by a motor (not shown).
- the movable part 78 is attached to the side surface of the movable part 76 via a movable part 80.
- the movable part 78 is movable in a direction DZ parallel to the Z-axis with respect to the movable part 76 by a motor (not shown).
- a direction DZ parallel to the Z axis is parallel to the direction of gravity.
- the direction of gravity is the direction in which gravity acts on an object.
- the movable part 78 includes a spindle head.
- a tool CI is attached to the spindle head.
- Tool CI is a chamfering tool with a drill-shaped cutting surface formed at its tip.
- a thick cylinder CP is mounted on the table 56 as the workpiece.
- the tool CI is driven by a motor (not shown) and rotates. Through such rotation, the tool CI cuts the ridge line forming the edge of the through hole HE that the thick cylinder CP has with its drill-shaped cutting surface.
- the tool CI removes burrs formed on the inner circumferential surface or outer circumferential surface of the thick cylinder CP by cutting the ridgeline.
- the movable part 80 is rotated by a motor (not shown) around the Y-axis in the direction DB of the B-axis, which rotates around the Y-axis.
- the movable part 80 rotates in the B-axis direction DB
- the movable part 78 also rotates in the B-axis direction DB.
- the entire tool CI attached to the spindle head can be rotated in the B-axis direction DB. In this way, the tool CI can cut the ridgeline while being tilted.
- the tool CI moves in the XYZ space by the movable part 74, the movable part 76, and the movable part 78.
- the tool CI moves relative to the workpiece in the X-axis direction, Y-axis direction, and Y-axis direction. relative movement in the direction of the axis and in the direction of the Z axis.
- the tool CI only needs to move relative to the workpiece in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, so the tool CI moves in the direction DZ parallel to the Z-axis and
- the object may move in a direction DX parallel to the X axis and a direction DY parallel to the Y axis.
- the saddle 54 and the table 56 are provided with movable mechanisms.
- the movable part 80 rotates the movable part 78, so that the entire tool CI rotates in the B-axis direction DB.
- the tool CI only needs to rotate in the B-axis direction DB relative to the workpiece, so the workpiece instead of the tool CI may rotate in the B-axis direction DB.
- the saddle 54 and the table 56 are provided with a movable mechanism that rotates in the direction DB of the B axis.
- the spindle head to which the tool CI is attached can be rotated in the direction DA of the A-axis by a movable mechanism (not shown).
- the direction of the A-axis is the direction of rotation around the X-axis with the X-axis as the center.
- a robot arm may grip the tool CI instead of the movable parts 74, 76, 78, and 80.
- the workpiece held by the robot arm may move in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, and rotate in the A-axis direction and the B-axis direction.
- the tool CI moves relative to the workpiece in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, A-axis direction, and B-axis direction.
- the tool CI moves relative to the thick-walled cylinder CP, which is the workpiece.
- FIG. 2A is a diagram illustrating the configuration of the control device 30 of the machine tool 10.
- Control device 30 includes a calculation device 110, a storage device 120, and an input/output device 130.
- Arithmetic device 110 is configured by a processing circuit.
- the processing circuit is, for example, a processor such as a CPU or a GPU.
- the storage device 120 includes a volatile memory (not shown) and a nonvolatile memory (not shown). Volatile memory is used as working memory for the processor. Data DT, which will be described later, acquired by the acquisition unit 210 is stored in the volatile memory when reading a macro program, which will be described later. Volatile memory is, for example, RAM.
- Nonvolatile memory is used as storage memory.
- a processing program PG and a calculation program (macro program) executed by the processing circuit of the calculation device 110 are stored in the nonvolatile memory of the storage device 120.
- Nonvolatile memory is, for example, ROM or flash memory.
- the input/output device 130 includes, for example, at least a portion of an operation panel, a keyboard, a mouse, a display, and a touch panel.
- a user inputs user input data of the data DT to the computing device 110 via the input/output device 130.
- the input data DT is stored in the storage device 120.
- setting data of default setting values of the data DT is also stored in the storage device 120.
- the input/output device 130 can display data DT stored in the storage device 120.
- the calculation device 110 includes an acquisition section 210, a determination section 220, a first calculation section 230, a second calculation section 240, and a processing control section 250.
- the calculation device 110 executes the calculation program stored in the storage device 120
- the acquisition section 210, the determination section 220, the first calculation section 230, the second calculation section 240, and the processing control section 250 are realized.
- At least a portion of the acquisition unit 210, the determination unit 220, the first calculation unit 230, the second calculation unit 240, and the processing control unit 250 are realized by an integrated circuit such as an ASIC or FPGA, or an electronic circuit including a discrete device. It's okay.
- the acquisition unit 210 acquires data DT input by the user and data DT stored in the storage device 120.
- the data DT acquired by the acquisition unit 210 includes tool data, machining object data, and option data.
- the tool CI cuts the ridgeline that forms the edge of the through hole HE.
- the position of the tool CI is calculated corresponding to the processing target point on the ridgeline of the through hole HE.
- the calculated position of the tool CI will hereinafter be referred to as a first position.
- the determining unit 220 determines a plurality of processing target points on the ridgeline based on the tolerance amount included in the above-mentioned option data. The tolerance amount will be described later.
- the first calculation unit 230 calculates a first basis vector and a second basis vector based on the data DT acquired by the acquisition unit 210. Details of the first basis vector and the second basis vector will be described later.
- the second calculation unit 240 calculates the first base vector of the tool CI corresponding to each processing target point determined by the determination unit 220 based on the first base vector and the second base vector and the data DT acquired by the acquisition unit 210. Calculate the position.
- the processing control section 250 controls the movable section 74, the movable section 76, the movable section 78, and the movable section 80 of the main body 20, or other movable mechanisms or robot arms at each of the plurality of processing target points determined by the determination section 220. control to relatively move the tool CI to the first position.
- the machining control unit 250 rotates the tool CI and causes the tool CI to cut the ridgeline.
- the tool CI corresponds to the target point calculated by the second calculation unit 240. Move to the first position.
- the ridgeline is cut to form a processed surface with a predetermined processing width.
- the tool CI moves to the next point to be processed while cutting the ridgeline, and moves to the first position corresponding to the point to be processed.
- the ridgeline is cut to form a processed surface with a predetermined processing width. After such cutting is repeated, when the tool CI returns to the first point to be processed, the processing control unit 250 stops cutting and moves the tool CI to a predetermined end position.
- FIG. 2B is a diagram for explaining the processing performed based on the G code.
- the processing program PG is executed by the processing circuit of the arithmetic unit 110 in response to user input.
- processing based on the G code included in the machining program PG is executed.
- the machining program PG includes a G code indicating a command for calling the macro program MP.
- the processing circuit of the arithmetic unit 110 calls the macro program MP stored in the nonvolatile memory of the storage device 120 based on the G code. At the same time, the processing circuit of the arithmetic unit 110 writes data DT of a value corresponding to the argument of the G code or a default value to the volatile memory of the storage device 120.
- the data DT includes tool data, machining object data, and option data, which will be described later.
- the second calculation unit 240 of the calculation device 110 reads the macro program MP to be called from the storage device 120 as a calculation program.
- the acquisition unit 210 of the arithmetic device 110 acquires data DT from the storage device 120.
- the processing circuit of the arithmetic unit 110 executes the macro program MP using the data DT, so that the second arithmetic unit 240 calculates the first position of the tool CI.
- FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining the thick-walled cylinder CP and the through-hole HE formed in the thick-walled cylinder CP.
- FIG. 3A is a diagram of the thick-walled cylinder CP viewed from outside. Lines that are not visible from the outside in that case are not shown in FIG. 3A.
- FIG. 3B is a diagram in which these invisible lines are visualized with broken lines.
- the central axis of the thick-walled cylinder CP is hereinafter referred to as the first central axis A1.
- the direction in which the first central axis A1 of the thick cylinder CP extends will be referred to as a first direction.
- the first direction in which the first central axis A1 of the thick cylinder CP extends is the Y-axis direction.
- the first direction may be a direction that is parallel to the XY plane and forms a predetermined angle with respect to the Y axis on a plane that includes the first central axis A1.
- the thick cylinder CP is a hollow cylinder.
- the inner circumferential surface SN and outer circumferential surface ST of the thick-walled cylinder CP are each formed as a cylindrical circumferential surface SS.
- a through hole HE that penetrates the thick cylinder CP from the outer peripheral surface ST to the inner peripheral surface SN in the shape of a cylinder CS is formed by the peripheral wall surface SW.
- the ridge line RL forming the edge of the through hole HE includes two types of ridge lines RLN and RLT.
- the ridgeline RLN is formed by the peripheral wall surface SW of the through hole HE and the inner peripheral surface SN of the thick cylinder CP.
- the ridge line RLT is formed by the peripheral wall surface SW of the through hole HE and the outer peripheral surface ST of the thick cylinder CP.
- the central axis of the cylinder CS forming the shape of the through hole HE is hereinafter referred to as the second central axis A2.
- the direction in which the second central axis A2 extends is hereinafter referred to as a second direction.
- the second direction in which the second central axis A2 extends is the Z-axis direction. That is, the second direction in which the second central axis A2 extends is perpendicular to the first direction in which the first central axis A1 extends.
- the radius of the virtual cylinder CS forming the shape of the through hole HE is hereinafter referred to as a second radius R2.
- FIG. 4A is a diagram showing a burr BR generated on the outer circumferential surface ST of the thick-walled cylinder CP and a tool CI for removing the burr BR.
- FIG. 4A shows a diagram of a thick-walled cylinder CP cut along a plane perpendicular to the Y-axis (a plane parallel to the XZ plane) when viewed from the negative direction of the Y-axis.
- the burr BR is removed by cutting the ridgeline RL including the processing target point P with a predetermined processing width. It is necessary to appropriately determine the first position C of the tool CI that can cut the ridgeline RL with a predetermined machining width.
- the first position C of the tool CI is the tip position of a drill-shaped cutting surface formed at the tip of the tool CI.
- the radius of the cylindrical peripheral surface SS of the thick-walled cylinder CP is hereinafter referred to as the first radius R1.
- the radius RT of the outer peripheral surface ST is set as the first radius R1 of the cylindrical peripheral surface SS of the thick-walled cylinder CP. is used.
- the radius RT of the outer circumferential surface ST is equal to the shortest distance between the first central axis A1 of the thick-walled cylinder CP and the outer circumferential surface ST.
- FIG. 4B is a diagram showing a burr BR generated on the inner peripheral surface SN of the thick-walled cylinder CP and a tool CI for removing the burr BR. Similar to FIG. 4A, FIG. 4B shows a thick-walled cylinder CP cut along a plane perpendicular to the Y-axis (a plane parallel to the XZ plane) when viewed from the negative direction of the Y-axis. ing.
- the burr BR is removed by cutting the ridgeline RL including the processing target point P with a predetermined processing width. It is necessary to appropriately determine the first position C of the tool CI that can cut the ridgeline RL with a predetermined machining width.
- the first radius R1 of the cylindrical peripheral surface SS of the thick-walled cylinder CP is set as the first radius R1 of the inner peripheral surface SN of the thick-walled cylinder CP.
- the radius RN is used.
- the radius RN of the inner peripheral surface SN is equal to the shortest distance between the first central axis A1 of the thick cylinder CP and the inner peripheral surface SN.
- the tool CI When the burr BR generated on the outer circumferential surface ST of the thick-walled cylinder CP is removed, the tool CI is moved toward the first position C from the outside of the thick-walled cylinder CP, as shown in FIG. 4A. When the burr BR generated on the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP is removed, the tool CI is moved toward the first position C from inside the thick-walled cylinder CP, as shown in FIG. 4B.
- FIG. 5A is a diagram showing the positional relationship between the first central axis A1 of the thick-walled cylinder CP and the second central axis A2 of the cylinder CS forming the shape of the through hole HE when the eccentric distance f is zero.
- the eccentric distance indicates the shortest distance of the second central axis A2 from the first central axis A1.
- FIG. 5A shows a view of the thick cylinder CP having the through hole HE viewed from the outside of the thick cylinder CP in the positive direction of the Z axis.
- the bottom surface of the cylinder CS forming the shape of the through hole HE is circular. Therefore, when the through hole HE is viewed from directly above the through hole HE along the Z axis, the through hole HE has a circular shape corresponding to the cylinder CS.
- the second central axis A2 is located at a position overlapping the first central axis A1.
- the radius of the through hole HE seen from directly above matches the second radius R2 of the cylinder CS.
- FIG. 5B is a diagram showing the positional relationship between the first central axis A1 of the thick cylinder CP and the second central axis A2 of the cylinder CS forming the shape of the through hole HE when the eccentric distance f is not zero. Similar to FIG. 5A, FIG. 5B shows a view of the thick cylinder CP having the through hole HE viewed from the outside of the thick cylinder CP in the positive direction of the Z axis. Similarly to FIG. 5A, when the through hole HE is viewed from directly above the through hole HE along the Z axis, the through hole HE is circular. The second central axis A2 is located at a position shifted from the first central axis A1 by an eccentric distance f in the direction of the X-axis.
- FIG. 6 is a diagram showing data DT acquired by the acquisition unit 210 of the arithmetic device 110.
- the data DT acquired by the acquisition unit 210 includes tool data, machining object data, and option data.
- the tool data includes the number of the tool CI stored in the storage device 120.
- the radius value of the tool CI is stored in the storage device 120 in association with the tool CI number.
- the acquisition unit 210 acquires the radius of the tool CI registered in advance from the storage device 120 by acquiring tool data. Note that the radius of the tool CI is hereinafter referred to as the third radius.
- the machining target data includes the angle of the tip angle of the tool CI, the predetermined length of the area not used for cutting, the position of the thick-walled cylinder CP, the position of the through-hole HE, and the position of the cylindrical circumferential surface SS of the thick-walled cylinder CP. 1 radius R1, the second radius R2 of the virtual cylinder CS forming the shape of the through hole HE, the arrangement angle of the thick cylinder CP, the penetration angle of the through hole HE, and the eccentric distance f described above.
- the angle of the tip angle of the tool CI indicates the angle of the tip angle formed by the cutting surface of the tool CI used for cutting.
- the angle of the tip angle of the tool CI will hereinafter be referred to as the first angle ⁇ of the tool CI.
- the predetermined length of the region not used for cutting indicates the predetermined length H of the region not used for cutting along the radial direction from the outer periphery of the cutting surface of the tool CI. Details of the predetermined length H will be described later.
- the value of the first angle ⁇ and the value of the predetermined length H of the tool CI are predetermined as user input values or default setting values.
- the thick cylinder CP and the through hole HE are each located at a predetermined position.
- the position of the thick cylinder CP will hereinafter be referred to as the second position.
- the position of the through hole HE is hereinafter referred to as the third position.
- the second position of the thick-walled cylinder CP and the third position of the through hole HE are represented by a machine coordinate system predefined in the machine tool 10 or a workpiece coordinate system based on the workpiece.
- the arrangement angle of the thick cylinder CP is the angle that the first direction in which the first central axis A1 of the thick cylinder CP extends makes with the Y axis.
- the first direction coincides with the direction of the Y-axis. Therefore, the value of the arrangement angle of the thick cylinder CP acquired by the acquisition unit 210 as a value indicating the first direction is 0°.
- the penetration angle of the through hole HE is the angle that the second direction, in which the second central axis A2 of the cylinder CS forming the shape of the through hole HE extends, makes with the Z axis.
- the second direction coincides with the Z-axis direction. Therefore, the value of the penetration angle of the through hole HE acquired by the acquisition unit 210 as a value indicating the second direction is 0°.
- the option data includes a depth of cut Q and a tolerance amount TA.
- the burr BR is removed by cutting the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the first position C corresponding to the processing target point P by the tool CI.
- a machined surface with a predetermined processing width W is formed between the cylindrical circumferential surface SS of the thick-walled cylinder CP and the circumferential wall surface SW of the through hole HE. That is, the distance between both ends of the processing surface in the processing width direction is equal to the predetermined processing width W.
- FIG. 7A is a diagram for explaining the relationship between the depth of cut Q and the predetermined machining width W.
- the predetermined machining width W is expressed by equation (1) using the depth of cut Q.
- the predetermined machining width W is specified by user input using this cutting depth Q.
- the depth of cut Q is a value 1/ ⁇ 2 times the predetermined machining width W.
- the acquisition unit 210 acquires the depth of cut Q, thereby acquiring a predetermined machining width W.
- the tolerance amount TA indicates a value related to the machining path RP when the tool CI cuts the ridgeline RL while moving along the machining path RP corresponding to the ridgeline RL.
- the tolerance amount TA is specified by user input as the upper limit of the error of the machining path RP with respect to the ideal trajectory TR.
- a plurality of processing target points P on the ridgeline RL are determined by the determination unit 220 of the calculation device 110 based on the tolerance amount TA.
- FIGS. 7B and 7C are diagrams for explaining the tolerance amount TA.
- a plurality of processing target points P are determined so that the error RG of the processing path RP with respect to the trajectory TR of the ideal tool CI is within the tolerance amount TA.
- a value TA1 is specified as the tolerance amount TA by user input.
- four processing target points P101, P102, P103, and P104 are determined so that the error RG is equal to or less than the value TA1.
- a value TA2 smaller than the value TA1 is specified as the tolerance amount TA by the user input.
- eight processing target points P201, P202, P203, P204, P205, P206, P207 and P208 are determined so that the error RG is equal to or less than the value TA2.
- the number of processing target points P in FIG. 7C is greater than the number of processing target points P in FIG. 7B.
- the machining path RP in FIG. 7C is closer to the ideal trajectory TR than the machining path RP in FIG. 7B.
- the tolerance amount TA When the value of the tolerance amount TA is set small, the upper limit value of the error RG becomes small, so the machining path RP becomes close to the ideal trajectory TR. On the other hand, when the value of the tolerance amount TA is set to a small value, the number of processing target points P increases, and the calculation load on the calculation device 110 increases. Therefore, the user inputs the tolerance amount TA to the arithmetic device 110 via the input/output device 130, taking into account how close the machining path RP should be to the ideal trajectory TR and the calculation load. If the user does not input the tolerance amount TA, a predetermined default setting value of the tolerance amount TA is used.
- the first angle ⁇ of the tip angle of the tool CI and the predetermined length H of the area not used for cutting may be included in the tool data or option data instead of the machining object data.
- FIG. 8 is a diagram for explaining the through hole HE that penetrates the thick cylinder CP in the shape of a cylinder CS, and the tangent TL of the ridgeline RL of the through hole HE.
- FIG. 8 shows the cylindrical circumferential surface SS of the thick-walled cylinder CP.
- the burr BR generated on the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP is removed, the inner circumferential surface SN corresponds to the cylinder circumferential surface SS.
- the burr BR generated on the outer peripheral surface ST of the thick-walled cylinder CP is removed, the outer peripheral surface ST corresponds to the cylindrical peripheral surface SS.
- the central axis of the cylinder peripheral surface SS coincides with the first central axis A1 of the thick-walled cylinder CP. That is, the direction in which the central axis of the cylindrical circumferential surface SS extends is the first direction, which is the direction of the Y-axis.
- FIG. 8 shows the above-mentioned virtual cylinder CS intersecting the cylindrical circumferential surface SS of the thick-walled cylinder CP.
- This cylinder CS is inserted through the through hole HE.
- the ridgeline RL of the through hole HE is shown as an intersection line obtained by intersecting the cylindrical circumferential surface SS of the thick cylinder CP and the cylinder CS.
- the direction in which the second central axis A2 of the cylinder CS extends is the second direction, which is the Z-axis direction.
- the second direction in which the second central axis A2 extends is perpendicular to the first direction in which the first central axis A1 extends.
- FIG. 8 shows a tangent TL to the ridgeline RL of the through hole HE at the processing target point P on the ridgeline RL that is cut by the tool CI.
- Tool CI has a drill-shaped cutting surface. If the line connecting the tip of the cutting surface and the point P to be processed is perpendicular to the tangent TL, excessive depth of cut will not occur when cutting the ridgeline RL with the tool CI.
- the tip position of the drill-shaped cutting surface in this case is defined as a first position C of the tool CI. That is, the first position C of the tool CI is on the vertical plane VP including the processing target point P, which is perpendicular to the tangent TL of the ridgeline RL.
- FIG. 9 is a diagram for explaining a vertical plane VP perpendicular to the tangent TL of the ridgeline RL of the through hole HE, and a first ellipse E1 and a second ellipse E2 formed on the vertical plane VP. .
- the above-described vertical plane VP is determined based on the position of the processing target point P on the ridgeline RL and the processing target data acquired by the acquisition unit 210 of the calculation device 110.
- the position of the processing target point P on the ridgeline RL will be referred to as a fourth position.
- An intersecting curve IL is obtained by intersecting the vertical plane VP with the cylindrical circumferential surface SS and the cylinder CS.
- the intersecting curve IL includes a portion of the outlines of the first ellipse E1 and the second ellipse E2 formed on the vertical plane VP.
- the first ellipse E1 is formed as an intersection line between the vertical plane VP and the cylindrical circumferential surface SS.
- the second ellipse E2 is formed as an intersection line between the vertical plane VP and the cylinder CS.
- the fourth position of the processing target point P is on the outline of the first ellipse E1 and on the outline of the second ellipse E2.
- the substantial portion between the outer circumferential surface ST and the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP is hereinafter referred to as the cylindrical shell of the thick-walled cylinder CP.
- the area outside the first ellipse E1 corresponds to the area outside the cylindrical circumferential surface SS.
- the cylindrical shell of the thick-walled cylinder CP is located outside the first ellipse E1 at the fourth position of the processing target point P on the ridgeline RL and in the vicinity thereof. included in the area of The area inside the first ellipse E1 corresponds to the area inside the cylindrical circumferential surface SS.
- the cylindrical shell of the thick-walled cylinder CP corresponds to the inner side of the first ellipse E1 at the fourth position of the processing target point P on the ridgeline RL and its vicinity. included in the area.
- the area inside the second ellipse E2 corresponds to the area inside the cylinder CS.
- the through hole HE is included in the area inside the second ellipse E2.
- a section from the processing target point P on the ridgeline RL to a position a predetermined distance along the outline of the second ellipse E2 is formed by a peripheral wall surface SW that forms the through hole HE.
- the angle that the second central axis A2 of the virtual cylinder CS forming the shape of the through hole HE makes with the vertical plane VP is hereinafter referred to as a third angle.
- the third angle ⁇ is shown as the angle that the second central axis A2 makes with respect to the straight line VL obtained by projecting the second central axis A2 onto the vertical plane VP.
- the third angle ⁇ is determined according to the point P to be processed.
- the straight line VL intersects the second central axis A2 at the center of the second ellipse E2 on the vertical plane VP, and extends in the same direction as the long axis of the second ellipse E2.
- the second central axis A2 is parallel to the Z axis. Therefore, the value of the third angle ⁇ can be calculated. Calculation of the third angle ⁇ will be described later.
- FIG. 10A is a diagram showing the angle ⁇ that a perpendicular from the processing target point P on the ridgeline RL of the through hole HE to the first central axis A1 of the thick cylinder CP makes with the X axis.
- FIG. 10A shows the cylindrical circumferential surface SS of the thick-walled cylinder CP shown in FIGS. 3B, 8, and 9, and the virtual cylinder CS having the shape of the through hole HE, viewed from the negative direction of the Y axis. A diagram is shown for the case.
- FIG. 10A shows a point O (0, 0, 0) on the second central axis A2 where the distance from the first central axis A1 is equal to the eccentric distance f.
- the position data included in the data to be processed is represented by three-dimensional coordinate values in an XYZ space with this point O as the origin.
- FIG. 10A shows three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) in the XYZ space that represent the fourth position of the processing target point P.
- the fourth position of the processing target point P is on the ridgeline RL determined based on the processing target data.
- a region included inside the cylinder CS corresponds to the through hole HE. Since the point P to be processed is on the ridgeline RL of the through hole HE, the point P to be processed is located within the above region.
- the length of the perpendicular from the processing target point P to the first central axis A1 is equal to the length of the first radius R1 of the cylindrical circumferential surface SS.
- the fourth position of the point P to be processed is expressed by a parameter called the angle ⁇ that the perpendicular line makes with the X-axis.
- Equation (2) The X component Xp of the above three-dimensional coordinate value representing the fourth position of the processing target point P is expressed by Equation (2) using the processing target data, taking into account the eccentric distance f.
- the Z component Zp of the three-dimensional coordinate value representing the fourth position of the processing target point P is expressed by equation (3) using the processing target data. Since the point P to be processed is located on the cylindrical circumferential surface SS, equation (4) is obtained based on equation (2) and equation (3).
- Xp R1 ⁇ cos ⁇ f (2)
- FIG. 10B shows the angle ⁇ that a perpendicular from the processing target point P on the ridgeline RL of the through-hole HE to the second central axis A2 of the cylinder CS forming the shape of the through-hole HE makes with the X-axis, and the first basis vector. It is a figure showing e1.
- the angle ⁇ that a perpendicular from the processing target point P on the ridgeline RL of the through hole HE to the second central axis A2 of the through hole HE makes with the X axis is hereinafter referred to as a second angle ⁇ .
- FIG. 10B shows a diagram of the virtual cylinder CS shown in FIGS. 3B, 8, and 9 looking back from the positive direction of the Z axis. Since the point P to be processed is on the ridgeline RL of the through hole HE, the second angle ⁇ takes a value greater than 0° and less than or equal to 360° (0° ⁇ 360°). However, the upper limit of the second angle ⁇ may be smaller than 360°.
- the length of the perpendicular from the processing target point P to the second central axis A2 is equal to the length of the second radius R2 of the cylinder CS.
- the fourth position of the processing target point P is expressed by a parameter called a second angle ⁇ that the perpendicular line makes with the X-axis.
- the X component Xp of the above three-dimensional coordinate value representing the fourth position of the processing target point P is expressed by equation (5) using the processing target data. Based on equation (2) and equation (5), equation (6) is obtained.
- the Y component Yp of the three-dimensional coordinate value representing the fourth position of the processing target point P is expressed by equation (7) using the processing target data.
- the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) representing the fourth position of the processing target point P are obtained using the processing target data.
- Xp R2 ⁇ cos ⁇ ...(5)
- R1 ⁇ cos ⁇ f R2 ⁇ cos ⁇ (6)
- Yp R2 ⁇ sin ⁇ ...(7)
- FIG. 10B shows a tangent TL to the ridgeline RL at the processing target point P.
- a vector that is perpendicular to this tangent TL and passes through the processing target point P is included in the above-described vertical plane VP.
- a vector starting from the processing target point P, perpendicular to the second central axis A2, and forming a second angle ⁇ with respect to the X-axis is defined as a first base vector e1 of the vertical plane VP.
- the three-dimensional coordinate value of the second base vector e2 perpendicular to the first base vector e1 with the processing target point P as the starting point on the vertical plane VP is calculated as a vector of size 1 based on equations (6) and (8). It is shown in equation (9).
- the first calculation unit 230 of the calculation device 110 calculates the first base vector e1 and the second base vector e2 for each of the plurality of processing target points P by formula (8) and formula (9) using the processing target data. ) is calculated.
- the second basis vector e2 of the vertical plane VP is parallel to the straight line VL on the vertical plane VP shown in FIG.
- the second central axis A2 of the cylinder CS is parallel to the Z axis. Therefore, the third angle ⁇ that the second central axis A2 makes with respect to the vertical plane VP satisfies equation (10). That is, the third angle ⁇ is calculated by Equation (9) and Equation (10) based on the data to be processed.
- FIG. 11 is a diagram showing the first position C of the tool CI for removing the burr BR generated on the outer peripheral surface ST of the thick-walled cylinder CP, and the first base vector e1 and the second base vector e2.
- the center K1 of the first ellipse and the center K2 of the second ellipse are shown in FIG.
- the direction in which the long axis of the second ellipse E2 that passes through the center K2 extends is the T-axis direction
- the direction perpendicular to the T-axis (the direction in which the short axis of the second ellipse E2 that passes through the center K2 extends) is the S-axis direction. .
- the vertical plane VP is a plane formed by an S axis (horizontal axis) and a T axis (vertical axis) that are orthogonal to each other.
- the origin of the vertical plane VP is the processing target point P(0,0) on the ridgeline RL.
- the first basis vector e1 is parallel to the S-axis
- the second basis vector e2 is parallel to the T-axis.
- the positive direction of the S-axis is the direction from the origin to the outside of the second ellipse E2.
- the angle that the S axis makes with the X axis is equal to the second angle ⁇ described above.
- the positive direction of the T-axis is the direction from the origin to the outside of the first ellipse E1.
- the second ellipse E2 can be formulated using the two-dimensional coordinate values of the center K2 on the vertical plane VP and the parameter expression based on the eccentric periapsis angle using the major axis and the minor axis.
- the angle that the T-axis makes with the Z-axis is equal to the third angle ⁇ described above. Therefore, the second ellipse E2 on the vertical plane VP defined by the S axis (variable S) and the T axis (variable T) is expressed by equation (11).
- the cylindrical shell of the thick cylinder CP having the through hole HE is included in a region that is inside the first ellipse E1 and outside the second ellipse E2.
- the outline of the first ellipse E1 extending from the processing target point P corresponds to the outer circumferential surface ST of the thick cylinder CP.
- the outline of the second ellipse E2 extending from the processing target point P corresponds to the peripheral wall surface SW forming the through hole HE.
- a predetermined machining width is created between the outer peripheral surface ST of the thick-walled cylinder CP and the peripheral wall surface SW of the through hole HE.
- a processed surface of W is formed.
- a first end point G1 and a second end point G2 on the vertical plane VP corresponding to both ends of the processing surface in the processing width direction are shown in FIG.
- the first end point G1 is located on the outer circumferential surface ST (cylindrical circumferential surface SS) of the thick-walled cylinder CP.
- the second end point G2 is located on the peripheral wall surface SW of the through hole HE (a part of the circular peripheral surface of the virtual column CS).
- the straight line distance between the first end point G1 and the second end point G2 is equal to the predetermined processing width W.
- the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1) of the first end point G1 in the XYZ space are the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) representing the fourth position of the processing target point P and the fourth position on the vertical plane VP. It is expressed by equation (12) using the two-dimensional coordinate values (S1, T1) of the first end point G1, the first basis vector e1, and the second basis vector e2.
- the contour line of the first ellipse E1 is the intersection line of the inner circumferential surface SN (cylindrical circumferential surface SS) of the thick-walled cylinder CP and the vertical plane VP
- the first end point G1 is the same as the processing target point P.
- the X component X1 and the Z component Z1 of the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1) of the first end point G1 in the XYZ space are the same as the processing target point P that satisfies formula (4). ) is satisfied.
- (X1+f) 2 +Z1 2 R1 2 ...(13)
- the second end point G2 is located on the outline of the second ellipse E2. Since the two-dimensional coordinate values (S2, T2) of the second end point G2 satisfy equation (11) representing the second ellipse E2, equation (14) holds true.
- the tool CI is approached from the outside of the thick-walled cylinder CP.
- the central axis of the tool CI passing through the tip position of the cutting surface is hereinafter referred to as a third central axis A3.
- the tool CI may be tilted when cutting the ridgeline RL.
- the angle at which the third central axis A3 of the tool CI is inclined with respect to the Z-axis is equal to the third angle ⁇ described above. In that case, occurrence of return burrs due to cutting of the ridge line RL by the tool CI can be relatively suppressed.
- the third central axis A3 of the tool CI includes the first position C, is included in the vertical plane VP, and is parallel to the T axis and the second base vector e2.
- the intersection line MS between the cutting surface of the tool CI and the vertical plane VP passes through a first end point G1 and a second end point G2 corresponding to both ends of the above-described processing surface in the processing width direction.
- FIG. 12 is a diagram for explaining that the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P on the ridgeline RL of the through hole HE is calculated based on the predetermined processing width W.
- the first end point G1 and the second end point G2 are located at both ends in the machining width direction of the machining surface formed by cutting the ridgeline RL at the first position C corresponding to the machining target point P with the tool CI. handle.
- the end point closest to the first end point G1 is hereinafter referred to as the third end point SO.
- the distance from the third central axis A3 of the tool CI to the third end point SO is equal to the third radius D of the tool CI.
- the first end point G1 is closer to the third central axis A3 by a predetermined length H than the third end point SO. That is, the distance from the first end point G1 to the third central axis A3 of the tool CI is DH.
- the length of the line segment SL connecting the first end point G1 and the second end point G2 is equal to the distance between the first end point G1 and the second end point G2, and therefore equal to the predetermined processing width W.
- the line segment SL is included in the intersection line MS between the cutting surface of the tool CI and the vertical plane VP.
- a first position C of the tool CI exists on the extension of the line segment SL.
- the first position C of the tool CI is located at the end point of the intersection line MS that is closest to the second end point G2.
- the angle that the line segment SL (intersection line MS) makes with the second base vector e2 that is parallel to the T axis is the angle that the line segment SL (intersection line MS) makes with the second base vector e2 that is parallel to the T axis. It is shown using The angle that the line segment SL makes with the second base vector e2 is half the first angle ⁇ of the tool CI described above.
- the angle that the line segment SL makes with the second basis vector e2 has a value greater than 0° and less than or equal to 90° (0° ⁇ /2 ⁇ 90°). Therefore, when considering a right triangle whose hypotenuse is the line segment SL connecting the first end point G1 (S1, T1) and the second end point G2 (S2, T2), equation (16) is obtained.
- the angle that the intersection line MS makes with the third central axis A3 of the tool CI that is parallel to the T-axis is half the first angle ⁇ of the tool CI described above. Therefore, the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) representing the first position C of the tool CI on the vertical plane VP can be calculated using the two-dimensional coordinate value (S2, T2) of the second end point G2 described above using the formula (17). and is shown in formula (18).
- the second calculation unit 240 of the calculation device 110 calculates the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C of the tool CI on the vertical plane VP using equations (12) to (18). Based on the calculation result, the first position C of the tool CI in the coordinate space defined by the X-axis, Y-axis, and Z-axis can be calculated.
- the second calculation unit 240 calculates the three-dimensional coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the first position C of the tool CI for each of the plurality of processing target points P using equation (19).
- Equation (19) includes the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) of the processing target point P.
- the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) of the processing target point P are obtained using the processing target data as described above.
- Equation (19) includes a first basis vector e1 and a second basis vector e2 of the vertical plane VP.
- the first basis vector e1 and the second basis vector e2 of the vertical plane VP are calculated by the first calculation unit 230 based on equations (8) and (9).
- Equation (19) includes the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C of the tool CI in the vertical plane VP.
- the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C on the vertical plane VP are calculated by the second calculation unit 240 based on equations (12) to (18).
- the second calculation unit 240 calculates the processing target data acquired by the acquisition unit 210, the second ellipse E2 formulated using the above-mentioned third angle ⁇ based on the processing target data, and the predetermined processing width W. , the third radius D of the tool CI, the first base vector e1 and the second base vector e2 of the vertical plane VP, and the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) representing the fourth position of the processing target point P. , the three-dimensional coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the first position C of the tool CI are calculated.
- the machining object data in this embodiment includes the predetermined length H and the first angle ⁇ of the tool CI.
- FIG. 13 is a diagram showing the first position C of the tool CI for removing the burr BR generated on the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP, and the first base vector e1 and the second base vector e2.
- the origin of the vertical plane VP is the processing target point P(0,0) on the ridgeline RL.
- the first basis vector e1 and the second basis vector e2 of the vertical plane VP are parallel to the S axis and the T axis, respectively.
- a first ellipse E1 and a second ellipse E2 on the vertical plane VP can be formulated. Of these, the second ellipse E2 in particular is expressed by the above equation (11).
- the cylindrical shell of the thick cylinder CP is included in a region that is outside the first ellipse E1 and outside the second ellipse E2.
- the outline of the first ellipse E1 extending from the processing target point P corresponds to the inner circumferential surface SN of the thick cylinder CP.
- the outline of the second ellipse E2 extending from the processing target point P corresponds to the peripheral wall surface SW forming the through hole HE.
- a predetermined machining is performed between the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP and the circumferential wall surface SW of the through hole HE.
- a processed surface with a width W is formed.
- a first end point G1 and a second end point G2 corresponding to both ends of the processing surface in the processing width direction are shown in FIG.
- the first end point G1 is located on the inner circumferential surface SN (cylindrical circumferential surface SS) of the thick-walled cylinder CP.
- the second end point G2 is located on the peripheral wall surface SW of the through hole HE (a part of the circular peripheral surface of the virtual column CS).
- the straight line distance between the first end point G1 and the second end point G2 is equal to the predetermined processing width W.
- the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1) of the first end point G1 in the XYZ space are expressed by the above equation (12).
- the first end point G1 is located on the contour line of the first ellipse E1, so it is located on the cylindrical circumferential surface SS. Therefore, the X component X1 and the Z component Z1 of the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1) of the first end point G1 in the XYZ space satisfy equation (13).
- the second end point G2 is located on the outline of the second ellipse E2. Since the two-dimensional coordinate values (S2, T2) of the second end point G2 satisfy equation (11) representing the second ellipse E2, the above equation (14) holds true.
- the two-dimensional coordinate values (S1, T1) of the first end point G1 and the two-dimensional coordinate values (S2, T2) of the second end point G2 satisfy the above equation (15).
- the tool CI when the burr BR generated on the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP is removed, the tool CI is approached from inside the thick-walled cylinder CP. Further, as described above, the tool CI may be tilted when cutting the ridgeline RL. In this embodiment, the angle at which the third central axis A3 of the tool CI is inclined with respect to the Z-axis is equal to the third angle ⁇ described above. In that case, occurrence of return burrs due to cutting of the ridge line RL by the tool CI can be relatively suppressed.
- the third central axis A3 of the tool CI passing through the tip position of the cutting surface includes the first position C and is connected to the T axis and the second base vector e2 on the vertical plane VP. parallel.
- the intersection line MS between the cutting surface of the tool CI and the vertical plane VP passes through a first end point G1 and a second end point G2 corresponding to both ends of the above-described processing surface in the processing width direction.
- FIG. 14 is a diagram for explaining that the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P on the ridgeline RL of the through hole HE is calculated based on the predetermined processing width W.
- the first end point G1 and the second end point G2 are located at both ends in the machining width direction of the machining surface formed by cutting the ridgeline RL at the first position C corresponding to the machining target point P with the tool CI. handle.
- FIG. 14 shows the third end point SO, which is the closest to the first end point G1, among the end points of the intersection line MS between the cutting surface of the tool CI and the vertical plane VP.
- the distance from the third central axis A3 of the tool CI to the third end point SO is equal to the third radius D of the tool CI.
- the first end point G1 is closer to the third central axis A3 by a predetermined length H than the third end point SO. That is, the distance from the first end point G1 to the third central axis A3 of the tool CI is DH.
- the length of the line segment SL connecting the first end point G1 (S1, T1) and the second end point G2 (S2, T2) is equal to the predetermined processing width W.
- the predetermined machining width W can be expressed by replacing it with the depth of cut Q. Therefore, the above equation (15) is obtained.
- the line segment SL is included in the intersection line MS between the cutting surface of the tool CI and the vertical plane VP.
- a first position C of the tool CI exists on the extension of the line segment SL.
- the first position C of the tool CI is located at the end point of the intersection line MS that is closest to the second end point G2.
- the angle that the line segment SL (intersection line MS) makes with the second base vector e2 parallel to the T-axis is half the first angle ⁇ of the tool CI described above.
- the angle that the line segment SL makes with the second basis vector e2 has a value greater than 0° and less than or equal to 90° (0° ⁇ /2 ⁇ 90°). Therefore, when considering a right triangle whose hypotenuse is the line segment SL connecting the first end point G1 (S1, T1) and the second end point G2 (S2, T2), equation (20) is obtained.
- the angle that the intersection line MS makes with the third central axis A3 of the tool CI that is parallel to the T-axis is half the first angle ⁇ of the tool CI described above. Therefore, the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) representing the first position C of the tool CI on the vertical plane VP can be calculated using the two-dimensional coordinate value (S2, T2) of the second end point G2 described above using the formula (17). and is shown in formula (21).
- the second calculation unit 240 of the calculation device 110 calculates the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C of the tool CI on the vertical plane VP using equations (12) to (15), equation (17), and Calculated using equation (21). Based on the calculation result, the first position C of the tool CI in the coordinate space defined by the X-axis, Y-axis, and Z-axis can be calculated.
- the second calculation unit 240 calculates the three-dimensional coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the first position C of the tool CI for each of the plurality of processing target points P using equation (19). That is, the second calculation unit 240 calculates the processing target data acquired by the acquisition unit 210, the second ellipse E2 formulated using the above-mentioned third angle ⁇ based on the processing target data, and the predetermined processing width W. , the third radius D of the tool CI, the first base vector e1 and the second base vector e2 of the vertical plane VP, and the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) representing the fourth position of the processing target point P. , the three-dimensional coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the first position C of the tool CI are calculated.
- the machining object data in this embodiment includes the predetermined length H and the first angle ⁇ of the tool CI.
- FIG. 15 is a flowchart showing the processing procedure executed by the control device 30 of the machine tool 10. This processing procedure is performed, for example, by the arithmetic unit 110 of the control device 30 executing a calculation program.
- the acquisition unit 210 of the arithmetic device 110 acquires data to be processed from the user or the storage device 120 in step S102.
- the processing target data includes the first angle ⁇ of the tool CI, the predetermined length H of the area not used for cutting, the second position of the thick-walled cylinder CP, the third position of the through-hole HE, and the cylinder of the thick-walled cylinder CP.
- the arrangement angle of the thick cylinder CP corresponds to the first direction in which the first central axis A1 of the thick cylinder CP extends.
- the value of the penetration angle of the through hole HE is 0°.
- step S104 the acquisition unit 210 acquires tool data. That is, the acquisition unit 210 acquires the third radius D of the tool CI from the storage device 120 based on the number of the tool CI specified by the user.
- step S106 the acquisition unit 210 acquires option data.
- the option data includes a depth of cut Q and a tolerance amount TA.
- a predetermined machining width W is determined.
- the determination unit 220 of the arithmetic device 110 determines a plurality of processing target points P on the ridgeline RL. Three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) representing the fourth position of each processing target point P are determined using the processing target data and the tolerance amount TA.
- step S110 the first calculation unit 230 of the calculation device 110 calculates the first base vector e1 and the second base vector e2 based on the data to be processed.
- step S112 the second calculation unit 240 of the calculation device 110 calculates the tangent TL of the ridgeline RL at each processing target point P.
- step S114 the second calculation unit 240 calculates a third angle ⁇ formed by the second central axis A2 of the virtual cylinder CS with respect to the vertical plane VP perpendicular to the tangent TL.
- the second calculation unit 240 calculates the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C of the tool CI corresponding to each processing target point P on the vertical plane VP.
- the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C of the tool CI are based on the machining target data, the above-mentioned third angle ⁇ , and the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp) representing the fourth position of the machining target point P. , Zp), the predetermined machining width W, the third radius D of the tool CI, and the first base vector e1 and the second base vector e2.
- the second calculation unit 240 calculates the first position C and inclination angle of the tool CI corresponding to each processing target point P.
- the three-dimensional coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the first position C of the tool CI are the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C on the vertical plane VP of the tool CI, and the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position C of the tool CI on the vertical plane VP. It is calculated based on the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) representing the fourth position and the first basis vector e1 and second basis vector e2 of the vertical plane VP.
- the angle at which the third central axis A3 of the tool CI is inclined from the Z-axis is equal to the third angle ⁇ .
- the inclination angle of the tool CI is calculated as an angle equal to the third angle ⁇ .
- step S120 the second calculation unit 240 determines whether the first position C of the tool CI corresponding to all of the plurality of processing target points P determined in step S108 has been calculated. If NO in step S120, the processing procedure returns to step S110. If YES in step S120, the process proceeds to step S122. In step S122, the machining control unit 250 of the arithmetic device 110 causes the tool CI to cut the ridgeline RL at each machining target point P. When the process of step S122 is completed, this process procedure ends.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a computer program product of an arithmetic program for causing the arithmetic device 110 of the control device 30 to execute the processing procedure shown in FIG. 15.
- the above calculation program is recorded on a recording medium 310 such as a CD-ROM or a USB memory, and is supplied to the control device 30.
- the calculation program may be recorded in a data signal 330 flowing through a communication network 320 such as the Internet, and may be supplied to the control device 30 by the server 340.
- the server 340 carries an arithmetic program stored in a storage device (not shown) onto a carrier wave as a data signal 330.
- the server 340 provides the calculation program by transmitting a data signal 330 to the control device 30 via the communication network 320.
- the calculation program is supplied as a computer-readable computer program product such as the recording medium 310 or the data signal 330.
- the workpiece is a thick-walled cylinder CP, but the workpiece is not limited to the thick-walled cylinder CP.
- the workpiece may have a rectangular parallelepiped-shaped outer peripheral surface and a cylindrical hollow portion.
- a manifold block is used as a workpiece having such a shape.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a manifold block MB used as a workpiece. In FIG. 17, manifold block MB is arranged on the XY plane.
- the inner circumferential surface SN of the manifold block MB forms a cylindrical circumferential surface SS.
- the central axis passing through the center of the cylindrical circumferential surface SS is the first central axis A1 of the manifold block MB.
- the first direction in which the first central axis A1 of the manifold block MB extends is the Y-axis direction.
- a through hole HE that penetrates the manifold block MB from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface SN in the shape of a cylinder CS is formed by the peripheral wall surface SW.
- the second direction in which the second central axis A2 of the cylinder CS forming the shape of the through hole HE extends is the Z-axis direction.
- the tool CI removes the burr BR formed on the inner peripheral surface SN of the manifold block MB. When the burr BR generated on the inner circumferential surface SN is removed, the tool CI is moved toward the first position C from inside the manifold block MB.
- the ridgeline RL forming the edge of the through hole HE is the ridgeline RLN.
- the ridge line RLN is formed by the peripheral wall surface SW of the through hole HE and the inner peripheral surface SN of the manifold block MB.
- the second calculation unit 240 calculates the first position C of the tool CI for cutting the ridge line RLN of the manifold block MB with a predetermined machining width W in the same way as when the workpiece is a thick-walled cylinder CP.
- FIG. 18 is a diagram for explaining the thick-walled cylinder CP and the elongated hole-shaped through-hole HE passing through the thick-walled cylinder CP.
- an elongated through hole HE is formed in the thick cylinder CP in place of the circular through hole HE shown in FIG. 3A.
- the ridgeline RL of the through-hole HE includes two arc-shaped sections that are arc-shaped when viewed from directly above the through-hole HE, and two straight sections that are parallel to the first direction (Y-axis direction). include.
- the first direction is the direction in which the first central axis A1 of the thick cylinder CP extends.
- the two arcuate sections constitute portions of the ridgeline RL at both corners (both ends) of the elongated hole HE. These two arc-shaped sections are connected to form the ridgeline RL via the two straight-line sections described above.
- the elongated hole HE penetrates the thick cylinder CP from the outer circumferential surface ST to the inner circumferential surface SN in the shape of a virtual column body CB1 shown in FIG. 18.
- the columnar body CB1 includes two parallel virtual cylinders CS1 and CS2 at both corners (both ends) of the columnar body CB1.
- the second direction in which each of the central axis A21 of the cylinder CS1 and the central axis A22 of the cylinder CS2 extends is the Z-axis direction. Therefore, central axes A21 and A22 are parallel to each other.
- the through hole HE When the through hole HE is viewed from directly above the through hole HE along the Z axis, the through hole HE has an elongated hole shape corresponding to the columnar body CB1.
- the through hole HE is formed by the peripheral wall surface SW.
- FIG. 19 is a diagram schematically showing the elongated through hole HE.
- FIG. 19 shows a view of the thick cylinder CP having the elongated hole-shaped through hole HE viewed from the outside of the thick cylinder CP in the positive direction of the Z axis.
- FIG. 19 shows the circular bottom surfaces of two virtual columns CS1 and CS2 in the elongated through hole HE.
- the radius of the cylinder CS1 and the radius of the cylinder CS2 are equal.
- the radii of the cylinders CS1 and CS2 are both the second radius R2.
- the ridgeline RL of the elongated hole-shaped through hole HE includes an arc-shaped section RL1, a linear section RL2, an arc-shaped section RL3, and a linear section RL4.
- Straight sections RL2 and RL4 are parallel to the Y axis.
- the arc-shaped section RL1 corresponds to half of the circumference forming the side surface of the cylinder CS1.
- the arc-shaped section RL3 corresponds to half of the circumference forming the side surface of the cylinder CS2.
- the regions where the two cylinders CS1 and CS2 each pass through the through hole HE are included in both corners (both ends) of the through hole HE.
- the processing target point P1 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the linear section RL4 and the arcuate section RL1 are connected to each other.
- the processing target point P2 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the arcuate section RL1 and the linear section RL2 are connected to each other.
- the processing target point P3 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the linear section RL2 and the arcuate section RL3 are connected to each other.
- the processing target point P4 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the arcuate section RL3 and the linear section RL4 are connected to each other.
- the second calculation unit 240 converts the arcuate section RL1 of the ridge line RL into a predetermined machining width W in the same manner as in the case of the circular through hole HE penetrating the thick cylinder CP shown in FIGS. 5A and 5B.
- the first position C of the cutting tool CI is calculated.
- the second calculation unit 240 converts the arcuate section RL3 of the ridge line RL into a predetermined machining width W in the same manner as in the case of the circular through hole HE penetrating the thick cylinder CP shown in FIGS. 5A and 5B.
- the first position C of the cutting tool CI is calculated.
- the second calculation unit 240 calculates the machining target data, the second ellipse E2 determined based on the machining target data, the predetermined machining width W, the third radius D of the tool CI, and the first base of the vertical plane VP.
- a first position C of the tool CI in the arc-shaped sections RL1 and RL3 of the ridgeline RL is calculated based on the vector e1 and the second base vector e2.
- the machining target data includes a first angle ⁇ of the tip angle of the tool CI and a predetermined length H of a region of the tool CI that is not used for cutting.
- the tool CI arranged at the first position C corresponding to the processing target point P in the arcuate sections RL1 and RL3 cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W.
- the three-dimensional coordinate value of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P2 is expressed as (Xc2, Yc2, Zc2).
- the processing target point P2 is included in the above-described arc-shaped section RL1 of the ridgeline RL.
- the three-dimensional coordinate values of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P3 are (Xc3, Yc3, Zc3).
- the processing target point P3 is included in the above-mentioned arc-shaped section RL3 of the ridgeline RL.
- a linear section RL2 of the ridgeline RL extends in the Y-axis direction and connects the processing target points P2 and P3. That is, the processing target point P2 is located at a position where the processing target point P3 is moved in the Y-axis direction by the length of the linear section RL2 of the ridgeline RL.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P2 is also a position obtained by moving the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P3 in the Y-axis direction by the length of the linear section RL2. It is in.
- the Y component Yc2 of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P2 and the Y component of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P3
- the difference from component Yc3 corresponds to the length of linear section RL2 of ridgeline RL. In this way, Y components Yc2 and Yc3 are determined.
- the X component Xc2 and the Z component Zc2 of the three-dimensional coordinate values representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P2 respectively represent the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P3. It is equal to the X component Xc3 and Z component Zc3 of the three-dimensional coordinate value.
- the X and Z components of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI are both constant values, and the Y component is linear. Changes to
- the three-dimensional coordinate value of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P4 is expressed as (Xc4, Yc4, Zc4).
- the processing target point P4 is included in the above-mentioned arc-shaped section RL3 of the ridgeline RL.
- the three-dimensional coordinate values of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P1 are (Xc1, Yc1, Zc1).
- the processing target point P1 is included in the above-mentioned arc-shaped section RL1 of the ridgeline RL.
- a linear section RL4 of the ridgeline RL extends in the Y-axis direction and connects the processing target points P4 and P1. That is, the processing target point P1 is located at a position where the processing target point P4 is moved in the Y-axis direction by the length of the linear section RL4 of the ridgeline RL.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P1 is also a position obtained by moving the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P4 in the Y-axis direction by the length of the linear section RL4. It is in.
- the Y component Yc1 of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the target point P1 and the Y component of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the target point P4.
- the difference from component Yc4 corresponds to the length of linear section RL4 of ridgeline RL. In this way, Y components Yc1 and Yc4 are determined.
- the X component Xc1 and the Z component Zc1 of the three-dimensional coordinate values representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P1 respectively represent the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P4. It is equal to the X component Xc4 and Z component Zc4 of the three-dimensional coordinate value.
- the X and Z components of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI are both constant values, and the Y component is linear. Changes to
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target points P1 and P2 in the arcuate section RL1 is calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target points P3 and P4 in the arcuate section RL3 is also calculated as described above.
- the second calculation unit 240 calculates the length of the tool in linear sections RL2 and RL4 of the ridgeline RL based on the first position C of the tool CI corresponding to the machining target points P1, P2, P3, and P4, respectively, and the machining target data.
- a first position C of CI is calculated.
- the data to be processed is acquired by the acquisition unit 210.
- the tool CI arranged at the first position C corresponding to the processing target point P in the linear sections RL2 and RL4 cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W.
- FIG. 20 is a diagram for explaining the thick-walled cylinder CP and the through-hole HE having a rounded rectangular shape passing through the thick-walled cylinder CP.
- the ridgeline RL of the through hole HE includes four arcuate sections that are arcuate when viewed from directly above the through hole HE, and two linear sections that are parallel to the first direction (Y-axis direction). and two linear sections parallel to the direction of the X-axis.
- the first direction is the direction in which the first central axis A1 of the thick cylinder CP extends.
- the direction of the X-axis is perpendicular to the direction of the Y-axis (first direction) and the direction of the Z-axis (second direction).
- the four arcuate sections constitute the four corner portions of the through hole HE, which has a rounded rectangular shape, of the ridgeline RL. These four arc-shaped sections are connected to form the ridgeline RL via the four straight-line sections described above.
- a through hole HE having a rounded rectangular shape passes through the thick cylinder CP from the outer circumferential surface ST to the inner circumferential surface SN in the shape of a virtual column body CB2 shown in FIG. 20.
- the columnar body CB2 includes four parallel virtual cylinders CS10, CS20, CS30, and CS40 at the four corners of the columnar body CB2, respectively.
- the second direction in which each of the central axis A210 of the cylinder CS10, the central axis A220 of the cylinder CS20, the central axis A230 of the cylinder CS30, and the central axis A240 of the cylinder CS40 extends is the Z-axis direction. Therefore, central axes A210, A220, A230 and A240 are parallel to each other.
- the through hole HE When the through hole HE is viewed from directly above the through hole HE along the Z axis, the through hole HE has a rounded quadrangular shape corresponding to the columnar body CB2.
- the through hole HE is formed by the peripheral wall surface SW.
- FIG. 21 is a diagram schematically showing a through hole HE having a rounded rectangular shape.
- FIG. 21 shows a view of the thick-walled cylinder CP having a through-hole HE having a rounded rectangular shape as viewed from the outside of the thick-walled cylinder CP in the positive direction of the Z-axis.
- FIG. 21 shows circular bottom surfaces of four virtual cylinders CS10, CS20, CS30, and CS40 in a through hole HE having a rounded rectangular shape.
- the radius of the cylinder CS10, the radius of the cylinder CS20, the radius of the cylinder CS30, and the radius of the cylinder CS40 are equal.
- the radii of the cylinders CS10, CS20, CS30, and CS40 are all the second radius R2.
- the ridgeline RL of the through hole HE having a rounded rectangular shape includes an arc-shaped section RL10, a linear section RL20, an arc-shaped section RL30, a linear section RL40, an arc-shaped section RL50, and a straight line. It includes a section RL60 shaped like a shape, a section RL70 shaped like an arc, and a section RL80 shaped like a straight line.
- Straight sections RL20 and RL60 are parallel to the X-axis.
- Straight sections RL40 and RL80 are parallel to the Y-axis.
- the arc-shaped section RL10 corresponds to 1/4 of the circumference forming the side surface of the cylinder CS10.
- the arc-shaped section RL30 corresponds to 1/4 of the circumference forming the side surface of the cylinder CS20.
- the arc-shaped section RL50 corresponds to 1/4 of the circumference forming the side surface of the cylinder CS30.
- the arc-shaped section RL70 corresponds to 1/4 of the circumference forming the side surface of the cylinder CS40. Regions through which the four cylinders CS10, CS20, CS30, and CS40 each pass through the through hole HE are included in the four corners of the through hole HE.
- the processing target point P10 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where a straight section RL80 and an arcuate section RL10 are connected to each other.
- the processing target point P20 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the arcuate section RL10 and the linear section RL20 are connected to each other.
- the processing target point P30 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the linear section RL20 and the arcuate section RL30 are connected to each other.
- the processing target point P40 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the arcuate section RL30 and the linear section RL40 are connected to each other.
- the processing target point P50 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the linear section RL40 and the arcuate section RL50 are connected to each other.
- the processing target point P60 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the arcuate section RL50 and the linear section RL60 are connected to each other.
- the processing target point P70 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the linear section RL60 and the arcuate section RL70 are connected to each other.
- the processing target point P80 is shown at a position of the ridgeline RL of the through hole HE where the arcuate section RL70 and the linear section RL80 are connected to each other.
- the second calculation unit 240 converts the arcuate section RL10 of the ridge line RL into a predetermined machining width W in the same manner as in the case of the circular through hole HE penetrating the thick cylinder CP shown in FIGS. 5A and 5B.
- the first position C of the cutting tool CI is calculated.
- the second calculation unit 240 converts the arcuate section RL30 of the ridge line RL into a predetermined machining width W in the same manner as in the case of the circular through hole HE penetrating the thick cylinder CP shown in FIGS. 5A and 5B.
- the first position C of the cutting tool CI is calculated.
- the second calculation unit 240 converts the arcuate section RL50 of the ridge line RL into a predetermined machining width W in the same manner as in the case of the circular through hole HE penetrating the thick cylinder CP shown in FIGS. 5A and 5B.
- the first position C of the cutting tool CI is calculated.
- the second calculation unit 240 converts the arcuate section RL70 of the ridge line RL into a predetermined machining width W in the same manner as in the case of the circular through hole HE penetrating the thick cylinder CP shown in FIGS. 5A and 5B.
- the first position C of the cutting tool CI is calculated.
- the second calculation unit 240 calculates the machining target data, the second ellipse E2 determined based on the machining target data, the predetermined machining width W, the third radius D of the tool CI, and the first base of the vertical plane VP.
- the first position C of the tool CI in the arc-shaped sections RL10, RL30, RL50, and RL70 of the ridgeline RL is calculated based on the vector e1 and the second base vector e2.
- the machining target data includes a first angle ⁇ of the tip angle of the tool CI and a predetermined length H of a region of the tool CI that is not used for cutting.
- a tool CI placed at a first position C corresponding to a processing target point P in the arc-shaped sections RL10, RL30, RL50, and RL70 cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W.
- a linear section RL40 of the ridgeline RL extends in the Y-axis direction and connects the processing target points P40 and P50. That is, the processing target point P40 is located at a position where the processing target point P50 is moved in the Y-axis direction by the length of the linear section RL40 of the ridgeline RL.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P40 is also a position obtained by moving the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P50 in the Y-axis direction by the length of the linear section RL40. It is in.
- the second calculation unit 240 processes the linear section RL40 of the ridge line RL in a predetermined manner in the same manner as in the case of the elongated through hole HE that penetrates the thick cylinder CP shown in FIGS. 18 and 19. A first position C of the tool CI that cuts with the width W is calculated.
- a linear section RL80 of the ridgeline RL extends in the Y-axis direction and connects the processing target points P80 and P10. That is, the processing target point P10 is located at a position where the processing target point P80 is moved by the length of the linear section RL80 of the ridgeline RL in the Y-axis direction.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P10 is also a position obtained by moving the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P80 in the Y-axis direction by the length of the linear section RL80. It is in.
- the second calculation unit 240 processes the linear section RL80 of the ridgeline RL in a predetermined manner in the same manner as in the case of the elongated through hole HE that penetrates the thick cylinder CP shown in FIGS. 18 and 19. A first position C of the tool CI that cuts with the width W is calculated.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P10 in the arcuate section RL10 is calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P40 in the arc-shaped section RL30 is also calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P50 in the arc-shaped section RL50 is also calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P80 in the arcuate section RL70 is also calculated as described above.
- the second arithmetic unit 240 calculates the tool in linear sections RL40 and RL80 of the ridgeline RL based on the first position C of the tool CI corresponding to the machining target points P10, P40, P50, and P80, respectively, and the machining target data.
- a first position C of CI is calculated.
- the data to be processed is acquired by the acquisition unit 210.
- the tool CI arranged at the first position C corresponding to the processing target point P in the linear sections RL40 and RL80 cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W.
- the three-dimensional coordinate value of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P20 is expressed as (Xc20, Yc20, Zc20).
- the processing target point P20 is included in the above-mentioned arc-shaped section RL10 of the ridgeline RL.
- the three-dimensional coordinate values of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P30 are (Xc30, Yc30, Zc30).
- the processing target point P30 is included in the above-mentioned arc-shaped section RL30 of the ridgeline RL.
- a linear section RL20 of the ridgeline RL extends in the direction of the X-axis and connects the processing target points P20 and P30. That is, the processing target point P30 is located at a position where the processing target point P20 is moved in the X-axis direction by the length of the linear section RL20 of the ridgeline RL.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P30 is also a position obtained by moving the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P20 in the X-axis direction by the length of the linear section RL20. It is in.
- the Y component Yc20 of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the target point P20 is equal to the Y component Yc20 of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the target point P30. Equal to component Yc30.
- the processing target points P20 and P30 are located on the cylindrical circumferential surface SS of the thick-walled cylinder CP.
- the cylinder peripheral surface SS is represented by a circle with a first radius R1 centered at the position of the first central axis A1 of the thick-walled cylinder CP on the XZ plane.
- the section RL20 which is linear when viewed from the positive direction of the Z-axis, appears as a part of the arc of this circle when viewed from the negative direction of the Y-axis.
- the two-dimensional coordinate value of point O which is the intersection of the second central axis A2 and the ,0).
- FIG. 22 is a diagram for explaining the positional relationship between the first position C of the tool CI and the first central axis A1 of the thick cylinder CP.
- FIG. 22 shows a diagram of the portion beyond the cut surface of a thick-walled cylinder CP cut along a plane perpendicular to the Y-axis (a plane parallel to the XZ plane), viewed from the negative direction of the Y-axis. It is shown.
- the tool CI removes the burr BR by cutting the ridgeline RL including the processing target point P with a predetermined processing width. Of the ridgeline RL to be cut, a section RL20 from the processing target point P20 to the processing target point P30 is included in the circle representing the cylindrical circumferential surface SS described above.
- the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL in the section RL20 from the processing target point P20 to the processing target point P30 is equal to the center position (-f, 0) of the circle representing the cylindrical circumferential surface SS described above. It lies on the arc of a circle CC with radius R3 centered at the position.
- the center position (-f, 0) of the circle CC is the position of the first central axis A1 of the thick cylinder CP on the XZ plane.
- Circle CC is expressed by equation (22) on the XZ plane.
- the X component Xc20 and Z component Zc20 of the three-dimensional coordinate values representing the first position C20 of the tool CI corresponding to the processing target point P20 also satisfy equation (22).
- the X component Xc30 and the Z component Zc30 of the three-dimensional coordinate values representing the first position C30 of the tool CI corresponding to the processing target point P30 also satisfy equation (22). Therefore, the radius R3 of the circle CC described above is obtained by equation (23).
- the radius R3 of the circle CC is equal to the distance between the first position C20 of the tool CI corresponding to the processing target point P20 and the first central axis A1 of the thick cylinder CP.
- the radius R3 of the circle CC is also equal to the distance between the first position C30 of the tool CI corresponding to the processing target point P30 and the first central axis A1 of the thick cylinder CP.
- FIG. 22 shows an example in which the ridgeline RL (RLT) forming the edge of the through hole HE is cut by the tool CI in order to remove the burr BR generated on the outer circumferential surface ST of the thick cylinder CP. It is shown. However, the same applies even when the ridgeline RL forming the edge of the through hole HE is cut by the tool CI in order to remove the burr BR generated on the inner circumferential surface SN of the thick-walled cylinder CP.
- the three-dimensional coordinate value of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P60 is expressed as (Xc60, Yc60, Zc60).
- the processing target point P60 is included in the above-mentioned arc-shaped section RL50 of the ridgeline RL.
- the three-dimensional coordinate values of the first position C of the tool CI that cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W at the processing target point P70 are (Xc70, Yc70, Zc70).
- the processing target point P70 is included in the above-described arc-shaped section RL70 of the ridgeline RL.
- a linear section RL60 of the ridgeline RL extends in the direction of the X-axis and connects the processing target points P60 and P70. That is, the processing target point P60 is located at a position where the processing target point P70 is moved in the X-axis direction by the length of the linear section RL60 of the ridgeline RL.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P60 is also a position obtained by moving the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P70 in the X-axis direction by the length of the linear section RL60. It is in.
- the X component Xc60 of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the target point P60, and the The difference from component Xc70 corresponds to the length of linear section RL60 of ridgeline RL. In this way, the X components Xc60 and Xc70 are determined.
- the Y component Yc60 of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P60 is the Y component of the three-dimensional coordinate value representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P70. Equal to component Yc70.
- Equation (22) holds true, where the variable Z is the Z components Zc60 and Zc70 of the three-dimensional coordinate values representing the first position C of the tool CI corresponding to the processing target points P60 and P70.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P20 in the arc-shaped section RL20 is calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P30 in the arc-shaped section RL30 is also calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P60 in the arcuate section RL50 is also calculated as described above.
- the first position C of the tool CI corresponding to the processing target point P70 in the arcuate section RL70 is also calculated as described above.
- the second arithmetic unit 240 calculates the tool in linear sections RL20 and RL60 of the ridgeline RL based on the first position C of the tool CI corresponding to the machining target points P20, P30, P60, and P70, respectively, and the machining target data.
- a first position C of CI is calculated.
- the data to be processed is acquired by the acquisition unit 210.
- the tool CI placed at the first position C corresponding to the processing target point P in the linear sections RL20 and RL60 cuts the ridgeline RL with a predetermined processing width W.
- the first position (C) of the tool (CI) cuts the ridge line (RL) formed by the peripheral wall surface (SW) forming the through hole (HE) and the cylindrical peripheral surface with a predetermined machining width (W).
- the calculation device (110) calculates a second position of the workpiece, a third position of the through hole, a first radius (R1) of the cylindrical circumferential surface of the workpiece, and a a second radius (R2) of the cylinder, a first direction in which the first central axis (A1) of the workpiece extends, and a second central axis (A2, A21, A22, A210, A220, A230, A240), machining target data including an eccentric distance (f) from the first central axis, a third radius (D) of the tool, and a cutting surface of the tool.
- an acquisition unit (210) that acquires a first angle ( ⁇ ) of the tip angle formed by the processing, which is perpendicular to the tangent (TL) of the ridgeline at the processing target point (P) on the ridgeline; On the plane (VP) that includes the target point and is determined based on the fourth position of the target point and the target data, a line perpendicular to the second central axis with the target point as the starting point.
- the first calculation unit includes a determination unit (220) that determines the plurality of processing target points on the ridge line based on a tolerance amount, and the first calculation unit calculates the first base vector and the number of processing target points corresponding to each of the plurality of processing target points.
- the second base vector may be calculated, and the second calculation unit may calculate the first position of the tool corresponding to each of the plurality of processing target points.
- the third central axis (A3) of the tool including the first position is parallel to the second base vector on the plane, and A first end point (G1) on the cylindrical peripheral surface and a second end point (G2) on the outline of the ellipse are connected on a plane, and the distance between the first end point and the second end point is the predetermined distance.
- a line segment (SL) equal to the machining width of is included in the intersection line (MS) of the cutting surface and the plane, and the distance from the third central axis to the third
- the second calculation unit is closer to the third central axis by a predetermined length (H) than the third end point (SO) of the intersection line that is equal to the radius, and the second calculation unit calculates the processing target data, the ellipse, and the predetermined the predetermined machining width, the third radius of the tool, the first angle of the tool, the first base vector, and the second base vector.
- One position may be calculated. Thereby, it is possible to accurately calculate the position of the tool according to the area not used for cutting along the radial direction from the outer periphery of the cutting surface of the tool.
- a third central axis (A3) of the tool including the first position is included in the plane, is parallel to the second base vector, and has the first direction as the Y-axis direction.
- the first calculation a second angle ⁇ that a perpendicular from the point to be processed to the second central axis makes with the X-axis in a coordinate space defined by the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis;
- the second calculation unit calculates a base vector e2, and calculates that the third central axis of the tool is parallel to the second base vector e2 on the plane, and that the third central axis of the tool is on the plane and on the cylindrical circumference.
- a first end point (G1) (S1, T1) on the plane and a second end point (G2) (S2, T2) on the outline of the ellipse on the plane are connected, and the first end point (S1, T1) and the A line segment (SL) whose distance from the second end point (S2, T2) is equal to the predetermined machining width ⁇ 2 ⁇ Q is included in the line of intersection (MS) between the cutting surface and the plane;
- the first base vector e1 is larger than the third end point (SO) of the intersection line where the first end point (S1, T1) is at a distance from the third central axis equal to the third radius D of the tool.
- equations (12) to (18), equation (20), and equation (21) using the vector e1, the second base vector e2, and the three-dimensional coordinate values (Xp, Yp, Zp) of the fourth position, , calculate the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position of the tool on the plane, and calculate the two-dimensional coordinate values (Sc, Tc) of the first position of the tool and the first base.
- three-dimensional coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the first position of the tool corresponding to the point to be processed may be calculated.
- the through hole has the shape of a cylinder and passes through the workpiece, and when the through hole is viewed from directly above the through hole, the through hole has a circular shape corresponding to the cylinder. Good too. Thereby, the position of the tool for cutting the ridgeline of the circular through hole can be accurately calculated.
- the through hole has the shape of a column that includes two parallel cylinders at both corners, and penetrates the workpiece, and when the through hole is viewed from directly above the through hole.
- the through hole has an elongated hole shape corresponding to the column, and the ridgeline of the through hole when viewed from directly above the through hole is two circles corresponding to the two cylinders, respectively.
- the second calculation unit includes an arc-shaped section (RL1, RL3) and two straight-line sections (RL2, RL4) parallel to the first direction, and the second calculation unit calculates the processing target data, the ellipse, and the ellipse.
- the two circles among the ridge lines are determined based on a predetermined machining width, the third radius of the tool, the first angle of the tool, the first base vector, and the second base vector.
- the first position of the tool corresponding to the point to be machined in the arc-shaped section is calculated, and the second calculation unit calculates the first position of the tool in the two arc-shaped sections and the data to be machined.
- the first position of the tool corresponding to the processing target point in the two linear sections of the ridgeline may be calculated based on the following. Thereby, the position of the tool for cutting the ridgeline of the elongated through hole can be accurately calculated.
- the through-hole has the shape of a columnar body including four parallel cylinders at each corner, and penetrates the workpiece, and when the through-hole is viewed from directly above the through-hole.
- the through-hole has a rounded rectangular shape corresponding to the columnar body, and when the through-hole is viewed from directly above the through-hole, the ridgeline of the through-hole has four edges corresponding to the four cylinders, respectively. arcuate sections (RL10, RL30, RL50, RL70), two linear sections (RL40, RL80) parallel to the first direction, and parallel to a direction perpendicular to the first direction and the second direction.
- the second calculation unit calculates the processing target data, the ellipse, the predetermined processing width, and the third radius of the tool. , based on the first angle of the tool, the first base vector, and the second base vector, determine the position of the tool corresponding to the processing target point in the four arcuate sections of the ridgeline.
- the second calculation unit calculates the first position in the first direction of the ridge line based on the first position of the tool in the four arcuate sections and the machining target data.
- the first position of the tool corresponding to the processing target point in the two linear sections and the other two linear sections parallel to the first position may be calculated. Thereby, it is possible to accurately calculate the position of the tool for cutting the ridgeline of the rounded rectangular through hole.
- the acquisition unit may acquire the predetermined machining width based on user input. Thereby, the user can set the processing width of the processing surface formed on the ridgeline to a value necessary for removing burrs.
- MP macro program
- the acquisition unit acquires the machining target data, the predetermined machining width, and the third radius of the tool, and performs the second calculation.
- the unit may read the macro program from the storage device based on the G code, and the second calculation unit may calculate the first position of the tool by executing the macro program. This increases convenience for users who are accustomed to cutting workpieces using G codes.
- the machine tool (10) includes the arithmetic unit, the tool, and a processing control section (250) that moves the tool to the first position and causes the tool to cut the ridgeline. This makes it possible to realize stable cutting for removing burrs.
- the control device (30) of the machine tool (10) includes the calculation device and a processing control section (250) that moves the tool to the first position and causes the tool to cut the ridgeline. Be prepared. This makes it possible to realize stable cutting for removing burrs.
- the calculation program is performed on the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of a workpiece (CP, MB) in which at least one of the outer circumferential surface (ST) and the inner circumferential surface (SN) is formed as a cylindrical circumferential surface (SS). From one surface to the other, the object to be processed is in the shape of a cylinder (CS, CS1, CS2, CS10, CS20, CS30, CS40) or a columnar body (CB1, CB2) that includes a plurality of parallel cylinders in each corner.
- the first part of the tool (CI) cuts the ridge line (RL) formed by the circumferential wall surface (SW) forming the through hole (HE) passing through the object and the cylindrical circumferential surface with a predetermined machining width (W).
- a processing circuit included in an arithmetic device (110) that calculates a first position (C) is configured to calculate a second position of the workpiece, a third position of the through hole, and a first position of the cylindrical circumferential surface of the workpiece. a radius (R1), a second radius (R2) of the cylinder, a first direction in which the first central axis (A1) of the workpiece extends, and a second direction perpendicular to the first direction.
- machining target data including the eccentric distance (f) of the second central axis (A2, A21, A22, A210, A220, A230, A240) from the first central axis; and the third radius (D ) and the angle ( ⁇ ) of the tip angle formed by the cutting surface of the tool; , on the plane (VP) including the processing target point and determined based on the fourth position of the processing target point and the processing target data, the second center axis line starts from the processing target point; A first base vector (e1) perpendicular to the target data and a second base vector (e2) perpendicular to the first base vector on the plane with the target point as the starting point are calculated based on the target data.
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Abstract
円柱(CS)の形状で加工対象物(CP)を貫通する貫通孔(HE)を形成する周壁面(SW)と円筒周面(SS)とにより形成される稜線(RL)を切削する工具(CI)の位置(C)を演算する演算装置(110)は、前記稜線の接線(TL)に対して垂直な平面(VP)上の第1基底ベクトル(e1)および第2基底ベクトル(e2)と、加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成される楕円(E2)、所定の加工幅(W)と、前記工具の半径(D)と、前記工具の先端角の角度(ψ)とに基づいて前記位置を算出する。
Description
本発明は、演算装置、工作機械、工作機械の制御装置、および演算プログラムに関する。
国際公開第2016/133162号に工具の軌道算出プログラムが開示されている。その軌道算出プログラムによると、被加工品のバリを取る工具の軌道を算出することができる。
国際公開第2016/133162号には、被加工品のバリ取りまたは面取り加工における加工深さを算出するための2つの方法が開示されている。「1つ目の方法」として開示されている方法によると、面取り幅が小さくなる。そのため、「1つ目の方法」は正確ではない。「2つ目の方法」として開示されている方法によると、解を求めるためにニュートン法が用いられる。そのため、「2つ目の方法」も正確ではない。
また、いずれの方法においても、シャンクの先端に球形の切削面が形成された工具の位置が算出されている。これらの方法によると、安定した切削加工を実現する工具の正確な位置が算出されないという課題がある。算出された位置に移動した工具を用いた切削加工により、被加工品が過少または過度に切削されるおそれがある。
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
本発明の第1の態様は、外周面および内周面の少なくとも一方が円筒周面として形成される加工対象物の、前記外周面および前記内周面の一方から他方へ、円柱または平行な複数の前記円柱を隅にそれぞれ包含した柱体の形状で、前記加工対象物を貫通する貫通孔を形成する周壁面と、前記円筒周面とにより形成される稜線を、所定の加工幅で切削する工具の第1位置を演算する演算装置であって、前記加工対象物の第2位置と、前記貫通孔の第3位置と、前記加工対象物の前記円筒周面の第1半径と、前記円柱の第2半径と、前記加工対象物の第1中心軸線が延びる第1方向と、前記第1方向に垂直な第2方向に延びる前記円柱の第2中心軸線の、前記第1中心軸線からの偏心距離とを含む加工対象データと、前記工具の第3半径と、前記工具の切削面により形成される先端角の第1角度とを取得する取得部と、前記稜線上の加工対象点における前記稜線の接線に対して垂直な、前記加工対象点を含む平面であって、前記加工対象点の第4位置と前記加工対象データとに基づいて定まる前記平面上において、前記加工対象点を始点として前記第2中心軸線に垂直な第1基底ベクトルと、前記平面上において前記加工対象点を始点として前記第1基底ベクトルに垂直な第2基底ベクトルとを、前記加工対象データに基づいて算出する第1演算部と、前記加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成され、前記加工対象データに基づいて定まる楕円と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記加工対象点を含む前記稜線を切削する前記工具の前記第1位置を算出する第2演算部と、を備える。
本発明の第2の態様は、工作機械であって、第1の態様による演算装置と、前記工具と、前記工具を前記第1位置に移動させて、前記工具に前記稜線を切削させる加工制御部と、を備える。
本発明の第3の態様は、工作機械の制御装置であって、第1の態様による演算装置と、前記工具を前記第1位置に移動させて、前記工具に前記稜線を切削させる加工制御部と、を備える。
本発明の第4の態様は、演算プログラムであって、外周面および内周面の少なくとも一方が円筒周面として形成される加工対象物の、前記外周面および前記内周面の一方から他方へ、円柱または平行な複数の前記円柱を隅にそれぞれ包含した柱体の形状で、前記加工対象物を貫通する貫通孔を形成する周壁面と、前記円筒周面とにより形成される稜線を、所定の加工幅で切削する工具の第1位置を演算する演算装置が有する処理回路に、前記加工対象物の第2位置と、前記貫通孔の第3位置と、前記加工対象物の前記円筒周面の第1半径と、前記円柱の第2半径と、前記加工対象物の第1中心軸線が延びる第1方向と、前記第1方向に垂直な第2方向に延びる前記円柱の第2中心軸線の、前記第1中心軸線からの偏心距離とを含む加工対象データと、前記工具の第3半径と、前記工具の切削面により形成される先端角の角度とを取得する取得手順と、前記稜線上の加工対象点における前記稜線の接線に対して垂直な、前記加工対象点を含む平面であって、前記加工対象点の第4位置と前記加工対象データとに基づいて定まる前記平面上において、前記加工対象点を始点として前記第2中心軸線に垂直な第1基底ベクトルと、前記平面上において前記加工対象点を始点として前記第1基底ベクトルに垂直な第2基底ベクトルとを、前記加工対象データに基づいて算出する第1演算手順と、前記加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成され、前記加工対象データに基づいて定まる楕円と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記加工対象点を含む前記稜線を切削する前記工具の前記第1位置を算出する第2演算手順と、を実行させる。
本発明によれば、バリを除去するための安定した切削加工を実現する工具の位置を正確に算出することができる。
図1は、工作機械10の一例を示す図である。工作機械10は、本体20と、制御装置30とを有する。制御装置30は、後述する一実施の形態の演算装置を含み、本体20を制御する。制御装置30は、例えばCNCである。本体20は、ベッド52と、サドル54と、テーブル56と、可動部74と、可動部76と、可動部78と、可動部80とを有する。ベッド52は、直交座標系XYZのXY平面上に載置される。サドル54と、テーブル56と、可動部74と、可動部76と、可動部78と、可動部80とが、ベッド52上に設置される。
可動部74は、不図示のモータにより、X軸に平行な方向DXに移動可能である。可動部76は、可動部74の上に載置されている。可動部76は、不図示のモータにより、可動部74に対してY軸に平行な方向DYに移動可能である。可動部78は、可動部76の側面に、可動部80を介して取り付けられている。可動部78は、不図示のモータにより、可動部76に対してZ軸に平行な方向DZに移動可能である。Z軸に平行な方向DZは重力方向と平行である。重力方向とは、物体に重力が作用する方向である。
可動部78は主軸ヘッドを含む。主軸ヘッドには工具CIが取り付けられる。工具CIは、先端にドリル形状の切削面が形成された面取り工具である。本実施の形態においては、加工対象物として厚肉円筒CPが、テーブル56の上に搭載される。工具CIは、不図示のモータにより駆動されて、回転する。工具CIは、こうした回転により、ドリル形状の切削面で厚肉円筒CPが有する貫通孔HEの縁を形成する稜線を切削する。工具CIは、稜線を切削することにより、厚肉円筒CPの内周面または外周面に形成されたバリを除去する。
可動部80は、不図示のモータにより、Y軸を中心としてY軸の周りを回転するB軸の方向DBに回転する。可動部80がB軸の方向DBに回転すると、可動部78もB軸の方向DBに回転する。可動部78がB軸の方向DBに回転することにより、主軸ヘッドに取り付けられた工具CI全体をB軸の方向DBに回転させることができる。このようにして、工具CIは、傾けられた状態で稜線を切削することができる。
本実施の形態においては、切削の際、可動部74、可動部76および可動部78により、工具CIはXYZ空間を移動する。つまり、工具CIがX軸に平行な方向DX、Y軸に平行な方向DY、およびZ軸に平行な方向DZに移動することで、加工対象物に対して工具CIがX軸の方向、Y軸の方向、およびZ軸の方向に相対移動する。
なお、加工対象物に対して工具CIがX軸の方向、Y軸の方向、およびZ軸の方向に相対移動すればよいので、工具CIがZ軸に平行な方向DZに移動し、加工対象物がX軸に平行な方向DXおよびY軸に平行な方向DYに移動してもよい。その場合は、例えばサドル54およびテーブル56に可動機構が設けられる。
本実施の形態においては、切削の際、可動部80が可動部78を回転させることにより、工具CI全体がB軸の方向DBに回転する。なお、加工対象物に対して相対的に、工具CIがB軸の方向DBに回転すればよいので、工具CIではなく加工対象物がB軸の方向DBに回転してもよい。その場合は、例えばサドル54およびテーブル56に、B軸の方向DBに回転する可動機構が設けられる。さらに、工具CIが取り付けられた主軸ヘッドは、不図示の可動機構により、A軸の方向DAに回転することができる。A軸の方向は、X軸を中心としてX軸の周りを回転する方向である。
可動部74、可動部76、可動部78および可動部80に代えてロボットアームが工具CIを把持してもよい。或いは、ロボットアームに把持された加工対象物が、X軸の方向、Y軸の方向、およびZ軸の方向に移動し、A軸の方向およびB軸の方向に回転してもよい。いずれの場合においても、加工対象物に対して工具CIがX軸の方向、Y軸の方向、Z軸の方向、A軸の方向およびB軸の方向に相対移動する。以下の説明では、加工対象物である厚肉円筒CPに対して工具CIが相対移動する。
図2Aは、工作機械10の制御装置30の構成を例示する図である。制御装置30は、演算装置110と、記憶装置120と、入力/出力装置130とを有する。演算装置110は、処理回路によって構成される。処理回路は、例えば、CPUおよびGPU等のプロセッサである。
記憶装置120は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとを含む。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして用いられる。揮発性メモリには、取得部210により取得された後述のデータDTが、後述するマクロプログラム読み出しの際に保存される。揮発性メモリは、例えばRAMである。
不揮発性メモリは、保存用のメモリとして用いられる。記憶装置120の不揮発性メモリには、演算装置110の処理回路により実行される加工プログラムPGおよび演算プログラム(マクロプログラム)が保存される。不揮発性メモリは、例えばROMまたはフラッシュメモリである。
入力/出力装置130は、例えば操作盤、キーボード、マウス、ディスプレイ、およびタッチパネルのうちの少なくとも一部を含む。ユーザは、入力/出力装置130を介して演算装置110に、データDTのうちのユーザ入力データを入力する。入力されたデータDTは、記憶装置120に保存される。さらに、データDTのうちのデフォルト設定値の設定データも記憶装置120に保存される。入力/出力装置130は、記憶装置120に保存されたデータDTを表示できる。
演算装置110は、取得部210と、決定部220と、第1演算部230と、第2演算部240と、加工制御部250とを有する。演算装置110が記憶装置120に保存された演算プログラムを実行することにより、取得部210、決定部220、第1演算部230、第2演算部240および加工制御部250が実現される。取得部210、決定部220、第1演算部230、第2演算部240および加工制御部250のうちの少なくとも一部は、ASICまたはFPGA等の集積回路、或いはディスクリートデバイスを含む電子回路によって実現されてもよい。
取得部210は、ユーザにより入力されたデータDTおよび記憶装置120に保存されたデータDTを取得する。取得部210により取得されるデータDTは、工具データ、加工対象データおよびオプションデータを含む。
上記したように、バリを除去するため、工具CIは貫通孔HEの縁を形成する稜線を切削する。貫通孔HEの稜線上の加工対象点に対応して、工具CIの位置が算出される。算出される工具CIの位置を以下、第1位置と呼ぶ。決定部220は、上記したオプションデータに含まれるトレランス量に基づいて、稜線上の複数の加工対象点を決定する。トレランス量については後述する。
第1演算部230は、取得部210により取得されたデータDTに基づき、第1基底ベクトルおよび第2基底ベクトルを算出する。第1基底ベクトルおよび第2基底ベクトルの詳細は、後述される。第2演算部240は、第1基底ベクトルおよび第2基底ベクトルと、取得部210により取得されたデータDTとに基づき、決定部220により決定された各加工対象点に対応する工具CIの第1位置を算出する。
加工制御部250は、決定部220により決定された複数の加工対象点の各々において、本体20の可動部74、可動部76、可動部78および可動部80、或いはその他の可動機構もしくはロボットアームを制御して、第1位置に工具CIを相対移動させる。加工制御部250は、工具CIを回転させて、工具CIに稜線を切削させる。
決定部220により決定された複数の加工対象点のうちの最初の加工対象点で稜線の切削を開始するため、工具CIは、第2演算部240により算出された、その加工対象点に対応する第1位置へ移動する。稜線が切削されて所定の加工幅の加工面が形成される。その後、工具CIは、稜線を切削しながら次の加工対象点へ向かい、その加工対象点に対応する第1位置へ移動する。稜線が切削されて所定の加工幅の加工面が形成される。こうした切削が繰り返された後、工具CIが最初の加工対象点へ戻ると、加工制御部250は、切削を停止し、工具CIを所定の終了位置に移動させる。
図2Bは、Gコードに基づいて行われる処理を説明するための図である。本実施の形態においては、ユーザ入力に応じて、演算装置110の処理回路により加工プログラムPGが実行される。加工プログラムPGが実行されると、その加工プログラムPGに含まれるGコードに基づく処理が実行される。その加工プログラムPGには、マクロプログラムMPを呼び出すための命令を示すGコードが含まれる。
演算装置110の処理回路は、そのGコードに基づいて、記憶装置120の不揮発性メモリに保存されたマクロプログラムMPを呼び出す。それとともに、演算装置110の処理回路は、そのGコードの引数に応じた値またはデフォルト値のデータDTを、記憶装置120の揮発性メモリに書き込む。データDTは、後述する工具データ、加工対象データおよびオプションデータを含む。
演算装置110の第2演算部240は、呼び出し対象のマクロプログラムMPを、記憶装置120から演算プログラムとして読み出す。演算装置110の取得部210は、記憶装置120からデータDTを取得する。演算装置110の処理回路がデータDTを用いてマクロプログラムMPを実行することにより、第2演算部240は工具CIの第1位置を算出する。
図3Aおよび図3Bは、厚肉円筒CPと、厚肉円筒CPに形成された貫通孔HEとを説明するための図である。図3Aは、厚肉円筒CPの外部から眺めた場合の図である。その場合において外部から見えない線は、図3Aに示されていない。それらの見えない線が破線で可視化された図が、図3Bである。
厚肉円筒CPの中心軸線を以下、第1中心軸線A1と呼ぶ。厚肉円筒CPの第1中心軸線A1が延びる方向を以下、第1方向と呼ぶ。本実施の形態において、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1が延びる第1方向は、Y軸の方向である。なお、第1方向は、XY平面と平行であって、第1中心軸線A1を含む平面上において、Y軸に対し、所定角度をなす方向であってもよい。厚肉円筒CPは中空円筒である。厚肉円筒CPの内周面SNおよび外周面STは、それぞれ円筒周面SSとして形成される。
本実施の形態において、厚肉円筒CPの外周面STから内周面SNへ円柱CSの形状で厚肉円筒CPを貫通する貫通孔HEは、周壁面SWにより形成される。貫通孔HEの縁を形成する稜線RLは、2種類の稜線RLNおよびRLTを含む。稜線RLNは、貫通孔HEの周壁面SWと、厚肉円筒CPの内周面SNとにより形成される。稜線RLTは、貫通孔HEの周壁面SWと、厚肉円筒CPの外周面STとにより形成される。
貫通孔HEの形状をなす円柱CSの中心軸線を以下、第2中心軸線A2と呼ぶ。第2中心軸線A2が延びる方向を以下、第2方向と呼ぶ。本実施の形態において、第2中心軸線A2が延びる第2方向は、Z軸の方向である。すなわち、第2中心軸線A2が延びる第2方向は、第1中心軸線A1が延びる第1方向に垂直である。貫通孔HEの形状をなす仮想的な円柱CSの半径を以下、第2半径R2と呼ぶ。
図4Aは、厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRと、そのバリBRを除去する工具CIとを示す図である。図4Aには、Y軸に垂直な平面(XZ平面に平行な平面)で切断された厚肉円筒CPを、Y軸の負の方向から見た場合の図が示されている。工具CIは、稜線RL(RLT)に接すると、加工対象点Pを含む稜線RLを所定の加工幅で切削することにより、バリBRを除去する。稜線RLを所定の加工幅で切削可能な工具CIの第1位置Cを適切に決定する必要がある。工具CIの第1位置Cは、工具CIの先端に形成されたドリル形状の切削面の先端位置である。
厚肉円筒CPの円筒周面SSの半径を以下、第1半径R1と呼ぶ。図4Aに示すように、厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRが除去される場合において、厚肉円筒CPの円筒周面SSの第1半径R1として、外周面STの半径RTが用いられる。外周面STの半径RTは、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1と外周面STとの最短距離に等しい。
図4Bは、厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRと、そのバリBRを除去する工具CIとを示す図である。図4Bには、図4Aと同様に、Y軸に垂直な平面(XZ平面に平行な平面)で切断された厚肉円筒CPを、Y軸の負の方向から見た場合の図が示されている。工具CIは、稜線RL(RLN)に接すると、加工対象点Pを含む稜線RLを所定の加工幅で切削することにより、バリBRを除去する。稜線RLを所定の加工幅で切削可能な工具CIの第1位置Cを適切に決定する必要がある。
図4Bに示すように、厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRが除去される場合において、厚肉円筒CPの円筒周面SSの第1半径R1として、内周面SNの半径RNが用いられる。内周面SNの半径RNは、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1と内周面SNとの最短距離に等しい。
厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRが除去される場合、図4Aに示すように、工具CIは、厚肉円筒CPの外側から第1位置Cへ向かって近づけられる。厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRが除去される場合、図4Bに示すように、工具CIは、厚肉円筒CPの内側から第1位置Cへ向かって近づけられる。
図5Aは、偏心距離fがゼロの場合における、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1と貫通孔HEの形状をなす円柱CSの第2中心軸線A2との位置関係を示す図である。偏心距離は、第2中心軸線A2の、第1中心軸線A1からの最短距離を示す。図5Aには、厚肉円筒CPの外側の、Z軸の正の方向から、貫通孔HEを有する厚肉円筒CPを見た場合の図が示されている。
貫通孔HEの形状をなす円柱CSの底面は円形である。そのため、Z軸に沿って貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは円柱CSに応じた円形である。第2中心軸線A2は、第1中心軸線A1上に重なる位置にある。直上から見た貫通孔HEの半径は、円柱CSの第2半径R2と一致する。
図5Bは、偏心距離fがゼロでない場合における、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1と貫通孔HEの形状をなす円柱CSの第2中心軸線A2との位置関係を示す図である。図5Bには、図5Aと同様に、厚肉円筒CPの外側の、Z軸の正の方向から、貫通孔HEを有する厚肉円筒CPを見た場合の図が示されている。図5Aと同様に、Z軸に沿って貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは円形である。第2中心軸線A2は、第1中心軸線A1上から、X軸の方向に偏心距離fだけずれた位置にある。
図6は、演算装置110の取得部210により取得されるデータDTを示す図である。取得部210により取得されるデータDTは、工具データ、加工対象データおよびオプションデータを含む。工具データは、記憶装置120に保存された工具CIの番号を含む。工具CIの半径の値が、工具CIの番号に対応付けられて記憶装置120に保存されている。入力/出力装置130を介してユーザにより工具CIの番号が指定されると、取得部210は、工具データを取得することにより、予め登録されている工具CIの半径を記憶装置120から取得する。なお、工具CIの半径を以下、第3半径と呼ぶ。
加工対象データは、工具CIの先端角の角度と、切削に使用されない領域の所定長と、厚肉円筒CPの位置と、貫通孔HEの位置と、厚肉円筒CPの円筒周面SSの第1半径R1と、貫通孔HEの形状をなす仮想的な円柱CSの第2半径R2と、厚肉円筒CPの配置角度と、貫通孔HEの貫通角度と、上記した偏心距離fとを含む。
工具CIの先端角の角度は、切削に使用される工具CIの切削面により形成される先端角の角度を示す。工具CIの先端角の角度を以下、工具CIの第1角度ψと呼ぶ。切削に使用されない領域の所定長は、工具CIの切削面の外周から径方向に沿って切削に使用されない領域の所定長Hを示す。所定長Hの詳細については後述する。工具CIの第1角度ψの値および所定長Hの値は、ユーザ入力値或いはデフォルト設定値として予め定められる。
厚肉円筒CPおよび貫通孔HEは、それぞれ予め決められた位置にある。厚肉円筒CPの位置を以下、第2位置と呼ぶ。貫通孔HEの位置を以下、第3位置と呼ぶ。厚肉円筒CPの第2位置および貫通孔HEの第3位置は、工作機械10に予め規定された機械座標系、或いは加工対象物を基準とするワーク座標系で表される。
厚肉円筒CPの配置角度は、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1が延びる第1方向が、Y軸に対してなす角度である。本実施の形態では、上記したように、第1方向がY軸の方向と一致する。したがって、取得部210により、第1方向を示す値として取得される厚肉円筒CPの配置角度の値は0°である。
貫通孔HEの貫通角度は、貫通孔HEの形状をなす円柱CSの第2中心軸線A2が延びる第2方向が、Z軸に対してなす角度である。本実施の形態では、上記したように、第2方向がZ軸の方向と一致する。したがって、取得部210により、第2方向を示す値として取得される貫通孔HEの貫通角度の値は0°である。
オプションデータは、切込み量Qと、トレランス量TAとを含む。工具CIが、加工対象点Pに対応する第1位置Cにおいて、稜線RLを所定の加工幅Wで切削することにより、バリBRが除去される。稜線RLが切削されることにより、厚肉円筒CPの円筒周面SSと貫通孔HEの周壁面SWとの間に所定の加工幅Wの加工面が形成される。すなわち、加工面の加工幅方向における両端の間の距離は所定の加工幅Wに等しい。
図7Aは、切込み量Qと所定の加工幅Wとの関係を説明するための図である。図7Aからも明らかなように、所定の加工幅Wは、切込み量Qを用いて、式(1)により表される。所定の加工幅Wは、この切込み量Qを用いたユーザ入力により指定される。切込み量Qは、所定の加工幅Wの1/√2倍の値である。入力/出力装置130を介してユーザにより切込み量Qが指定されると、取得部210は、切込み量Qを取得することにより、所定の加工幅Wを取得する。
トレランス量TAは、工具CIが稜線RLに応じた加工経路RPを移動しながら稜線RLを切削する際の、加工経路RPに関する値を示す。稜線RL上のすべての(無限個の)加工対象点Pに対応する工具CIの第1位置Cが算出されると、理想的な工具CIの軌跡TRが定まる。しかし、実際には複数の有限個の加工対象点Pに対応する工具CIの第1位置Cが算出される。そのため、有限個の加工対象点Pが直線的に接続されることにより形成される加工経路RPは、上記理想的な軌跡TRに一致しない。
トレランス量TAは、理想的な軌跡TRに対する加工経路RPの誤差の上限値として、ユーザ入力により指定される。トレランス量TAが指定されると、トレランス量TAに基づいて稜線RL上の複数の加工対象点Pが、演算装置110の決定部220により決定される。
図7Bおよび図7Cは、トレランス量TAを説明するための図である。理想的な工具CIの軌跡TRに対する加工経路RPの誤差RGが、トレランス量TA以内となるように、複数の加工対象点Pが決定される。図7Bに示す例では、トレランス量TAとして値TA1が、ユーザ入力により指定されている。この場合、誤差RGが値TA1以下となるように、4個の加工対象点P101、P102、P103およびP104が決定される。
図7Cに示す例では、トレランス量TAとして値TA1よりも小さい値TA2が、ユーザ入力により指定されている。この場合、誤差RGが値TA2以下となるように、8個の加工対象点P201、P202、P203、P204、P205、P206、P207およびP208が決定される。図7Cにおける加工対象点Pの数は、図7Bにおける加工対象点Pの数よりも多い。図7Cにおける加工経路RPは、図7Bにおける加工経路RPよりも、理想的な軌跡TRに近い。
トレランス量TAの値が小さく設定されると、誤差RGの上限値が小さくなるため加工経路RPは理想的な軌跡TRに近くなる。その一方で、トレランス量TAの値が小さく設定されると、加工対象点Pの数が多くなるため演算装置110の演算負荷が高くなる。したがって、ユーザは、加工経路RPを理想的な軌跡TRにどの程度近づけるかということと、演算負荷とを考慮して、入力/出力装置130を介して演算装置110にトレランス量TAを入力する。ユーザによるトレランス量TAの入力が無かった場合には、予め定められたトレランス量TAのデフォルト設定値が用いられる。
なお、工具CIの先端角の第1角度ψ、および切削に使用されない領域の所定長Hは、加工対象データではなく、工具データまたはオプションデータに含まれてもよい。
図8は、厚肉円筒CPを円柱CSの形状で貫通する貫通孔HEと、貫通孔HEの稜線RLの接線TLとを説明するための図である。図8には、厚肉円筒CPの円筒周面SSが示されている。厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRが除去される場合、内周面SNが円筒周面SSに対応する。厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRが除去される場合、外周面STが円筒周面SSに対応する。円筒周面SSの中心軸線は、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1と一致する。すなわち、円筒周面SSの中心軸線が延びる方向は第1方向であり、Y軸の方向である。
図8には、厚肉円筒CPの円筒周面SSに交差する、上記した仮想的な円柱CSが示されている。この円柱CSは、貫通孔HEを挿通する。貫通孔HEの稜線RLは、厚肉円筒CPの円筒周面SSと、円柱CSとが交差して得られる交線として示されている。上記したように、円柱CSの第2中心軸線A2が延びる方向は第2方向であり、Z軸の方向である。第2中心軸線A2が延びる第2方向は、第1中心軸線A1が延びる第1方向に対して垂直である。
図8には、工具CIが切削する稜線RL上の加工対象点Pにおける、貫通孔HEの稜線RLの接線TLが示されている。工具CIはドリル形状の切削面を有している。切削面の先端と加工対象点Pとを結ぶ線が接線TLに対して垂直であると、工具CIによる稜線RLの切削の際に過切込みが発生しない。この場合におけるドリル形状の切削面の先端位置を工具CIの第1位置Cとする。すなわち、工具CIの第1位置Cは、稜線RLの接線TLに対して垂直な、加工対象点Pを含む垂直平面VP上にある。
図9は、貫通孔HEの稜線RLの接線TLに対して垂直な垂直平面VPと、その垂直平面VP上に形成される第1楕円E1および第2楕円E2とを説明するための図である。上記した垂直平面VPは、稜線RL上の加工対象点Pの位置と、演算装置110の取得部210により取得される加工対象データとに基づいて定まる。稜線RL上の加工対象点Pの位置を以下、第4位置と呼ぶ。垂直平面VPと、円筒周面SSおよび円柱CSとが交差することにより、交差曲線ILが得られる。
交差曲線ILは、垂直平面VP上に形成される第1楕円E1および第2楕円E2の輪郭線の一部を含む。第1楕円E1は、垂直平面VPと円筒周面SSとの交線として形成される。第2楕円E2は、垂直平面VPと円柱CSとの交線として形成される。垂直平面VP上において、加工対象点Pの第4位置は、第1楕円E1の輪郭線上であって、且つ第2楕円E2の輪郭線上にある。
厚肉円筒CPの外周面STと内周面SNとの間の実体部を以下、厚肉円筒CPの円筒殻と呼ぶ。第1楕円E1の外側の領域は、円筒周面SSの外側の領域に対応する。円筒周面SSが厚肉円筒CPの内周面SNに対応する場合、稜線RL上の加工対象点Pの第4位置およびその近傍において、厚肉円筒CPの円筒殻は第1楕円E1の外側の領域に含まれる。第1楕円E1の内側の領域は、円筒周面SSの内側の領域に対応する。円筒周面SSが厚肉円筒CPの外周面STに対応する場合、稜線RL上の加工対象点Pの第4位置およびその近傍において、厚肉円筒CPの円筒殻は第1楕円E1の内側の領域に含まれる。
第2楕円E2の内側の領域は、円柱CSの内側の領域に対応する。稜線RL上の加工対象点Pの第4位置およびその近傍において、貫通孔HEは第2楕円E2の内側の領域に含まれる。稜線RL上の加工対象点Pから第2楕円E2の輪郭線に沿って所定距離進んだ位置までの区間は、貫通孔HEを形成する周壁面SWで形成されている。
貫通孔HEの形状をなす仮想的な円柱CSの第2中心軸線A2が垂直平面VPに対してなす角度を以下、第3角度と呼ぶ。図9において、第3角度εは、第2中心軸線A2を垂直平面VPに投影することにより得られる直線VLに対して第2中心軸線A2がなす角度として示されている。第3角度εは、加工対象点Pに応じて定まる。直線VLは、垂直平面VP上における第2楕円E2の中心で第2中心軸線A2と交差し、第2楕円E2の長軸と同じ方向に延びる。第2中心軸線A2はZ軸に平行である。したがって、第3角度εの値を算出することができる。第3角度εの算出については後述する。
図10Aは、貫通孔HEの稜線RL上の加工対象点Pから厚肉円筒CPの第1中心軸線A1への垂線がX軸に対してなす角度γを示す図である。図10Aには、図3B、図8および図9に示した厚肉円筒CPの円筒周面SSと、貫通孔HEの形状をなす仮想的な円柱CSとを、Y軸の負の方向から見た場合の図が示されている。
図10Aには、第2中心軸線A2上における、第1中心軸線A1からの距離が偏心距離fに等しい点O(0,0,0)が示されている。本実施の形態において、加工対象データに含まれる位置データは、この点Oを原点とするXYZ空間における3次元座標値で表される。図10Aには、加工対象点Pの第4位置を表すXYZ空間における3次元座標値(Xp,Yp,Zp)が示されている。加工対象点Pの第4位置は、加工対象データに基づいて定まる稜線RL上にある。
図10Aに示す円筒周面SSのうち、円柱CSの内部に含まれる領域が貫通孔HEに対応する。加工対象点Pは貫通孔HEの稜線RL上にあるため、加工対象点Pは上記領域内に位置する。加工対象点Pから第1中心軸線A1への垂線の長さは、円筒周面SSの第1半径R1の長さに等しい。加工対象点Pの第4位置は、その垂線がX軸に対してなす角度γという媒介変数で表示される。
加工対象点Pの第4位置を表す上記した3次元座標値のX成分Xpは、偏心距離fを考慮すると、加工対象データを用いて式(2)に示される。加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値のZ成分Zpは、加工対象データを用いて式(3)に示される。加工対象点Pは円筒周面SS上に位置するので、式(2)および式(3)に基づき、式(4)が得られる。
Xp=R1・cosγ-f ・・・(2)
Zp=R1・sinγ ・・・(3)
(Xp+f)2+Zp2=R12 ・・・(4)
Xp=R1・cosγ-f ・・・(2)
Zp=R1・sinγ ・・・(3)
(Xp+f)2+Zp2=R12 ・・・(4)
図10Bは、貫通孔HEの稜線RL上の加工対象点Pから貫通孔HEの形状をなす円柱CSの第2中心軸線A2への垂線がX軸に対してなす角度φと、第1基底ベクトルe1とを示す図である。貫通孔HEの稜線RL上の加工対象点Pから貫通孔HEの第2中心軸線A2への垂線がX軸に対してなす角度φを以下、第2角度φと呼ぶ。
図10Bには、図3B、図8および図9に示した仮想的な円柱CSを、Z軸の正の方向から振り返って見た場合の図が示されている。加工対象点Pは貫通孔HEの稜線RL上にあるため、第2角度φは、0°より大きい値であって、且つ360°以下の値をとる(0°<φ≦360°)。ただし、第2角度φの上限値は、360°より小さくてもよい。
加工対象点Pから第2中心軸線A2への垂線の長さは、円柱CSの第2半径R2の長さに等しい。加工対象点Pの第4位置は、その垂線がX軸に対してなす第2角度φという媒介変数で表示される。加工対象点Pの第4位置を表す上記した3次元座標値のX成分Xpは、加工対象データを用いて式(5)に示される。式(2)および式(5)に基づき、式(6)が得られる。加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値のY成分Ypは、加工対象データを用いて式(7)に示される。すなわち、加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)は、加工対象データを用いて得られる。
Xp=R2・cosφ ・・・(5)
R1・cosγ-f=R2・cosφ ・・・(6)
Yp=R2・sinφ ・・・(7)
Xp=R2・cosφ ・・・(5)
R1・cosγ-f=R2・cosφ ・・・(6)
Yp=R2・sinφ ・・・(7)
図10Bに、加工対象点Pにおける稜線RLの接線TLが図示されている。この接線TLに垂直であって、且つ加工対象点Pを通るベクトルは、上記した垂直平面VPに含まれる。加工対象点Pを始点とし、第2中心軸線A2に垂直であって、且つX軸に対して第2角度φをなすベクトルを、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1とする。第1基底ベクトルe1の大きさを1とした場合、XYZ空間における第1基底ベクトルe1の3次元座標値は、第2角度φを媒介変数として、式(8)に示される。
垂直平面VP上において加工対象点Pを始点として第1基底ベクトルe1に垂直な第2基底ベクトルe2の3次元座標値は、式(6)および式(8)に基づき、大きさ1のベクトルとして式(9)に示される。演算装置110の第1演算部230は、複数の加工対象点Pの各々に対して、第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2を、加工対象データを用いた式(8)および式(9)により算出する。
垂直平面VPの第2基底ベクトルe2は、図9に示した垂直平面VP上の直線VLに平行である。円柱CSの第2中心軸線A2はZ軸に平行である。したがって、第2中心軸線A2が垂直平面VPに対してなす上記第3角度εは、式(10)を満たす。すなわち、第3角度εは、加工対象データに基づく式(9)および式(10)により算出される。
図11は、厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRを除去する工具CIの第1位置Cと、第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とを示す図である。第1楕円の中心K1および第2楕円の中心K2が図11に示されている。中心K2を通る第2楕円E2の長軸が延びる方向をT軸の方向とし、T軸に垂直な方向(中心K2を通る第2楕円E2の短軸が延びる方向)をS軸の方向とする。垂直平面VPは互いに直交するS軸(横軸)とT軸(縦軸)とで形成される平面である。垂直平面VPの原点は、稜線RL上の加工対象点P(0,0)である。
第1基底ベクトルe1はS軸に平行であり、第2基底ベクトルe2はT軸に平行である。S軸の正の向きは、原点から第2楕円E2の外側へ向かう向きである。S軸がX軸に対してなす角度は上記した第2角度φに等しい。T軸の正の向きは、原点から第1楕円E1の外側へ向かう向きである。
垂直平面VP上における中心K2の2次元座標値と、長径および短径を用いた離心近点角に基づく媒介変数表示により、第2楕円E2を定式化することができる。T軸がZ軸に対してなす角度は上記した第3角度εに等しい。したがって、S軸(変数S)およびT軸(変数T)で規定される垂直平面VP上における第2楕円E2は、式(11)により表される。
稜線RL上の加工対象点Pにおいて、貫通孔HEを有する厚肉円筒CPの円筒殻は、第1楕円E1の内側であって且つ第2楕円E2の外側である領域に含まれる。加工対象点Pから延びる第1楕円E1の輪郭線が、厚肉円筒CPの外周面STに対応する。加工対象点Pから延びる第2楕円E2の輪郭線が、貫通孔HEを形成する周壁面SWに対応する。
工具CIが、稜線RL上の加工対象点Pに対応する第1位置Cで稜線RLを切削すると、厚肉円筒CPの外周面STと貫通孔HEの周壁面SWとの間に所定の加工幅Wの加工面が形成される。その加工面の加工幅方向における両端に対応する垂直平面VP上の第1端点G1および第2端点G2が図11に示されている。第1端点G1は厚肉円筒CPの外周面ST(円筒周面SS)上に位置する。第2端点G2は貫通孔HEの周壁面SW(仮想的な円柱CSの円形周面のうちの一部の領域)上に位置する。第1端点G1と第2端点G2との間の直線距離は、所定の加工幅Wに等しい。
XYZ空間における第1端点G1の3次元座標値(X1,Y1,Z1)は、加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)と、垂直平面VP上における第1端点G1の2次元座標値(S1,T1)と、第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とを用いて、式(12)により表される。
第1楕円E1の輪郭線は、厚肉円筒CPの内周面SN(円筒周面SS)と垂直平面VPとの交線であるから、第1端点G1は、加工対象点Pと同様に円筒周面SS上に位置する。したがって、XYZ空間における第1端点G1の3次元座標値(X1,Y1,Z1)のうちのX成分X1およびZ成分Z1は、式(4)を満たす加工対象点Pと同様に、式(13)を満たす。
(X1+f)2+Z12=R12 ・・・(13)
(X1+f)2+Z12=R12 ・・・(13)
上記したように、厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRが除去される場合、工具CIは、厚肉円筒CPの外側から近づけられる。切削面の先端位置を通る工具CIの中心軸線を以下、第3中心軸線A3と呼ぶ。また、上記したように、工具CIは稜線RLを切削する際に傾けられる場合がある。本実施の形態においては、工具CIの第3中心軸線A3がZ軸に対して傾く角度は、上記した第3角度εに等しい。その場合、工具CIが稜線RLを切削することに起因して返りバリが生じることを比較的抑えられる。
工具CIが第1位置Cに移動した場合、工具CIの第3中心軸線A3は、第1位置Cを含み、垂直平面VPに含まれ、且つT軸および第2基底ベクトルe2に平行である。図11に示されるように、工具CIの切削面と垂直平面VPとの交線MSは、上記した加工面の加工幅方向における両端に対応する第1端点G1および第2端点G2を通る。
図12は、所定の加工幅Wに基づいて、貫通孔HEの稜線RL上の加工対象点Pに対応する工具CIの第1位置Cが算出されることを説明するための図である。上記したように、第1端点G1および第2端点G2は、工具CIが加工対象点Pに対応する第1位置Cで稜線RLを切削することにより形成される加工面の加工幅方向における両端に対応する。
工具CIの切削面と垂直平面VPとの交線MSの端点のうち、第1端点G1に最も近い端点を以下、第3端点SOと呼ぶ。図11に示すように、工具CIの第3中心軸線A3から第3端点SOまでの距離は、工具CIの第3半径Dに等しい。第1端点G1は、第3端点SOよりも、所定長Hだけ第3中心軸線A3に近い。すなわち、第1端点G1から工具CIの第3中心軸線A3までの距離はD-Hである。
上記したように、第1端点G1(S1,T1)と第2端点G2(S2,T2)との間の距離は所定の加工幅Wに等しい。式(1)によると、所定の加工幅Wは切込み量Qに置き換えて表すことができる。したがって、式(15)が得られる。
(S1-S2)2+(T1-T2)2=2Q2 ・・・(15)
(S1-S2)2+(T1-T2)2=2Q2 ・・・(15)
第1端点G1と第2端点G2とを結ぶ線分SLの長さは、第1端点G1と第2端点G2との間の距離に等しいので、所定の加工幅Wに等しい。線分SLは、工具CIの切削面と垂直平面VPとの交線MSに含まれる。線分SLの延長上に、工具CIの第1位置Cが存在する。工具CIの第1位置Cは、交線MSの端点のうち、第2端点G2に最も近い端点に位置する。
図12において、線分SL(交線MS)がT軸に平行な第2基底ベクトルe2に対してなす角度は、第2端点G2を通り、且つ第2基底ベクトルe2に平行な補助線LLを用いて示されている。線分SLが第2基底ベクトルe2に対してなす角度は、上記した工具CIの第1角度ψの半分である。線分SLが第2基底ベクトルe2に対してなす角度は、0°より大きい値であって、且つ90°以下の値をとる(0°<ψ/2≦90°)。したがって、第1端点G1(S1,T1)と第2端点G2(S2,T2)とを結ぶ線分SLを斜辺とする直角三角形を考慮すると、式(16)が得られる。
T軸に平行な工具CIの第3中心軸線A3に対して交線MSがなす角度は、上記した工具CIの第1角度ψの半分である。したがって、垂直平面VP上における工具CIの第1位置Cを表す2次元座標値(Sc,Tc)は、上記した第2端点G2の2次元座標値(S2,T2)を用いて式(17)および式(18)に示される。
演算装置110の第2演算部240は、垂直平面VP上における工具CIの第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)を、式(12)~式(18)を用いて算出する。その算出結果に基づき、X軸、Y軸およびZ軸により定義される座標空間における工具CIの第1位置Cを算出することができる。
式(19)には、加工対象点Pの3次元座標値(Xp,Yp,Zp)が含まれる。加工対象点Pの3次元座標値(Xp,Yp,Zp)は、上記したように加工対象データを用いて得られる。
式(19)には、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2が含まれる。垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2は、式(8)および(9)に基づいて第1演算部230により算出される。
式(19)には、垂直平面VPにおける工具CIの第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)が含まれる。垂直平面VP上における第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)は、式(12)~式(18)に基づいて第2演算部240により算出される。
すなわち、第2演算部240は、取得部210により取得される加工対象データと、加工対象データに基づき上記した第3角度εを用いて定式化される第2楕円E2と、所定の加工幅Wと、工具CIの第3半径Dと、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2と、加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)とに基づいて、工具CIの第1位置Cの3次元座標値(Xc,Yc,Zc)を算出する。なお、本実施の形態における加工対象データには、所定長Hと、工具CIの第1角度ψとが含まれる。
図13は、厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRを除去する工具CIの第1位置Cと、第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とを示す図である。図13においても図11と同様に、垂直平面VPの原点は、稜線RL上の加工対象点P(0,0)である。垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2は、それぞれS軸およびT軸に平行である。垂直平面VP上における第1楕円E1および第2楕円E2を定式化することができる。このうちの特に第2楕円E2は、上記した式(11)により表される。
稜線RL上の加工対象点Pにおいて、厚肉円筒CPの円筒殻は、第1楕円E1の外側であって且つ第2楕円E2の外側である領域に含まれる。加工対象点Pから延びる第1楕円E1の輪郭線が、厚肉円筒CPの内周面SNに対応する。加工対象点Pから延びる第2楕円E2の輪郭線が、貫通孔HEを形成する周壁面SWに対応する。
工具CIは、稜線RL上の加工対象点Pに対応する第1位置Cで稜線RLを切削すると、厚肉円筒CPの内周面SNと貫通孔HEの周壁面SWとの間に所定の加工幅Wの加工面が形成される。その加工面の加工幅方向における両端に対応する第1端点G1および第2端点G2が図13に示されている。第1端点G1は厚肉円筒CPの内周面SN(円筒周面SS)上に位置する。第2端点G2は貫通孔HEの周壁面SW(仮想的な円柱CSの円形周面のうちの一部の領域)上に位置する。第1端点G1と第2端点G2との間の直線距離は、所定の加工幅Wに等しい。
XYZ空間における第1端点G1の3次元座標値(X1,Y1,Z1)は、上記した式(12)により表される。第1端点G1は、第1楕円E1の輪郭線上に位置するので、円筒周面SS上に位置する。したがって、XYZ空間における第1端点G1の3次元座標値(X1,Y1,Z1)のうちのX成分X1およびZ成分Z1は、式(13)を満たす。
第2端点G2は、第2楕円E2の輪郭線上に位置する。第2端点G2の2次元座標値(S2,T2)は、第2楕円E2を表す式(11)を満たすから、上記した式(14)が成り立つ。第1端点G1の2次元座標値(S1,T1)と、第2端点G2の2次元座標値(S2,T2)とは、上記した式(15)を満たす。
上記したように、厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRが除去される場合、工具CIは、厚肉円筒CPの内側から近づけられる。また、上記したように、工具CIは稜線RLを切削する際に傾けられる場合がある。本実施の形態においては、工具CIの第3中心軸線A3がZ軸に対して傾く角度は、上記した第3角度εに等しい。その場合、工具CIが稜線RLを切削することに起因して返りバリが生じることを比較的抑えられる。
工具CIが第1位置Cに移動した場合、切削面の先端位置を通る工具CIの第3中心軸線A3は、第1位置Cを含み、垂直平面VP上でT軸および第2基底ベクトルe2に平行である。図13に示されるように、工具CIの切削面と垂直平面VPとの交線MSは、上記した加工面の加工幅方向における両端に対応する第1端点G1および第2端点G2を通る。
図14は、所定の加工幅Wに基づいて、貫通孔HEの稜線RL上の加工対象点Pに対応する工具CIの第1位置Cが算出されることを説明するための図である。上記したように、第1端点G1および第2端点G2は、工具CIが加工対象点Pに対応する第1位置Cで稜線RLを切削することにより形成される加工面の加工幅方向における両端に対応する。
図14には、工具CIの切削面と垂直平面VPとの交線MSの端点のうち、第1端点G1に最も近い第3端点SOが示されている。工具CIの第3中心軸線A3から第3端点SOまでの距離は、工具CIの第3半径Dに等しい。第1端点G1は、第3端点SOよりも、所定長Hだけ第3中心軸線A3に近い。すなわち、第1端点G1から工具CIの第3中心軸線A3までの距離はD-Hである。
第1端点G1(S1,T1)と第2端点G2(S2,T2)とを結ぶ線分SLの長さは所定の加工幅Wに等しい。式(1)によると、所定の加工幅Wは切込み量Qに置き換えて表すことができる。したがって、上記した式(15)が得られる。線分SLは、工具CIの切削面と垂直平面VPとの交線MSに含まれる。線分SLの延長上に、工具CIの第1位置Cが存在する。工具CIの第1位置Cは、交線MSの端点のうち、第2端点G2に最も近い端点に位置する。
線分SL(交線MS)がT軸に平行な第2基底ベクトルe2に対してなす角度は、上記した工具CIの第1角度ψの半分である。線分SLが第2基底ベクトルe2に対してなす角度は、0°より大きい値であって、且つ90°以下の値をとる(0°<ψ/2≦90°)。したがって、第1端点G1(S1,T1)と第2端点G2(S2,T2)とを結ぶ線分SLを斜辺とする直角三角形を考慮すると、式(20)が得られる。
T軸に平行な工具CIの第3中心軸線A3に対して交線MSがなす角度は、上記した工具CIの第1角度ψの半分である。したがって、垂直平面VP上における工具CIの第1位置Cを表す2次元座標値(Sc,Tc)は、上記した第2端点G2の2次元座標値(S2,T2)を用いて式(17)および式(21)に示される。
演算装置110の第2演算部240は、垂直平面VP上における工具CIの第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)を、式(12)~式(15)、式(17)および式(21)を用いて算出する。その算出結果に基づき、X軸、Y軸およびZ軸により定義される座標空間における工具CIの第1位置Cを算出することができる。
第2演算部240は、複数の加工対象点Pの各々に対して、工具CIの第1位置Cの3次元座標値(Xc,Yc,Zc)を、式(19)を用いて算出する。すなわち、第2演算部240は、取得部210により取得される加工対象データと、加工対象データに基づき上記した第3角度εを用いて定式化される第2楕円E2と、所定の加工幅Wと、工具CIの第3半径Dと、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2と、加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)とに基づいて、工具CIの第1位置Cの3次元座標値(Xc,Yc,Zc)を算出する。なお、本実施の形態における加工対象データには、所定長Hと、工具CIの第1角度ψとが含まれる。
図15は、工作機械10の制御装置30で実行される処理手順を示すフローチャートである。本処理手順は、例えば制御装置30の演算装置110が演算プログラムを実行することにより行われる。本処理手順が開始されると、ステップS102で、演算装置110の取得部210は、ユーザ或いは記憶装置120から加工対象データを取得する。
加工対象データは、工具CIの第1角度ψと、切削に使用されない領域の所定長Hと、厚肉円筒CPの第2位置と、貫通孔HEの第3位置と、厚肉円筒CPの円筒周面SSの第1半径R1と、貫通孔HEの形状をなす仮想的な円柱CSの第2半径R2と、厚肉円筒CPの配置角度と、貫通孔HEの貫通角度と、偏心距離fとを含む。厚肉円筒CPの配置角度は、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1が延びる第1方向に対応する。貫通孔HEの貫通角度の値は0°である。
ステップS104で、取得部210は、工具データを取得する。すなわち、取得部210は、ユーザにより指定された工具CIの番号に基づき、記憶装置120から工具CIの第3半径Dを取得する。
ステップS106で、取得部210は、オプションデータを取得する。オプションデータは、切込み量Qと、トレランス量TAとを含む。切込み量Qが指定されると所定の加工幅Wが定まる。トレランス量TAが指定されると、ステップS108で、演算装置110の決定部220が、稜線RL上の複数の加工対象点Pを決定する。各加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)は、加工対象データおよびトレランス量TAを用いて決定される。
ステップS110で、演算装置110の第1演算部230は、第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2を、加工対象データに基づいて算出する。
ステップS112で、演算装置110の第2演算部240は、各加工対象点Pにおける稜線RLの接線TLを算出する。ステップS114で、第2演算部240は、接線TLに垂直な垂直平面VPに対して仮想的な円柱CSの第2中心軸線A2がなす第3角度εを算出する。
ステップS116で、第2演算部240は、各加工対象点Pに対応する工具CIの、垂直平面VP上における第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)を算出する。工具CIの第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)は、加工対象データと、上記した第3角度εと、加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)と、所定の加工幅Wと、工具CIの第3半径Dと、第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とに基づいて算出される。
ステップS118で、第2演算部240は、各加工対象点Pに対応する工具CIの第1位置Cおよび傾斜角度を算出する。工具CIの第1位置Cの3次元座標値(Xc,Yc,Zc)は、工具CIの垂直平面VP上の第1位置Cの2次元座標値(Sc,Tc)と、加工対象点Pの第4位置を表す3次元座標値(Xp,Yp,Zp)と、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とに基づいて算出される。上記したように、工具CIの第3中心軸線A3がZ軸から傾けられる角度は、第3角度εに等しい。工具CIの傾斜角度は、第3角度εに等しい角度として算出される。
ステップS120で、第2演算部240は、ステップS108で決定された複数の加工対象点Pのすべてに対応する工具CIの第1位置Cが算出されたか否かを判定する。ステップS120でNOとなると、本処理手順はステップS110へ戻る。ステップS120でYESとなると、本処理手順はステップS122へ進む。ステップS122で、演算装置110の加工制御部250は、各加工対象点Pにおいて、工具CIに稜線RLを切削させる。ステップS122の処理が完了すると、本処理手順は終了する。
図16は、図15に示す処理手順を制御装置30の演算装置110に実行させるための演算プログラムのコンピュータプログラム製品を例示する図である。上記した演算プログラムは、CD-ROM或いはUSBメモリ等の記録媒体310に記録され、制御装置30へ供給される。
演算プログラムは、インターネット等の通信ネットワーク320を流れるデータ信号330に記録され、サーバ340により制御装置30へ供給されてもよい。サーバ340は、不図示の記憶装置に保存している演算プログラムを、データ信号330として搬送波に載せる。サーバ340は、通信ネットワーク320を介して制御装置30へデータ信号330を送信することにより、演算プログラムを提供する。このように、演算プログラムは、記録媒体310或いはデータ信号330等の、コンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給される。
[変形例]
上記実施の形態は、以下のように変形されることとしてもよい。
上記実施の形態は、以下のように変形されることとしてもよい。
(変形例1)
上記実施の形態において、加工対象物は厚肉円筒CPであるが、加工対象物は厚肉円筒CPに限られない。加工対象物は、直方体形状の外周面と、円筒状の中空部分とを有してもよい。こうした形状を備えた加工対象物として、例えばマニホールドブロックが用いられる。図17は、加工対象物として用いられるマニホールドブロックMBを例示する図である。図17において、マニホールドブロックMBはXY平面上に配置されている。
上記実施の形態において、加工対象物は厚肉円筒CPであるが、加工対象物は厚肉円筒CPに限られない。加工対象物は、直方体形状の外周面と、円筒状の中空部分とを有してもよい。こうした形状を備えた加工対象物として、例えばマニホールドブロックが用いられる。図17は、加工対象物として用いられるマニホールドブロックMBを例示する図である。図17において、マニホールドブロックMBはXY平面上に配置されている。
マニホールドブロックMBの中空部分が円筒状であることにより、マニホールドブロックMBの内周面SNが円筒周面SSを形成している。円筒周面SSの中心を貫く中心軸線が、マニホールドブロックMBの第1中心軸線A1である。本変形例において、マニホールドブロックMBの第1中心軸線A1が延びる第1方向は、Y軸の方向である。
マニホールドブロックMBの外周面から内周面SNへ円柱CSの形状でマニホールドブロックMBを貫通する貫通孔HEは、周壁面SWにより形成される。貫通孔HEの形状をなす円柱CSの第2中心軸線A2が延びる第2方向は、Z軸の方向である。本変形例において、工具CIは、マニホールドブロックMBの内周面SNに形成されたバリBRを除去する。内周面SNに生成されたバリBRが除去される際、工具CIは、マニホールドブロックMBの内側から第1位置Cへ向かって近づけられる。
貫通孔HEの縁を形成する稜線RLは、稜線RLNである。稜線RLNは、貫通孔HEの周壁面SWと、マニホールドブロックMBの内周面SNとにより形成される。第2演算部240は、加工対象物が厚肉円筒CPの場合と同様にして、マニホールドブロックMBの稜線RLNを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
(変形例2)
上記実施の形態において、厚肉円筒CPを貫通する貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは円形である。しかし、円形の貫通孔HEに代えて長穴形状の貫通孔HEが厚肉円筒CPに設けられてもよい。図18は、厚肉円筒CPと、厚肉円筒CPを貫通する長穴形状の貫通孔HEとを説明するための図である。図18においては、図3Aに示した円形の貫通孔HEに代えて長穴形状の貫通孔HEが厚肉円筒CPに形成されている。
上記実施の形態において、厚肉円筒CPを貫通する貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは円形である。しかし、円形の貫通孔HEに代えて長穴形状の貫通孔HEが厚肉円筒CPに設けられてもよい。図18は、厚肉円筒CPと、厚肉円筒CPを貫通する長穴形状の貫通孔HEとを説明するための図である。図18においては、図3Aに示した円形の貫通孔HEに代えて長穴形状の貫通孔HEが厚肉円筒CPに形成されている。
貫通孔HEの稜線RLは、貫通孔HEの直上から見た場合に円弧状となる2つの円弧状の区間と、第1方向(Y軸の方向)に平行な2つの直線状の区間とを含む。上記したように、第1方向は厚肉円筒CPの第1中心軸線A1が延びる方向である。2つの円弧状の区間は、稜線RLのうち、長穴形状である貫通孔HEの両隅(両端)の部分を構成する。それら2つの円弧状の区間が、上記した2つの直線状の区間を介して、稜線RLを形成するように接続されている。
長穴形状の貫通孔HEは、厚肉円筒CPの外周面STから内周面SNへ、図18に示す仮想的な柱体CB1の形状で、厚肉円筒CPを貫通する。柱体CB1は、平行な2つの仮想的な円柱CS1およびCS2を、柱体CB1の両隅(両端)にそれぞれ包含する。円柱CS1の中心軸線A21および円柱CS2の中心軸線A22の各々が延びる第2方向は、Z軸の方向である。したがって、中心軸線A21およびA22は、互いに平行である。Z軸に沿って貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは柱体CB1に応じた長穴形状である。貫通孔HEは、周壁面SWにより形成される。
図19は、長穴形状の貫通孔HEを模式的に示す図である。図19には、厚肉円筒CPの外側の、Z軸の正の方向から、長穴形状の貫通孔HEを有する厚肉円筒CPを見た場合の図が示されている。図19には、長穴形状の貫通孔HEに、2つの仮想的な円柱CS1およびCS2の、いずれも円形の底面が示されている。円柱CS1の半径と円柱CS2の半径とは等しい。円柱CS1およびCS2の半径はいずれも第2半径R2である。
長穴形状の貫通孔HEの稜線RLは、円弧状の区間RL1と、直線状の区間RL2と、円弧状の区間RL3と、直線状の区間RL4とを含む。直線状の区間RL2およびRL4は、Y軸に平行である。円弧状の区間RL1は、円柱CS1の側面を形成する円周の半分に対応する。円弧状の区間RL3は、円柱CS2の側面を形成する円周の半分に対応する。2つの円柱CS1およびCS2がそれぞれ貫通孔HEを挿通する領域が、貫通孔HEの両隅(両端)に包含される。
図19において、加工対象点P1は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、直線状の区間RL4と円弧状の区間RL1とが互いに接続される位置に示されている。図19において、加工対象点P2は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、円弧状の区間RL1と直線状の区間RL2とが互いに接続される位置に示されている。
図19において、加工対象点P3は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、直線状の区間RL2と円弧状の区間RL3とが互いに接続される位置に示されている。図19において、加工対象点P4は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、円弧状の区間RL3と直線状の区間RL4とが互いに接続される位置に示されている。
上記したように、加工対象点P1から加工対象点P2までの円弧状の区間RL1は、仮想的な円柱CS1に対応する。したがって、第2演算部240は、図5Aおよび図5Bに示した厚肉円筒CPを貫通する円形の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの円弧状の区間RL1を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
上記したように、加工対象点P3から加工対象点P4までの円弧状の区間RL3は、仮想的な円柱CS2に対応する。したがって、第2演算部240は、図5Aおよび図5Bに示した厚肉円筒CPを貫通する円形の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの円弧状の区間RL3を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
すなわち、第2演算部240は、加工対象データと、加工対象データに基づいて定まる第2楕円E2と、所定の加工幅Wと、工具CIの第3半径Dと、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とに基づいて、稜線RLの円弧状の区間RL1およびRL3における工具CIの第1位置Cを算出する。なお、加工対象データには、工具CIの先端角の第1角度ψと、工具CIの切削に使用されない領域の所定長Hとが含まれる。円弧状の区間RL1およびRL3における加工対象点Pに対応する第1位置Cに配置された工具CIは、稜線RLを所定の加工幅Wで切削する。
X軸、Y軸およびZ軸により定義される3次元座標空間において、加工対象点P2で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc2,Yc2,Zc2)とする。加工対象点P2は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL1に含まれる。加工対象点P3で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc3,Yc3,Zc3)とする。加工対象点P3は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL3に含まれる。
図19に示すように、稜線RLの直線状の区間RL2は、Y軸の方向に延び、加工対象点P2およびP3の間を結ぶ。すなわち、加工対象点P2は、加工対象点P3を、稜線RLの直線状の区間RL2の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。加工対象点P2に対応する工具CIの第1位置Cも、加工対象点P3に対応する工具CIの第1位置Cを、直線状の区間RL2の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。
したがって、加工対象点P2に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc2と、加工対象点P3に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc3との差は、稜線RLの直線状の区間RL2の長さに対応する。こうして、Y成分Yc2およびYc3は決定される。
なお、加工対象点P2に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc2およびZ成分Zc2は、それぞれ、加工対象点P3に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc3およびZ成分Zc3に等しい。稜線RLの直線状の区間RL2上の任意の加工対象点Pに対して、工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分およびZ成分はいずれも一定値となり、Y成分が線形に変化する。
X軸、Y軸およびZ軸により定義される3次元座標空間において、加工対象点P4で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc4,Yc4,Zc4)とする。加工対象点P4は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL3に含まれる。加工対象点P1で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc1,Yc1,Zc1)とする。加工対象点P1は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL1に含まれる。
図19に示すように、稜線RLの直線状の区間RL4は、Y軸の方向に延び、加工対象点P4およびP1の間を結ぶ。すなわち、加工対象点P1は、加工対象点P4を、稜線RLの直線状の区間RL4の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。加工対象点P1に対応する工具CIの第1位置Cも、加工対象点P4に対応する工具CIの第1位置Cを、直線状の区間RL4の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。
したがって、加工対象点P1に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc1と、加工対象点P4に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc4との差は、稜線RLの直線状の区間RL4の長さに対応する。こうして、Y成分Yc1およびYc4は決定される。
なお、加工対象点P1に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc1およびZ成分Zc1は、それぞれ、加工対象点P4に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc4およびZ成分Zc4に等しい。稜線RLの直線状の区間RL4上の任意の加工対象点Pに対して、工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分およびZ成分はいずれも一定値となり、Y成分が線形に変化する。
円弧状の区間RL1における加工対象点P1およびP2に対応する工具CIの第1位置Cは、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL3における加工対象点P3およびP4に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。第2演算部240は、加工対象点P1、P2、P3およびP4にそれぞれ対応する工具CIの第1位置Cと、加工対象データとに基づいて、稜線RLの直線状の区間RL2およびRL4における工具CIの第1位置Cを算出する。上記したように、加工対象データは、取得部210により取得される。直線状の区間RL2およびRL4における加工対象点Pに対応する第1位置Cに配置された工具CIは、稜線RLを所定の加工幅Wで切削する。
(変形例3)
上記変形例2において、厚肉円筒CPを貫通する貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは長穴形状である。しかし、貫通孔HEは角丸四角形の形状であってもよい。図20は、厚肉円筒CPと、厚肉円筒CPを貫通する角丸四角形の形状の貫通孔HEとを説明するための図である。貫通孔HEの稜線RLは、貫通孔HEの直上から見た場合に円弧状となる4つの円弧状の区間と、第1方向(Y軸の方向)に平行な2つの直線状の区間と、X軸の方向に平行な2つの直線状の区間とを含む。
上記変形例2において、厚肉円筒CPを貫通する貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは長穴形状である。しかし、貫通孔HEは角丸四角形の形状であってもよい。図20は、厚肉円筒CPと、厚肉円筒CPを貫通する角丸四角形の形状の貫通孔HEとを説明するための図である。貫通孔HEの稜線RLは、貫通孔HEの直上から見た場合に円弧状となる4つの円弧状の区間と、第1方向(Y軸の方向)に平行な2つの直線状の区間と、X軸の方向に平行な2つの直線状の区間とを含む。
上記したように、第1方向は厚肉円筒CPの第1中心軸線A1が延びる方向である。X軸の方向は、Y軸の方向(第1方向)およびZ軸の方向(第2方向)に対して垂直である。4つの円弧状の区間は、稜線RLのうち、角丸四角形の形状である貫通孔HEの四隅の部分を構成する。それら4つの円弧状の区間が、上記した4つの直線状の区間を介して、稜線RLを形成するように接続されている。
角丸四角形の形状の貫通孔HEは、厚肉円筒CPの外周面STから内周面SNへ、図20に示す仮想的な柱体CB2の形状で、厚肉円筒CPを貫通する。柱体CB2は、平行な4つの仮想的な円柱CS10、CS20、CS30およびCS40を、柱体CB2の四隅にそれぞれ包含する。
円柱CS10の中心軸線A210、円柱CS20の中心軸線A220、円柱CS30の中心軸線A230および円柱CS40の中心軸線A240の各々が延びる第2方向は、Z軸の方向である。したがって、中心軸線A210、A220、A230およびA240は、互いに平行である。Z軸に沿って貫通孔HEの直上から貫通孔HEを見た場合、貫通孔HEは柱体CB2に応じた角丸四角形の形状である。貫通孔HEは、周壁面SWにより形成される。
図21は、角丸四角形の形状の貫通孔HEを模式的に示す図である。図21には、厚肉円筒CPの外側の、Z軸の正の方向から、角丸四角形の形状の貫通孔HEを有する厚肉円筒CPを見た場合の図が示されている。図21には、角丸四角形の形状の貫通孔HEに、4つの仮想的な円柱CS10、CS20、CS30およびCS40の、いずれも円形の底面が示されている。円柱CS10の半径と、円柱CS20の半径と、円柱CS30の半径と、円柱CS40の半径とは等しい。円柱CS10、CS20、CS30およびCS40の半径は、いずれも第2半径R2である。
角丸四角形の形状の貫通孔HEの稜線RLは、円弧状の区間RL10と、直線状の区間RL20と、円弧状の区間RL30と、直線状の区間RL40と、円弧状の区間RL50と、直線状の区間RL60と、円弧状の区間RL70と、直線状の区間RL80とを含む。直線状の区間RL20およびRL60は、X軸に平行である。直線状の区間RL40およびRL80は、Y軸に平行である。
円弧状の区間RL10は、円柱CS10の側面を形成する円周の1/4に対応する。円弧状の区間RL30は、円柱CS20の側面を形成する円周の1/4に対応する。円弧状の区間RL50は、円柱CS30の側面を形成する円周の1/4に対応する。円弧状の区間RL70は、円柱CS40の側面を形成する円周の1/4に対応する。4つの円柱CS10、CS20、CS30およびCS40がそれぞれ貫通孔HEを挿通する領域が、貫通孔HEの四隅に包含される。
図21において、加工対象点P10は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、直線状の区間RL80と円弧状の区間RL10とが互いに接続される位置に示されている。図21において、加工対象点P20は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、円弧状の区間RL10と直線状の区間RL20とが互いに接続される位置に示されている。
図21において、加工対象点P30は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、直線状の区間RL20と円弧状の区間RL30とが互いに接続される位置に示されている。図21において、加工対象点P40は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、円弧状の区間RL30と直線状の区間RL40とが互いに接続される位置に示されている。
図21において、加工対象点P50は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、直線状の区間RL40と円弧状の区間RL50とが互いに接続される位置に示されている。図21において、加工対象点P60は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、円弧状の区間RL50と直線状の区間RL60とが互いに接続される位置に示されている。
図21において、加工対象点P70は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、直線状の区間RL60と円弧状の区間RL70とが互いに接続される位置に示されている。図21において、加工対象点P80は、貫通孔HEの稜線RLのうちの、円弧状の区間RL70と直線状の区間RL80とが互いに接続される位置に示されている。
上記したように、加工対象点P10から加工対象点P20までの円弧状の区間RL10は、仮想的な円柱CS10に対応する。したがって、第2演算部240は、図5Aおよび図5Bに示した厚肉円筒CPを貫通する円形の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの円弧状の区間RL10を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
上記したように、加工対象点P30から加工対象点P40までの円弧状の区間RL30は、仮想的な円柱CS20に対応する。したがって、第2演算部240は、図5Aおよび図5Bに示した厚肉円筒CPを貫通する円形の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの円弧状の区間RL30を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
上記したように、加工対象点P50から加工対象点P60までの円弧状の区間RL50は、仮想的な円柱CS30に対応する。したがって、第2演算部240は、図5Aおよび図5Bに示した厚肉円筒CPを貫通する円形の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの円弧状の区間RL50を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
上記したように、加工対象点P70から加工対象点P80までの円弧状の区間RL70は、仮想的な円柱CS40に対応する。したがって、第2演算部240は、図5Aおよび図5Bに示した厚肉円筒CPを貫通する円形の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの円弧状の区間RL70を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
すなわち、第2演算部240は、加工対象データと、加工対象データに基づいて定まる第2楕円E2と、所定の加工幅Wと、工具CIの第3半径Dと、垂直平面VPの第1基底ベクトルe1および第2基底ベクトルe2とに基づいて、稜線RLの円弧状の区間RL10、RL30、RL50およびRL70における工具CIの第1位置Cを算出する。なお、加工対象データには、工具CIの先端角の第1角度ψと、工具CIの切削に使用されない領域の所定長Hとが含まれる。円弧状の区間RL10、RL30、RL50およびRL70における加工対象点Pに対応する第1位置Cに配置された工具CIは、稜線RLを所定の加工幅Wで切削する。
図21に示すように、稜線RLの直線状の区間RL40は、Y軸の方向に延び、加工対象点P40およびP50の間を結ぶ。すなわち、加工対象点P40は、加工対象点P50を、稜線RLの直線状の区間RL40の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。加工対象点P40に対応する工具CIの第1位置Cも、加工対象点P50に対応する工具CIの第1位置Cを、直線状の区間RL40の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。したがって、第2演算部240は、図18および図19に示した厚肉円筒CPを貫通する長穴形状の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの直線状の区間RL40を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
図21に示すように、稜線RLの直線状の区間RL80は、Y軸の方向に延び、加工対象点P80およびP10の間を結ぶ。すなわち、加工対象点P10は、加工対象点P80を、稜線RLの直線状の区間RL80の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。加工対象点P10に対応する工具CIの第1位置Cも、加工対象点P80に対応する工具CIの第1位置Cを、直線状の区間RL80の長さ分だけY軸の方向に移動した位置にある。したがって、第2演算部240は、図18および図19に示した厚肉円筒CPを貫通する長穴形状の貫通孔HEの場合と同様にして、稜線RLの直線状の区間RL80を所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cを算出する。
円弧状の区間RL10における加工対象点P10に対応する工具CIの第1位置Cは、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL30における加工対象点P40に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL50における加工対象点P50に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL70における加工対象点P80に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。
第2演算部240は、加工対象点P10、P40、P50およびP80にそれぞれ対応する工具CIの第1位置Cと、加工対象データとに基づいて、稜線RLの直線状の区間RL40およびRL80における工具CIの第1位置Cを算出する。上記したように、加工対象データは、取得部210により取得される。直線状の区間RL40およびRL80における加工対象点Pに対応する第1位置Cに配置された工具CIは、稜線RLを所定の加工幅Wで切削する。
X軸、Y軸およびZ軸により定義される3次元座標空間において、加工対象点P20で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc20,Yc20,Zc20)とする。加工対象点P20は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL10に含まれる。加工対象点P30で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc30,Yc30,Zc30)とする。加工対象点P30は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL30に含まれる。
図21に示すように、稜線RLの直線状の区間RL20は、X軸の方向に延び、加工対象点P20およびP30の間を結ぶ。すなわち、加工対象点P30は、加工対象点P20を、稜線RLの直線状の区間RL20の長さ分だけX軸の方向に移動した位置にある。加工対象点P30に対応する工具CIの第1位置Cも、加工対象点P20に対応する工具CIの第1位置Cを、直線状の区間RL20の長さ分だけX軸の方向に移動した位置にある。
したがって、加工対象点P30に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc30と、加工対象点P20に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc20との差は、稜線RLの直線状の区間RL20の長さに対応する。こうして、X成分Xc20およびXc30は決定される。
なお、加工対象点P20に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc20は、加工対象点P30に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc30に等しい。
加工対象点P20およびP30は、厚肉円筒CPの円筒周面SS上に位置する。図10Aに示すように、Y軸から見た場合、円筒周面SSは、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1のXZ平面上における位置を中心とする第1半径R1の円で表される。Z軸の正の方向から見た場合に直線状の区間RL20は、Y軸の負の方向からは、この円の円弧の一部として見える。図10Aにおいて、第2中心軸線A2とX軸との交点である点Oの2次元座標値を(0,0)とすると、円筒周面SSを表す円の中心位置の座標値は(-f,0)である。
図22は、工具CIの第1位置Cと厚肉円筒CPの第1中心軸線A1との位置関係を説明するための図である。図22には、Y軸に垂直な平面(XZ平面に平行な平面)で切断された厚肉円筒CPの、切断面から先の部分を、Y軸の負の方向から見た場合の図が示されている。工具CIは、加工対象点Pを含む稜線RLを所定の加工幅で切削することにより、バリBRを除去する。切削される稜線RLのうち、加工対象点P20から加工対象点P30までの区間RL20は、上記した円筒周面SSを表す円に含まれる。
したがって、加工対象点P20から加工対象点P30までの区間RL20で稜線RLを切削する工具CIの第1位置Cは、上記した円筒周面SSを表す円の中心位置(-f,0)と等しい位置を中心とする半径R3の円CCの円弧上にある。円CCの中心位置(-f,0)は、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1のXZ平面上における位置である。円CCは、XZ平面上において、式(22)により表される。加工対象点P20から加工対象点P30までの区間RL20で稜線RLを切削する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分およびZ成分は、式(22)を満たす。
(X+f)2+Z2=R32 ・・・(22)
(X+f)2+Z2=R32 ・・・(22)
加工対象点P20に対応する工具CIの第1位置C20を表す3次元座標値のX成分Xc20およびZ成分Zc20も、式(22)を満たす。加工対象点P30に対応する工具CIの第1位置C30を表す3次元座標値のX成分Xc30およびZ成分Zc30も、式(22)を満たす。したがって、上記した円CCの半径R3は、式(23)により得られる。円CCの半径R3は、加工対象点P20に対応する工具CIの第1位置C20と、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1との距離に等しい。円CCの半径R3は、加工対象点P30に対応する工具CIの第1位置C30と、厚肉円筒CPの第1中心軸線A1との距離にも等しい。
式(22)の変数Xに、加工対象点P20およびP30に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値の上記したX成分Xc20およびXc30の各々が代入されることにより、Z成分Zc20およびZc30の各々が求められる。
稜線RLの区間RL20上の任意の加工対象点Pにおいて、工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分が変化すると、Y成分は一定値となり、Z成分は式(22)にしたがいX成分に応じて変化する。なお、図22には、厚肉円筒CPの外周面STに生成されたバリBRを除去するために、貫通孔HEの縁を形成する稜線RL(RLT)が工具CIにより切削される場合の例が示されている。しかし、厚肉円筒CPの内周面SNに生成されたバリBRを除去するために、貫通孔HEの縁を形成する稜線RLが工具CIにより切削される場合であっても同様である。
X軸、Y軸およびZ軸により定義される3次元座標空間において、加工対象点P60で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc60,Yc60,Zc60)とする。加工対象点P60は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL50に含まれる。加工対象点P70で稜線RLを所定の加工幅Wで切削する工具CIの第1位置Cの3次元座標値を(Xc70,Yc70,Zc70)とする。加工対象点P70は、稜線RLのうちの上記した円弧状の区間RL70に含まれる。
図21に示すように、稜線RLの直線状の区間RL60は、X軸の方向に延び、加工対象点P60およびP70の間を結ぶ。すなわち、加工対象点P60は、加工対象点P70を、稜線RLの直線状の区間RL60の長さ分だけX軸の方向に移動した位置にある。加工対象点P60に対応する工具CIの第1位置Cも、加工対象点P70に対応する工具CIの第1位置Cを、直線状の区間RL60の長さ分だけX軸の方向に移動した位置にある。
したがって、加工対象点P60に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc60と、加工対象点P70に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分Xc70との差は、稜線RLの直線状の区間RL60の長さに対応する。こうして、X成分Xc60およびXc70は決定される。
なお、加工対象点P60に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc60は、加工対象点P70に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のY成分Yc70に等しい。
加工対象点P60およびP70は、厚肉円筒CPの円筒周面SS上に位置する。したがって、加工対象点P60およびP70に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のZ成分Zc60およびZc70を変数Zとする式(22)が成り立つ。式(22)の変数Xに、加工対象点P60およびP70に対応する工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値の上記したX成分Xc60およびXc70の各々が代入されることにより、Z成分Zc60およびZc70の各々が求められる。
稜線RLの区間RL60上の任意の加工対象点Pにおいて、工具CIの第1位置Cを表す3次元座標値のX成分が変化すると、Y成分は一定値となり、Z成分は式(22)にしたがいX成分に応じて変化する。
円弧状の区間RL20における加工対象点P20に対応する工具CIの第1位置Cは、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL30における加工対象点P30に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL50における加工対象点P60に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。円弧状の区間RL70における加工対象点P70に対応する工具CIの第1位置Cも、上記のようにして算出される。
第2演算部240は、加工対象点P20、P30、P60およびP70にそれぞれ対応する工具CIの第1位置Cと、加工対象データとに基づいて、稜線RLの直線状の区間RL20およびRL60における工具CIの第1位置Cを算出する。上記したように、加工対象データは、取得部210により取得される。直線状の区間RL20およびRL60における加工対象点Pに対応する第1位置Cに配置された工具CIは、稜線RLを所定の加工幅Wで切削する。
(変形例4)
上記実施の形態および変形例は、任意に組み合わされてもよい。
上記実施の形態および変形例は、任意に組み合わされてもよい。
[実施の形態から得られる発明]
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
(1)外周面(ST)および内周面(SN)の少なくとも一方が円筒周面(SS)として形成される加工対象物(CP、MB)の、前記外周面および前記内周面の一方から他方へ、円柱(CS、CS1、CS2、CS10、CS20、CS30、CS40)または平行な複数の前記円柱を隅にそれぞれ包含した柱体(CB1、CB2)の形状で、前記加工対象物を貫通する貫通孔(HE)を形成する周壁面(SW)と、前記円筒周面とにより形成される稜線(RL)を、所定の加工幅(W)で切削する工具(CI)の第1位置(C)を演算する演算装置(110)は、前記加工対象物の第2位置と、前記貫通孔の第3位置と、前記加工対象物の前記円筒周面の第1半径(R1)と、前記円柱の第2半径(R2)と、前記加工対象物の第1中心軸線(A1)が延びる第1方向と、前記第1方向に垂直な第2方向に延びる前記円柱の第2中心軸線(A2、A21、A22、A210、A220、A230、A240)の、前記第1中心軸線からの偏心距離(f)とを含む加工対象データと、前記工具の第3半径(D)と、前記工具の切削面により形成される先端角の第1角度(ψ)とを取得する取得部(210)と、前記稜線上の加工対象点(P)における前記稜線の接線(TL)に対して垂直な、前記加工対象点を含む平面(VP)であって、前記加工対象点の第4位置と前記加工対象データとに基づいて定まる前記平面上において、前記加工対象点を始点として前記第2中心軸線に垂直な第1基底ベクトル(e1)と、前記平面上において前記加工対象点を始点として前記第1基底ベクトルに垂直な第2基底ベクトル(e2)とを、前記加工対象データに基づいて算出する第1演算部(230)と、前記加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成され、前記加工対象データに基づいて定まる楕円(E2)と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記加工対象点を含む前記稜線を切削する前記工具の前記第1位置を算出する第2演算部(240)と、を備える。これにより、バリを除去するための安定した切削加工を実現する工具の位置を正確に算出することができる。
(2)前記演算装置は、前記工具が前記稜線に応じた加工経路(RP)を移動しながら前記稜線を切削する際の前記加工経路に関するトレランス量(TA)がユーザにより指定されると、前記トレランス量に基づいて前記稜線上の複数の前記加工対象点を決定する決定部(220)を備え、前記第1演算部は、複数の前記加工対象点の各々に対応する前記第1基底ベクトルおよび前記第2基底ベクトルを算出し、前記第2演算部は、複数の前記加工対象点の各々に対応する前記工具の前記第1位置を算出してもよい。これにより、切削加工の要求精度と演算装置の演算性能とのバランスを考慮した切削加工を実現することができる。
(3)前記工具が前記第1位置に移動した場合、前記第1位置を含む前記工具の第3中心軸線(A3)が、前記平面上で前記第2基底ベクトルに対し平行であって、前記平面上であって且つ前記円筒周面上の第1端点(G1)と前記楕円の輪郭線上の第2端点(G2)とを結び、前記第1端点と前記第2端点との距離が前記所定の加工幅に等しい線分(SL)が、前記切削面と前記平面との交線(MS)に含まれ、前記第1端点が、前記第3中心軸線からの距離が前記工具の前記第3半径に等しくなる前記交線の第3端点(SO)よりも、所定長(H)だけ前記第3中心軸線に近く、前記第2演算部は、前記加工対象データと、前記楕円と、前記所定長と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記工具の前記第1位置を算出してもよい。これにより、工具の切削面の外周から径方向に沿って切削に使用されない領域に応じた工具の位置を正確に算出することができる。
(4)前記第1位置を含む前記工具の第3中心軸線(A3)は、前記平面に含まれ、且つ前記第2基底ベクトルに対し平行であって、前記第1方向をY軸の方向とし、前記第2方向を、前記Y軸の方向に垂直なZ軸の方向とし、前記Y軸および前記Z軸のいずれにも垂直な第3方向をX軸の方向とした場合、前記第1演算部は、前記X軸、前記Y軸および前記Z軸により定義される座標空間において、前記加工対象点から前記第2中心軸線への垂線が前記X軸に対してなす第2角度φと、前記加工対象物の前記第1半径R1と、前記円柱の前記第2半径R2と、前記偏心距離fとを用いた式(8)および式(9)により、前記第1基底ベクトルe1および前記第2基底ベクトルe2を算出し、前記第2演算部は、前記工具の前記第3中心軸線が前記平面上で前記第2基底ベクトルe2に平行であることと、前記平面上であって且つ前記円筒周面上の第1端点(G1)(S1,T1)および前記平面上における前記楕円の輪郭線上の第2端点(G2)(S2,T2)を結び、前記第1端点(S1,T1)と前記第2端点(S2,T2)との間の距離が前記所定の加工幅√2・Qに等しい線分(SL)が前記切削面と前記平面との交線(MS)に含まれることと、前記第1端点(S1,T1)が、前記第3中心軸線からの距離が前記工具の前記第3半径Dに等しくなる前記交線の第3端点(SO)よりも、前記第1基底ベクトルe1の方向に所定長Hだけ前記第3中心軸線に近いこととに基づき、前記第2中心軸線が前記平面に対してなす第3角度εと、前記工具の前記第1角度ψと、前記加工対象物の前記第1半径R1と、前記円柱の前記第2半径R2と、前記偏心距離fと、前記所定の加工幅√2・Qと、前記工具の前記第3半径Dと、前記第1基底ベクトルe1および前記第2基底ベクトルe2と、前記第4位置の3次元座標値(Xp,Yp,Zp)とを用いた式(12)~(18)、式(20)および式(21)により、前記平面上における前記工具の前記第1位置の2次元座標値(Sc,Tc)を算出し、前記工具の前記第1位置の前記2次元座標値(Sc,Tc)と、前記第1基底ベクトルe1および前記第2基底ベクトルe2と、前記加工対象データを用いて得られる前記加工対象点の前記第4位置の3次元座標値(Xp,Yp,Zp)とに基づき、式(19)により、前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置の3次元座標値(Xc,Yc,Zc)を算出してもよい。これにより、バリを除去するための安定した切削加工を実現する工具の位置を正確に算出することができる。
(5)前記貫通孔は、前記円柱の形状で、前記加工対象物を貫通し、前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔は、前記円柱に応じた円形であってもよい。これにより、円形の貫通孔の稜線を切削する工具の位置を正確に算出することができる。
(6)前記貫通孔は、平行な2つの前記円柱を両隅にそれぞれ包含した前記柱体の形状で、前記加工対象物を貫通し、前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔は、前記柱体に応じた長穴形状であり、前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔の前記稜線は、2つの前記円柱にそれぞれ対応する2つの円弧状の区間(RL1、RL3)と、前記第1方向に平行な2つの直線状の区間(RL2、RL4)とを含み、前記第2演算部は、前記加工対象データと、前記楕円と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記稜線のうちの前記2つの円弧状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出し、前記第2演算部は、前記2つの円弧状の区間における前記工具の前記第1位置と、前記加工対象データとに基づいて、前記稜線のうちの前記2つの直線状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出してもよい。これにより、長穴形状の貫通孔の稜線を切削する工具の位置を正確に算出することができる。
(7)前記貫通孔は、平行な4つの前記円柱を四隅にそれぞれ包含した前記柱体の形状で、前記加工対象物を貫通し、前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔は、前記柱体に応じた角丸四角形の形状であり、前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔の前記稜線は、4つの前記円柱にそれぞれ対応する4つの円弧状の区間(RL10、RL30、RL50、RL70)と、前記第1方向に平行な2つの直線状の区間(RL40、RL80)と、前記第1方向および前記第2方向に垂直な方向に平行な別の2つの直線状の区間(RL20、RL60)とを含み、前記第2演算部は、前記加工対象データと、前記楕円と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記稜線のうちの前記4つの円弧状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出し、前記第2演算部は、前記4つの円弧状の区間における前記工具の前記第1位置と、前記加工対象データとに基づいて、前記稜線のうちの前記第1方向に平行な前記2つの直線状の区間および前記別の2つの直線状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出してもよい。これにより、角丸四角形の形状の貫通孔の稜線を切削する工具の位置を正確に算出することができる。
(8)前記取得部は、ユーザ入力に基づき、前記所定の加工幅を取得してもよい。これにより、ユーザは、稜線に形成される加工面の加工幅を、バリの除去に必要な値に設定することができる。
[規則91に基づく訂正 13.10.2022]
(9)マクロプログラム(MP)を記憶装置(120)から呼び出すための命令を示すGコードであって、前記所定の加工幅と、前記加工対象データと、前記工具に対応付けられた番号とのうちの少なくとも1つを引数とする前記Gコードに基づいて、前記取得部は、前記加工対象データと、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径とを取得し、前記第2演算部は、前記Gコードに基づいて前記記憶装置から前記マクロプログラムを読み出し、前記第2演算部は、前記マクロプログラムの実行により、前記工具の前記第1位置を算出してもよい。これにより、Gコードを用いて加工対象物の切削を行うことに慣れたユーザにとっての利便性が高まる。
(9)マクロプログラム(MP)を記憶装置(120)から呼び出すための命令を示すGコードであって、前記所定の加工幅と、前記加工対象データと、前記工具に対応付けられた番号とのうちの少なくとも1つを引数とする前記Gコードに基づいて、前記取得部は、前記加工対象データと、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径とを取得し、前記第2演算部は、前記Gコードに基づいて前記記憶装置から前記マクロプログラムを読み出し、前記第2演算部は、前記マクロプログラムの実行により、前記工具の前記第1位置を算出してもよい。これにより、Gコードを用いて加工対象物の切削を行うことに慣れたユーザにとっての利便性が高まる。
(10)工作機械(10)は、前記演算装置と、前記工具と、前記工具を前記第1位置に移動させて、前記工具に前記稜線を切削させる加工制御部(250)と、を備える。これにより、バリを除去するための安定した切削加工を実現することができる。
(11)工作機械(10)の制御装置(30)は、前記演算装置と、前記工具を前記第1位置に移動させて、前記工具に前記稜線を切削させる加工制御部(250)と、を備える。これにより、バリを除去するための安定した切削加工を実現することができる。
(12)演算プログラムは、外周面(ST)および内周面(SN)の少なくとも一方が円筒周面(SS)として形成される加工対象物(CP、MB)の、前記外周面および前記内周面の一方から他方へ、円柱(CS、CS1、CS2、CS10、CS20、CS30、CS40)または平行な複数の前記円柱を隅にそれぞれ包含した柱体(CB1、CB2)の形状で、前記加工対象物を貫通する貫通孔(HE)を形成する周壁面(SW)と、前記円筒周面とにより形成される稜線(RL)を、所定の加工幅(W)で切削する工具(CI)の第1位置(C)を演算する演算装置(110)が有する処理回路に、前記加工対象物の第2位置と、前記貫通孔の第3位置と、前記加工対象物の前記円筒周面の第1半径(R1)と、前記円柱の第2半径(R2)と、前記加工対象物の第1中心軸線(A1)が延びる第1方向と、前記第1方向に垂直な第2方向に延びる前記円柱の第2中心軸線(A2、A21、A22、A210、A220、A230、A240)の、前記第1中心軸線からの偏心距離(f)とを含む加工対象データと、前記工具の第3半径(D)と、前記工具の切削面により形成される先端角の角度(ψ)とを取得する取得手順と、前記稜線上の加工対象点(P)における前記稜線の接線(TL)に対して垂直な、前記加工対象点を含む平面(VP)であって、前記加工対象点の第4位置と前記加工対象データとに基づいて定まる前記平面上において、前記加工対象点を始点として前記第2中心軸線に垂直な第1基底ベクトル(e1)と、前記平面上において前記加工対象点を始点として前記第1基底ベクトルに垂直な第2基底ベクトル(e2)とを、前記加工対象データに基づいて算出する第1演算手順と、前記加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成され、前記加工対象データに基づいて定まる楕円(E2)と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記加工対象点を含む前記稜線を切削する前記工具の前記第1位置を算出する第2演算手順と、を実行させる。これにより、バリを除去するための安定した切削加工を実現する工具の位置を正確に算出することができる。
10…工作機械 20…本体
30…制御装置 52…ベッド
54…サドル 56…テーブル
74、76、78、80…可動部 110…演算装置
120…記憶装置 130…入力/出力装置
210…取得部 220…決定部
230…第1演算部 240…第2演算部
250…加工制御部 310…記録媒体
320…通信ネットワーク 330…データ信号
340…サーバ
30…制御装置 52…ベッド
54…サドル 56…テーブル
74、76、78、80…可動部 110…演算装置
120…記憶装置 130…入力/出力装置
210…取得部 220…決定部
230…第1演算部 240…第2演算部
250…加工制御部 310…記録媒体
320…通信ネットワーク 330…データ信号
340…サーバ
Claims (12)
- 外周面(ST)および内周面(SN)の少なくとも一方が円筒周面(SS)として形成される加工対象物(CP、MB)の、前記外周面および前記内周面の一方から他方へ、円柱(CS、CS1、CS2、CS10、CS20、CS30、CS40)または平行な複数の前記円柱を隅にそれぞれ包含した柱体(CB1、CB2)の形状で、前記加工対象物を貫通する貫通孔(HE)を形成する周壁面(SW)と、前記円筒周面とにより形成される稜線(RL)を、所定の加工幅(W)で切削する工具(CI)の第1位置(C)を演算する演算装置(110)であって、
前記加工対象物の第2位置と、前記貫通孔の第3位置と、前記加工対象物の前記円筒周面の第1半径(R1)と、前記円柱の第2半径(R2)と、前記加工対象物の第1中心軸線(A1)が延びる第1方向と、前記第1方向に垂直な第2方向に延びる前記円柱の第2中心軸線(A2、A21、A22、A210、A220、A230、A240)の、前記第1中心軸線からの偏心距離(f)とを含む加工対象データと、前記工具の第3半径(D)と、前記工具の切削面により形成される先端角の第1角度(ψ)とを取得する取得部(210)と、
前記稜線上の加工対象点(P)における前記稜線の接線(TL)に対して垂直な、前記加工対象点を含む平面(VP)であって、前記加工対象点の第4位置と前記加工対象データとに基づいて定まる前記平面上において、前記加工対象点を始点として前記第2中心軸線に垂直な第1基底ベクトル(e1)と、前記平面上において前記加工対象点を始点として前記第1基底ベクトルに垂直な第2基底ベクトル(e2)とを、前記加工対象データに基づいて算出する第1演算部(230)と、
前記加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成され、前記加工対象データに基づいて定まる楕円(E2)と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記加工対象点を含む前記稜線を切削する前記工具の前記第1位置を算出する第2演算部(240)と、
を備える、演算装置。 - 請求項1に記載の演算装置であって、
前記工具が前記稜線に応じた加工経路(RP)を移動しながら前記稜線を切削する際の前記加工経路に関するトレランス量(TA)がユーザにより指定されると、前記トレランス量に基づいて前記稜線上の複数の前記加工対象点を決定する決定部(220)を備え、
前記第1演算部は、複数の前記加工対象点の各々に対応する前記第1基底ベクトルおよび前記第2基底ベクトルを算出し、
前記第2演算部は、複数の前記加工対象点の各々に対応する前記工具の前記第1位置を算出する、演算装置。 - 請求項1または2に記載の演算装置であって、
前記工具が前記第1位置に移動した場合、前記第1位置を含む前記工具の第3中心軸線(A3)が、前記平面上で前記第2基底ベクトルに対し平行であって、
前記平面上であって且つ前記円筒周面上の第1端点(G1)と前記楕円の輪郭線上の第2端点(G2)とを結び、前記第1端点と前記第2端点との距離が前記所定の加工幅に等しい線分(SL)が、前記切削面と前記平面との交線(MS)に含まれ、
前記第1端点が、前記第3中心軸線からの距離が前記工具の前記第3半径に等しくなる前記交線の第3端点(SO)よりも、所定長(H)だけ前記第3中心軸線に近く、
前記第2演算部は、前記加工対象データと、前記楕円と、前記所定長と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記工具の前記第1位置を算出する、演算装置。 - 請求項1または2に記載の演算装置であって、
前記第1位置を含む前記工具の第3中心軸線(A3)は、前記平面に含まれ、且つ前記第2基底ベクトルに対し平行であって、
前記第1方向をY軸の方向とし、
前記第2方向を、前記Y軸の方向に垂直なZ軸の方向とし、
前記Y軸および前記Z軸のいずれにも垂直な第3方向をX軸の方向とした場合、
前記第1演算部は、前記X軸、前記Y軸および前記Z軸により定義される座標空間において、前記加工対象点から前記第2中心軸線への垂線が前記X軸に対してなす第2角度φと、前記加工対象物の前記第1半径R1と、前記円柱の前記第2半径R2と、前記偏心距離fとを用いた下式(1)および下式(2)により、前記第1基底ベクトルe1および前記第2基底ベクトルe2を算出し、
前記第2演算部は、
前記工具の前記第3中心軸線が前記平面上で前記第2基底ベクトルe2に平行であることと、前記平面上であって且つ前記円筒周面上の第1端点(G1)(S1,T1)および前記平面上における前記楕円の輪郭線上の第2端点(G2)(S2,T2)を結び、前記第1端点(S1,T1)と前記第2端点(S2,T2)との間の距離が前記所定の加工幅√2・Qに等しい線分(SL)が前記切削面と前記平面との交線(MS)に含まれることと、前記第1端点(S1,T1)が、前記第3中心軸線からの距離が前記工具の前記第3半径Dに等しくなる前記交線の第3端点(SO)よりも、前記第1基底ベクトルe1の方向に所定長Hだけ前記第3中心軸線に近いこととに基づき、前記第2中心軸線が前記平面に対してなす第3角度εと、前記工具の前記第1角度ψと、前記加工対象物の前記第1半径R1と、前記円柱の前記第2半径R2と、前記偏心距離fと、前記所定の加工幅√2・Qと、前記工具の前記第3半径Dと、前記第1基底ベクトルe1および前記第2基底ベクトルe2と、前記第4位置の3次元座標値(Xp,Yp,Zp)とを用いた下式(3)~(9)により、前記平面上における前記工具の前記第1位置の2次元座標値(Sc,Tc)を算出し、
前記工具の前記第1位置の前記2次元座標値(Sc,Tc)と、前記第1基底ベクトルe1および前記第2基底ベクトルe2と、前記加工対象データを用いて得られる前記加工対象点の前記第4位置の3次元座標値(Xp,Yp,Zp)とに基づき、下式(10)により、前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置の3次元座標値(Xc,Yc,Zc)を算出する、演算装置。
(X1+f)2+Z12=R12 ・・・(4)
(S1-S2)2+(T1-T2)2=2Q2 ・・・(6)
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記貫通孔は、前記円柱の形状で、前記加工対象物を貫通し、
前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔は、前記円柱に応じた円形である、演算装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記貫通孔は、平行な2つの前記円柱を両隅にそれぞれ包含した前記柱体の形状で、前記加工対象物を貫通し、
前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔は、前記柱体に応じた長穴形状であり、
前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔の前記稜線は、2つの前記円柱にそれぞれ対応する2つの円弧状の区間(RL1、RL3)と、前記第1方向に平行な2つの直線状の区間(RL2、RL4)とを含み、
前記第2演算部は、前記加工対象データと、前記楕円と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記稜線のうちの前記2つの円弧状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出し、
前記第2演算部は、前記2つの円弧状の区間における前記工具の前記第1位置と、前記加工対象データとに基づいて、前記稜線のうちの前記2つの直線状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出する、演算装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記貫通孔は、平行な4つの前記円柱を四隅にそれぞれ包含した前記柱体の形状で、前記加工対象物を貫通し、
前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔は、前記柱体に応じた角丸四角形の形状であり、
前記貫通孔の直上から前記貫通孔を見た場合における前記貫通孔の前記稜線は、4つの前記円柱にそれぞれ対応する4つの円弧状の区間(RL10、RL30、RL50、RL70)と、前記第1方向に平行な2つの直線状の区間(RL40、RL80)と、前記第1方向および前記第2方向に垂直な方向に平行な別の2つの直線状の区間(RL20、RL60)とを含み、
前記第2演算部は、前記加工対象データと、前記楕円と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記第1角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記稜線のうちの前記4つの円弧状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出し、
前記第2演算部は、前記4つの円弧状の区間における前記工具の前記第1位置と、前記加工対象データとに基づいて、前記稜線のうちの前記第1方向に平行な前記2つの直線状の区間および前記別の2つの直線状の区間における前記加工対象点に対応する前記工具の前記第1位置を算出する、演算装置。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記取得部は、ユーザ入力に基づき、前記所定の加工幅を取得する、演算装置。 - [規則91に基づく訂正 13.10.2022]
請求項1~7のいずれか1項に記載の演算装置であって、
マクロプログラム(MP)を記憶装置(120)から呼び出すための命令を示すGコードであって、前記所定の加工幅と、前記加工対象データと、前記工具に対応付けられた番号とのうちの少なくとも1つを引数とする前記Gコードに基づいて、前記取得部は、前記加工対象データと、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径とを取得し、
前記第2演算部は、前記Gコードに基づいて前記記憶装置から前記マクロプログラムを読み出し、
前記第2演算部は、前記マクロプログラムの実行により、前記工具の前記第1位置を算出する、演算装置。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の演算装置と、
前記工具と、
前記工具を前記第1位置に移動させて、前記工具に前記稜線を切削させる加工制御部(250)と、
を備える、工作機械(10)。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の演算装置と、
前記工具を前記第1位置に移動させて、前記工具に前記稜線を切削させる加工制御部(250)と、
を備える、工作機械(10)の制御装置(30)。 - 外周面(ST)および内周面(SN)の少なくとも一方が円筒周面(SS)として形成される加工対象物(CP、MB)の、前記外周面および前記内周面の一方から他方へ、円柱(CS、CS1、CS2、CS10、CS20、CS30、CS40)または平行な複数の前記円柱を隅にそれぞれ包含した柱体(CB1、CB2)の形状で、前記加工対象物を貫通する貫通孔(HE)を形成する周壁面(SW)と、前記円筒周面とにより形成される稜線(RL)を、所定の加工幅(W)で切削する工具(CI)の第1位置(C)を演算する演算装置(110)が有する処理回路に、
前記加工対象物の第2位置と、前記貫通孔の第3位置と、前記加工対象物の前記円筒周面の第1半径(R1)と、前記円柱の第2半径(R2)と、前記加工対象物の第1中心軸線(A1)が延びる第1方向と、前記第1方向に垂直な第2方向に延びる前記円柱の第2中心軸線(A2、A21、A22、A210、A220、A230、A240)の、前記第1中心軸線からの偏心距離(f)とを含む加工対象データと、前記工具の第3半径(D)と、前記工具の切削面により形成される先端角の角度(ψ)とを取得する取得手順と、
前記稜線上の加工対象点(P)における前記稜線の接線(TL)に対して垂直な、前記加工対象点を含む平面(VP)であって、前記加工対象点の第4位置と前記加工対象データとに基づいて定まる前記平面上において、前記加工対象点を始点として前記第2中心軸線に垂直な第1基底ベクトル(e1)と、前記平面上において前記加工対象点を始点として前記第1基底ベクトルに垂直な第2基底ベクトル(e2)とを、前記加工対象データに基づいて算出する第1演算手順と、
前記加工対象データと、前記平面と前記円柱とで形成され、前記加工対象データに基づいて定まる楕円(E2)と、前記所定の加工幅と、前記工具の前記第3半径と、前記工具の前記角度と、前記第1基底ベクトルと、前記第2基底ベクトルとに基づいて、前記加工対象点を含む前記稜線を切削する前記工具の前記第1位置を算出する第2演算手順と、
を実行させるための演算プログラム。
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