JP2001147708A - 円形状の加工方法及びその加工を行うためのｎｃデータ作成装置 - Google Patents
円形状の加工方法及びその加工を行うためのｎｃデータ作成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 データ量を削減してＣＮＣ装置の演算処理を
高速化することにより、高速での工具送りが可能な加工
方法及びその加工を行うためのＮＣデータ作成装置を提
供すること。 【解決手段】 最外周円の円弧Ｃ１と、この円弧Ｃ１に
対して工具送りピッチＰづつ径を小さくした複数の半円
形状の円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・とを、円形
状の中心Ｉ０と、この中心Ｉ０よりＸ方向に前記工具送
りピッチＰの１／２だけ離間した位置Ｉ１とを交互に中
心として順次接続して渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Ｔを移
動させて加工を行う。
高速化することにより、高速での工具送りが可能な加工
方法及びその加工を行うためのＮＣデータ作成装置を提
供すること。 【解決手段】 最外周円の円弧Ｃ１と、この円弧Ｃ１に
対して工具送りピッチＰづつ径を小さくした複数の半円
形状の円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・とを、円形
状の中心Ｉ０と、この中心Ｉ０よりＸ方向に前記工具送
りピッチＰの１／２だけ離間した位置Ｉ１とを交互に中
心として順次接続して渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Ｔを移
動させて加工を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
などの工作機械を用いた円形状の加工方法及びその加工
を行うためのＮＣデータ作成装置に関し、特に、金型加
工における円形状の加工方法及びその加工を行うための
ＮＣデータ作成装置に関するものである。
などの工作機械を用いた円形状の加工方法及びその加工
を行うためのＮＣデータ作成装置に関し、特に、金型加
工における円形状の加工方法及びその加工を行うための
ＮＣデータ作成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来マシニングセンタなどの同時３軸制
御の工作機械を用いて金型加工における円形状の加工を
行う場合、まず、機械の加減速を少なくする目的で、イ
ンボリュート曲線などのスクロール形状をインボリュー
トの基本式に基づいて求める。次に、前記基本式により
特定されたインボリュート曲線に沿った加工点群を求め
る。続いて、前記加工点群を直線補間あるいは円弧補間
して工具軌跡を求める。その後、前記工具軌跡に沿って
工具Ｔの位置を変化させるように、Ｘ軸とＹ軸の同時２
軸制御を行い工作物の加工を行う。なお、前記加工点群
は、この加工点群のある点と次の点とを直線補間あるい
は円弧補間した線分と、前記インボリュート曲線との誤
差があらかじめ設定された誤差以上にならないように決
定される。
御の工作機械を用いて金型加工における円形状の加工を
行う場合、まず、機械の加減速を少なくする目的で、イ
ンボリュート曲線などのスクロール形状をインボリュー
トの基本式に基づいて求める。次に、前記基本式により
特定されたインボリュート曲線に沿った加工点群を求め
る。続いて、前記加工点群を直線補間あるいは円弧補間
して工具軌跡を求める。その後、前記工具軌跡に沿って
工具Ｔの位置を変化させるように、Ｘ軸とＹ軸の同時２
軸制御を行い工作物の加工を行う。なお、前記加工点群
は、この加工点群のある点と次の点とを直線補間あるい
は円弧補間した線分と、前記インボリュート曲線との誤
差があらかじめ設定された誤差以上にならないように決
定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の加工
方法では、インボリュート曲線の中心に近づくに連れて
曲率が大きくなるため、加工点群の間隔が狭くなる。ま
た、仕上げ加工を行う場合、インボリュート曲線と直線
補間あるいは円弧補間した線分との許容誤差が小さくな
るため、更に加工点群の間隔が狭くなる。したがって、
データ量が多くなり、ＣＮＣ装置の演算処理能力上、高
速での工具送りが不可能になる。また、データ量に合わ
せてＣＮＣ装置のメモリも大きくしなければならない。
方法では、インボリュート曲線の中心に近づくに連れて
曲率が大きくなるため、加工点群の間隔が狭くなる。ま
た、仕上げ加工を行う場合、インボリュート曲線と直線
補間あるいは円弧補間した線分との許容誤差が小さくな
るため、更に加工点群の間隔が狭くなる。したがって、
データ量が多くなり、ＣＮＣ装置の演算処理能力上、高
速での工具送りが不可能になる。また、データ量に合わ
せてＣＮＣ装置のメモリも大きくしなければならない。
【０００４】本発明は、上記問題を解決して、データ量
を削減してＣＮＣ装置の演算処理を高速化することによ
り、高速での工具送りが可能な加工方法及びその加工を
行うためのＮＣデータ作成装置を提供することを目的と
したものである。
を削減してＣＮＣ装置の演算処理を高速化することによ
り、高速での工具送りが可能な加工方法及びその加工を
行うためのＮＣデータ作成装置を提供することを目的と
したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の円形状の
加工方法は、第１の軸とこの第１の軸と直交する第２の
軸との同時２軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いた円形状の加工方法
において、工具径を考慮して予め設定された工具送りピ
ッチづつ径を小さくした複数の半円形状の円弧を、前記
ピッチの１／２だけ離間した２点を交互に中心として順
次接続することにより渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って工具を移動させて加工を行うもので
ある。
加工方法は、第１の軸とこの第１の軸と直交する第２の
軸との同時２軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いた円形状の加工方法
において、工具径を考慮して予め設定された工具送りピ
ッチづつ径を小さくした複数の半円形状の円弧を、前記
ピッチの１／２だけ離間した２点を交互に中心として順
次接続することにより渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って工具を移動させて加工を行うもので
ある。
【０００６】請求項１の発明によれば、前記複数の半円
形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加工
点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
ＣＮＣ装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加工
点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
ＣＮＣ装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
【０００７】請求項２記載の円形状の加工方法は、請求
項１記載の円形状の加工方法において、前記ピッチの１
／２だけ離間した２点を、前記円形状の中心及びこの中
心より前記第１の軸又は前記第２の軸と平行な方向に前
記ピッチの１／２だけ離間した位置とするものである。
項１記載の円形状の加工方法において、前記ピッチの１
／２だけ離間した２点を、前記円形状の中心及びこの中
心より前記第１の軸又は前記第２の軸と平行な方向に前
記ピッチの１／２だけ離間した位置とするものである。
【０００８】請求項２の発明によれば、渦巻形状の工具
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る前記第１の軸又
は前記第２の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記
円弧の始点及び終点を示す座標データが求めやすく、更
にＣＮＣ装置における演算処理を高速化することがで
き、高速での工具送りが可能となる。
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る前記第１の軸又
は前記第２の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記
円弧の始点及び終点を示す座標データが求めやすく、更
にＣＮＣ装置における演算処理を高速化することがで
き、高速での工具送りが可能となる。
【０００９】請求項３記載の円形状の加工方法は、請求
項１又は２記載の円形状の加工方法において、前記渦巻
形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって前記半
円形状の円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速させて加
工を行うものである。
項１又は２記載の円形状の加工方法において、前記渦巻
形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって前記半
円形状の円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速させて加
工を行うものである。
【００１０】請求項３の発明によれば、前記渦巻形状の
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
【００１１】請求項４記載のＮＣデータ作成装置は、第
１の軸とこの第１の軸と直交する第２の軸との同時２軸
制御により工作物と工具とを相対的に移動させて加工を
行う工作機械を用いて円形状の加工を行うためのＮＣデ
ータを作成するＮＣデータ作成装置において、加工する
円形状の中心座標や半径及び使用する工具の工具径など
のデータを入力するデータ入力手段と、該データ入力手
段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の外
周の円弧に沿った工具軌跡を生じる最外周円ＮＣデータ
を作成するとともに、前記最外周円ＮＣデータにおける
半径に対して前記工具径を考慮して設定された工具送り
ピッチの１／２づつ順次半径を小さくした複数の半円形
状の円弧であって前記最外周円ＮＣデータにおける中心
座標に対して前記第１の軸又は前記第２の軸と平行な方
向に前記ピッチの１／２だけ離間した位置を中心とする
第１の半円ＮＣデータと前記最外周円ＮＣデータにおけ
る中心座標を中心とする第２の半円ＮＣデータとを前記
第１の半円ＮＣデータもしくは前記第２の半円ＮＣデー
タにおける半径が前記ピッチより小さくなるまで順次交
互に作成するデータ作成手段とを備えたものである。
１の軸とこの第１の軸と直交する第２の軸との同時２軸
制御により工作物と工具とを相対的に移動させて加工を
行う工作機械を用いて円形状の加工を行うためのＮＣデ
ータを作成するＮＣデータ作成装置において、加工する
円形状の中心座標や半径及び使用する工具の工具径など
のデータを入力するデータ入力手段と、該データ入力手
段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の外
周の円弧に沿った工具軌跡を生じる最外周円ＮＣデータ
を作成するとともに、前記最外周円ＮＣデータにおける
半径に対して前記工具径を考慮して設定された工具送り
ピッチの１／２づつ順次半径を小さくした複数の半円形
状の円弧であって前記最外周円ＮＣデータにおける中心
座標に対して前記第１の軸又は前記第２の軸と平行な方
向に前記ピッチの１／２だけ離間した位置を中心とする
第１の半円ＮＣデータと前記最外周円ＮＣデータにおけ
る中心座標を中心とする第２の半円ＮＣデータとを前記
第１の半円ＮＣデータもしくは前記第２の半円ＮＣデー
タにおける半径が前記ピッチより小さくなるまで順次交
互に作成するデータ作成手段とを備えたものである。
【００１２】請求項４の発明によれば、前記データ入力
手段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の
外周の円弧に沿った工具軌跡を生成し、この工具軌跡に
沿って加工を行うための最外周円ＮＣデータを作成する
とともに、工具送りピッチづつ径を小さくした複数の円
弧を、前記円形状の中心とこの中心より前記第１の軸又
は前記第２の軸と平行な方向に前記ピッチの１／２だけ
離間した位置とを交互に中心として順次接続することに
より渦巻形状の工具軌跡を生成し、この工具軌跡に沿っ
て加工を行うための半円ＮＣデータを自動で作成するこ
とができる。
手段により入力されたデータに基づいて、前記円形状の
外周の円弧に沿った工具軌跡を生成し、この工具軌跡に
沿って加工を行うための最外周円ＮＣデータを作成する
とともに、工具送りピッチづつ径を小さくした複数の円
弧を、前記円形状の中心とこの中心より前記第１の軸又
は前記第２の軸と平行な方向に前記ピッチの１／２だけ
離間した位置とを交互に中心として順次接続することに
より渦巻形状の工具軌跡を生成し、この工具軌跡に沿っ
て加工を行うための半円ＮＣデータを自動で作成するこ
とができる。
【００１３】請求項５記載のＮＣデータ作成装置は、請
求項４記載のＮＣデータ作成装置において、前記ＮＣデ
ータ作成手段は、前記最外周円ＮＣデータと前記第１及
び第２の半円ＮＣデータに対して工具送り速度を各ＮＣ
データにおける半径に比例した値として設定するもので
ある。
求項４記載のＮＣデータ作成装置において、前記ＮＣデ
ータ作成手段は、前記最外周円ＮＣデータと前記第１及
び第２の半円ＮＣデータに対して工具送り速度を各ＮＣ
データにおける半径に比例した値として設定するもので
ある。
【００１４】請求項５の発明によれば、連続する複数の
円弧からなる渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心
に向かって前記円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速す
るＮＣデータを自動で作成することができる。
円弧からなる渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心
に向かって前記円弧ごとに工具送り速度を徐々に減速す
るＮＣデータを自動で作成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は金型加工を行うマシニング
センタなどの工作機械の構成図であり、工作機械１はパ
ーソナルコンピュータなどから構成されたＮＣデータ作
成装置３０によって作成されＣＮＣ装置２に入力される
ＮＣデータに基づいて工作物Ｗの加工を行う。
に基づいて説明する。図１は金型加工を行うマシニング
センタなどの工作機械の構成図であり、工作機械１はパ
ーソナルコンピュータなどから構成されたＮＣデータ作
成装置３０によって作成されＣＮＣ装置２に入力される
ＮＣデータに基づいて工作物Ｗの加工を行う。
【００１６】次に工作機械１本体の構成について説明す
る。ベッド１０上には門形状のコラム１１が立設されて
おり、このコラム１１はＸ軸方向（図２において紙面と
垂直方向）に延在するＸ軸ガイドレール１２に沿って、
Ｘ軸送りモータ１３により移動するサドル１４が設けら
れている。前記サドル１４にはＹ軸方向（図１において
上下方向）に延在するＹ軸ガイドレール１５に沿って、
Ｙ軸送りモータ１６によって移動するガントリ１７が設
けられている。前記ガントリ１７には主軸ヘッド１８が
搭載され、この主軸ヘッド１８には先端に工具Ｔを装着
して回転駆動する主軸１９が回転可能に支承されてい
る。また、前記ベッド１０上にはＺ軸方向（図２におい
て左右方向）に延在するＺ軸ガイドレール２０に沿っ
て、Ｚ軸送りモータ２１によって移動するテーブル２２
が設けられており、このテーブル２２上に工作物Ｗが治
具２３を介して位置決め固定されるようになっている。
る。ベッド１０上には門形状のコラム１１が立設されて
おり、このコラム１１はＸ軸方向（図２において紙面と
垂直方向）に延在するＸ軸ガイドレール１２に沿って、
Ｘ軸送りモータ１３により移動するサドル１４が設けら
れている。前記サドル１４にはＹ軸方向（図１において
上下方向）に延在するＹ軸ガイドレール１５に沿って、
Ｙ軸送りモータ１６によって移動するガントリ１７が設
けられている。前記ガントリ１７には主軸ヘッド１８が
搭載され、この主軸ヘッド１８には先端に工具Ｔを装着
して回転駆動する主軸１９が回転可能に支承されてい
る。また、前記ベッド１０上にはＺ軸方向（図２におい
て左右方向）に延在するＺ軸ガイドレール２０に沿っ
て、Ｚ軸送りモータ２１によって移動するテーブル２２
が設けられており、このテーブル２２上に工作物Ｗが治
具２３を介して位置決め固定されるようになっている。
【００１７】工作機械１により工作物Ｗの加工を行うた
めに、ＮＣデータに基づいてＣＮＣ装置２よりサーボモ
ータ駆動回路３，４，５に制御信号が入力される。前記
サーボモータ駆動回路３，４，５のそれぞれにより駆動
されるＸ，Ｙ，Ｚ軸送りモータ１３，１６，２１により
サドル１４，ガントリ１７，テーブル２２を制御して工
具Ｔと工作物Ｗの相対位置を３次元的に変化させること
により加工を行う。
めに、ＮＣデータに基づいてＣＮＣ装置２よりサーボモ
ータ駆動回路３，４，５に制御信号が入力される。前記
サーボモータ駆動回路３，４，５のそれぞれにより駆動
されるＸ，Ｙ，Ｚ軸送りモータ１３，１６，２１により
サドル１４，ガントリ１７，テーブル２２を制御して工
具Ｔと工作物Ｗの相対位置を３次元的に変化させること
により加工を行う。
【００１８】図２は円形状の加工を行う場合の工作物Ｗ
の加工手順を示す平面図であり、加工を行う円形状に対
して半径を工具径の１／２小さくした最外周円の円弧Ｃ
１と、この円弧Ｃ１の半径Ｒ１に対して半径を工具送り
ピッチＰの１／２づつ小さくした複数の半円形状の円弧
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・とからなり、この円弧
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・の中心を、前記
円形状の中心Ｉ０と、この中心Ｉ０よりＸ方向に前記工
具送りピッチＰの１／２だけ離間した位置Ｉ１とに交互
に配置することにより、前記円形状の中心Ｉ０を中心と
する円弧Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，・・・と、前記中心Ｉ０よ
りＸ方向に前記工具送りピッチＰの１／２だけ離間した
位置Ｉ１を中心とする円弧Ｃ２，Ｃ４，・・・とが接続
点ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，・・・において滑ら
かに接続される渦巻形状の工具軌跡が生成され、この工
具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Ｔを移動さ
せて加工を行う。
の加工手順を示す平面図であり、加工を行う円形状に対
して半径を工具径の１／２小さくした最外周円の円弧Ｃ
１と、この円弧Ｃ１の半径Ｒ１に対して半径を工具送り
ピッチＰの１／２づつ小さくした複数の半円形状の円弧
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・とからなり、この円弧
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・の中心を、前記
円形状の中心Ｉ０と、この中心Ｉ０よりＸ方向に前記工
具送りピッチＰの１／２だけ離間した位置Ｉ１とに交互
に配置することにより、前記円形状の中心Ｉ０を中心と
する円弧Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，・・・と、前記中心Ｉ０よ
りＸ方向に前記工具送りピッチＰの１／２だけ離間した
位置Ｉ１を中心とする円弧Ｃ２，Ｃ４，・・・とが接続
点ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，・・・において滑ら
かに接続される渦巻形状の工具軌跡が生成され、この工
具軌跡に沿って外周から中心に向かって工具Ｔを移動さ
せて加工を行う。
【００１９】次に、図３のフローチャートを参照して、
ＮＣデータ作成装置２によるＮＣデータの作成手順につ
いて説明する。まず、ステップ１で加工を行う円形状の
半径Ｒ０及び中心座標（Ｉ０，Ｊ０）、工具径Ｔ０及び
この工具径Ｔ０を考慮して予め設定される工具送りピッ
チＰ（０＜Ｐ＜Ｔ０）、工具送り速度Ｆ０を入力する。
なお、該入力はＮＣデータ作成装置に設けられたキーボ
ードなどを介してオペレータにより行われる。
ＮＣデータ作成装置２によるＮＣデータの作成手順につ
いて説明する。まず、ステップ１で加工を行う円形状の
半径Ｒ０及び中心座標（Ｉ０，Ｊ０）、工具径Ｔ０及び
この工具径Ｔ０を考慮して予め設定される工具送りピッ
チＰ（０＜Ｐ＜Ｔ０）、工具送り速度Ｆ０を入力する。
なお、該入力はＮＣデータ作成装置に設けられたキーボ
ードなどを介してオペレータにより行われる。
【００２０】次に、ステップ２でブロック番号ｎを１に
セットして、ステップ３において、円形状の加工を行う
上で基準となる最外周円の円弧Ｃ１のＮＣデータを作成
するためのパラメータを決定する。円弧Ｃ１の中心座標
（Ｉ１，Ｊ１）は円形状の中心座標（Ｉ０，Ｊ０）と同
一座標であり、次のようになる。 （Ｉ１，Ｊ１）＝（Ｉ０，Ｊ０） 円弧Ｃ１の半径Ｒ１は円形状の半径Ｒ０から工具径Ｔ０
の１／２小さい値となるため、次のようになる。 Ｒ１＝Ｒ０−Ｔ０／２ 前記中心座標（Ｉ１，Ｊ１）及び半径Ｒ１から、円弧Ｃ
１の終点座標（ｘ１，ｙ１）は次のようになる。 （ｘ１，ｙ１）＝（Ｉ１−Ｒ１，Ｊ１） なお、円弧Ｃ１は最外周円の円弧であるため、始点座標
及び終点座標は同一座標となる。円弧Ｃ１における工具
送り速度Ｆ１は、ステップ１にて入力された工具送り速
度Ｆ０を用いて次のようになる。 Ｆ１＝Ｆ０
セットして、ステップ３において、円形状の加工を行う
上で基準となる最外周円の円弧Ｃ１のＮＣデータを作成
するためのパラメータを決定する。円弧Ｃ１の中心座標
（Ｉ１，Ｊ１）は円形状の中心座標（Ｉ０，Ｊ０）と同
一座標であり、次のようになる。 （Ｉ１，Ｊ１）＝（Ｉ０，Ｊ０） 円弧Ｃ１の半径Ｒ１は円形状の半径Ｒ０から工具径Ｔ０
の１／２小さい値となるため、次のようになる。 Ｒ１＝Ｒ０−Ｔ０／２ 前記中心座標（Ｉ１，Ｊ１）及び半径Ｒ１から、円弧Ｃ
１の終点座標（ｘ１，ｙ１）は次のようになる。 （ｘ１，ｙ１）＝（Ｉ１−Ｒ１，Ｊ１） なお、円弧Ｃ１は最外周円の円弧であるため、始点座標
及び終点座標は同一座標となる。円弧Ｃ１における工具
送り速度Ｆ１は、ステップ１にて入力された工具送り速
度Ｆ０を用いて次のようになる。 Ｆ１＝Ｆ０
【００２１】ステップ４において、円弧Ｃ１の終点座標
（ｘ１，ｙ１）及び中心座標（Ｉ１，Ｊ１）、円弧Ｃ１
における工具送り速度Ｆ１を基に、円弧補間によるＮＣ
データを作成する。円弧Ｃ１のＮＣデータは次のように
なる。 Ｇ０３，ｘ１，ｙ１，Ｉ１，Ｊ１，Ｆ１ なお、Ｇ０３は反時計回りの円弧補間を示す指令であ
り、時計回りのときはＧ０２となる。
（ｘ１，ｙ１）及び中心座標（Ｉ１，Ｊ１）、円弧Ｃ１
における工具送り速度Ｆ１を基に、円弧補間によるＮＣ
データを作成する。円弧Ｃ１のＮＣデータは次のように
なる。 Ｇ０３，ｘ１，ｙ１，Ｉ１，Ｊ１，Ｆ１ なお、Ｇ０３は反時計回りの円弧補間を示す指令であ
り、時計回りのときはＧ０２となる。
【００２２】次に、ステップ５において、ブロック番号
ｎに１加算して、ステップ６において、最外周円の円弧
Ｃ１の半径Ｒ１に対して、工具送りピッチＰの１／２づ
つ小さくなる半円形状の円弧Ｃｎの半径Ｒｎを次式に基
づいて求める。 Ｒｎ＝Ｒ１−（ｎ−１）・Ｐ／２
ｎに１加算して、ステップ６において、最外周円の円弧
Ｃ１の半径Ｒ１に対して、工具送りピッチＰの１／２づ
つ小さくなる半円形状の円弧Ｃｎの半径Ｒｎを次式に基
づいて求める。 Ｒｎ＝Ｒ１−（ｎ−１）・Ｐ／２
【００２３】ここで、判断ステップ７において、ＮＣデ
ータ作成処理の継続・終了を判断する。円弧Ｃｎの半径
Ｒｎが工具送りピッチＰより大きければ前記判断はＹｅ
ｓとなりステップ８の処理へ進む。
ータ作成処理の継続・終了を判断する。円弧Ｃｎの半径
Ｒｎが工具送りピッチＰより大きければ前記判断はＹｅ
ｓとなりステップ８の処理へ進む。
【００２４】ステップ８では、最外周円の円弧Ｃ１の工
具送り速度Ｆ１に対して、徐々に減速する円弧Ｃｎの工
具送り速度Ｆｎを次式に基づいて求める。 Ｆｎ＝Ｆ１・Ｒｎ／Ｒ１
具送り速度Ｆ１に対して、徐々に減速する円弧Ｃｎの工
具送り速度Ｆｎを次式に基づいて求める。 Ｆｎ＝Ｆ１・Ｒｎ／Ｒ１
【００２５】ここで、判断ステップ９において、円弧Ｃ
ｎの中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）を、前記円弧Ｃ１の中心座
標（Ｉ１，Ｊ１）と、この中心座標（Ｉ１，Ｊ１）より
Ｘ方向に工具送りピッチＰの１／２だけ離間した位置と
に交互に配置するために、ｎが偶数・奇数の判断を行
う。ｎが偶数であれば前記判断はＹｅｓとなり、ステッ
プ１０の処理へ進む。
ｎの中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）を、前記円弧Ｃ１の中心座
標（Ｉ１，Ｊ１）と、この中心座標（Ｉ１，Ｊ１）より
Ｘ方向に工具送りピッチＰの１／２だけ離間した位置と
に交互に配置するために、ｎが偶数・奇数の判断を行
う。ｎが偶数であれば前記判断はＹｅｓとなり、ステッ
プ１０の処理へ進む。
【００２６】ステップ１０では、円弧Ｃ２，Ｃ４，・・
・の中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）が次のように決定される。 （Ｉｎ，Ｊｎ）＝（Ｉ１−Ｐ／２，Ｊ１）
・の中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）が次のように決定される。 （Ｉｎ，Ｊｎ）＝（Ｉ１−Ｐ／２，Ｊ１）
【００２７】次に、ステップ１１において、円弧Ｃ２，
Ｃ４，・・・の終点座標（ｘｎ，ｙ ｎ）を次式に基づい
て求める。 （ｘｎ，ｙｎ）＝（Ｉ１＋Ｒｎ−Ｐ／２，Ｊ１）
Ｃ４，・・・の終点座標（ｘｎ，ｙ ｎ）を次式に基づい
て求める。 （ｘｎ，ｙｎ）＝（Ｉ１＋Ｒｎ−Ｐ／２，Ｊ１）
【００２８】ステップ１４において、円弧Ｃｎの終点座
標（ｘｎ，ｙｎ）、中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）、円弧Ｃｎ
における工具送り速度Ｆｎを基に、円弧補間によるＮＣ
データを作成して、ステップ５へ戻る。円弧ＣｎのＮＣ
データは次のようになる。 Ｇ０３，ｘｎ，ｙｎ，Ｉｎ，Ｊｎ，Ｆｎ
標（ｘｎ，ｙｎ）、中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）、円弧Ｃｎ
における工具送り速度Ｆｎを基に、円弧補間によるＮＣ
データを作成して、ステップ５へ戻る。円弧ＣｎのＮＣ
データは次のようになる。 Ｇ０３，ｘｎ，ｙｎ，Ｉｎ，Ｊｎ，Ｆｎ
【００２９】続いて、前記ステップ５〜８の処理を行
い、前記判断ステップ９において、ｎが奇数であれば前
記判断はＮｏとなり、ステップ１２の処理へ進む。
い、前記判断ステップ９において、ｎが奇数であれば前
記判断はＮｏとなり、ステップ１２の処理へ進む。
【００３０】ステップ１２では、円弧Ｃ３，Ｃ５，・・
・の中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）が次のように決定される。 （Ｉｎ，Ｊｎ）＝（Ｉ１，Ｊ１）
・の中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）が次のように決定される。 （Ｉｎ，Ｊｎ）＝（Ｉ１，Ｊ１）
【００３１】次に、ステップ１３において、円弧Ｃ３，
Ｃ５，・・・の終点座標（ｘｎ，ｙ ｎ）を次式に基づい
て求めて、ステップ１４へ戻る。 （ｘｎ，ｙｎ）＝（Ｉ１−Ｒｎ，Ｊ１）
Ｃ５，・・・の終点座標（ｘｎ，ｙ ｎ）を次式に基づい
て求めて、ステップ１４へ戻る。 （ｘｎ，ｙｎ）＝（Ｉ１−Ｒｎ，Ｊ１）
【００３２】前記ステップ５〜１４の処理を繰り返すこ
とにより、図２に示すように、半径を工具送りピッチＰ
の１／２づつ小さくした複数の半円形状の円弧Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４，Ｃ５，・・・からなる渦巻形状に沿って、外
周から中心に向かって前記円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，
Ｃ５，・・・ごとに工具送り速度を減速させて加工を行
うためのＮＣデータを作成していき、判断ステップ７に
おいて、円弧Ｃｎの半径Ｒ ｎが工具送りピッチＰよりも
小さくなったとき、前記判断がＮｏとなり、ＮＣデータ
作成処理を終了する。
とにより、図２に示すように、半径を工具送りピッチＰ
の１／２づつ小さくした複数の半円形状の円弧Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４，Ｃ５，・・・からなる渦巻形状に沿って、外
周から中心に向かって前記円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，
Ｃ５，・・・ごとに工具送り速度を減速させて加工を行
うためのＮＣデータを作成していき、判断ステップ７に
おいて、円弧Ｃｎの半径Ｒ ｎが工具送りピッチＰよりも
小さくなったとき、前記判断がＮｏとなり、ＮＣデータ
作成処理を終了する。
【００３３】なお、上述の実施の形態では、最外周円の
円弧Ｃ１と、この円弧Ｃ１の半径Ｒ １に対して半径を工
具送りピッチの１／２づつ小さくした複数の半円形状の
円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・とからなり、前記
円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・の中心座標
（Ｉｎ，Ｊｎ）を、加工を行う円形状の中心座標
（Ｉ ０，Ｊ０）と、この中心座標（Ｉ０，Ｊ０）よりＸ
方向に前記工具送りピッチの１／２だけ離間した位置と
に交互に配置することにより、渦巻形状の工具軌跡を生
成しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、前記円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・の
中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）を、加工を行う円形状の中心座
標（Ｉ０，Ｊ０）と、この中心座標（Ｉ０，Ｊ０）より
Ｙ方向、あるいは、任意の方向に前記工具送りピッチの
１／２だけ離間した位置とに交互に配置してもよい。
円弧Ｃ１と、この円弧Ｃ１の半径Ｒ １に対して半径を工
具送りピッチの１／２づつ小さくした複数の半円形状の
円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・とからなり、前記
円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・の中心座標
（Ｉｎ，Ｊｎ）を、加工を行う円形状の中心座標
（Ｉ ０，Ｊ０）と、この中心座標（Ｉ０，Ｊ０）よりＸ
方向に前記工具送りピッチの１／２だけ離間した位置と
に交互に配置することにより、渦巻形状の工具軌跡を生
成しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、前記円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・の
中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）を、加工を行う円形状の中心座
標（Ｉ０，Ｊ０）と、この中心座標（Ｉ０，Ｊ０）より
Ｙ方向、あるいは、任意の方向に前記工具送りピッチの
１／２だけ離間した位置とに交互に配置してもよい。
【００３４】また、前記円弧Ｃ１の中心座標（Ｉ１，Ｊ
１）を加工を行う円形状の中心座標（Ｉ０，Ｊ０）と
し、前記半円形状の円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・
・の中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）を、前記円弧Ｃ１の中心座
標（Ｉ１，Ｊ１）よりＸ方向又はＹ方向に前記工具送り
ピッチの１／４だけ離間した位置と、前記中心座標（Ｉ
１，Ｊ１）よりＸ方向又はＹ方向に前記工具送りピッチ
の−１／４だけ離間した位置とに交互に配置してもよ
い。この場合、前記円弧Ｃ２の半径Ｒ２は前記円弧Ｃ１
の半径Ｒ１に対して前記工具送りピッチの１／４だけ小
さい値となる。
１）を加工を行う円形状の中心座標（Ｉ０，Ｊ０）と
し、前記半円形状の円弧Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・
・の中心座標（Ｉｎ，Ｊｎ）を、前記円弧Ｃ１の中心座
標（Ｉ１，Ｊ１）よりＸ方向又はＹ方向に前記工具送り
ピッチの１／４だけ離間した位置と、前記中心座標（Ｉ
１，Ｊ１）よりＸ方向又はＹ方向に前記工具送りピッチ
の−１／４だけ離間した位置とに交互に配置してもよ
い。この場合、前記円弧Ｃ２の半径Ｒ２は前記円弧Ｃ１
の半径Ｒ１に対して前記工具送りピッチの１／４だけ小
さい値となる。
【００３５】また、上述の実施の形態では、連続する複
数の円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・からな
る渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって
工具Ｔを移動させて加工を行うものであるが、本発明は
これに限定されるものではなく、中心から外周に向かっ
て加工を行ってもよい。
数の円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，・・・からな
る渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かって
工具Ｔを移動させて加工を行うものであるが、本発明は
これに限定されるものではなく、中心から外周に向かっ
て加工を行ってもよい。
【００３６】また、上述の実施の形態では、Ｚ軸方向の
動作についての説明を省略しているが、実際に工作物に
対して円形状の加工を行う場合、加工開始位置である最
外周円の円弧の始点において、工具をＺ軸方向に所定量
だけ切り込んだ状態で、Ｘ軸及びＹ軸の同時２軸制御に
より渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かっ
て工具を移動させて加工を行い、この加工が終了した
ら、前記工具を前記加工開始位置まで戻して再びＺ方向
に所定量だけ切り込んで、渦巻形状の工具軌跡に沿って
加工を行う。これを繰り返すことにより、Ｚ軸方向の予
め設定された深さまで１段づつ加工を行うものである。
動作についての説明を省略しているが、実際に工作物に
対して円形状の加工を行う場合、加工開始位置である最
外周円の円弧の始点において、工具をＺ軸方向に所定量
だけ切り込んだ状態で、Ｘ軸及びＹ軸の同時２軸制御に
より渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心に向かっ
て工具を移動させて加工を行い、この加工が終了した
ら、前記工具を前記加工開始位置まで戻して再びＺ方向
に所定量だけ切り込んで、渦巻形状の工具軌跡に沿って
加工を行う。これを繰り返すことにより、Ｚ軸方向の予
め設定された深さまで１段づつ加工を行うものである。
【００３７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、前記複数の半
円形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加
工点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
ＣＮＣ装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
円形状の円弧の始点と終点のみ加工点群となり、この加
工点群を円弧補間して渦巻形状の工具軌跡を生成するた
め、前記加工点群の間隔が広く、データ量が削減され、
ＣＮＣ装置における演算処理を高速化することができ、
高速での工具送りが可能となる。
【００３８】ここで、本発明の効果を確認するため、同
一の工作物及び工具を用いて、径３０ｍｍの円形状を工
具送りピッチ０．１５ｍｍで従来のインボリュート曲線
に沿って加工を行う場合と、本発明の連続する複数の円
弧からなる渦巻形状に沿って加工を行う場合とのブロッ
ク数及びデータ量を比較した結果を示す。この結果、従
来のインボリュート曲線に沿って加工を行う場合、ブロ
ック数１２３３０、データ量１８９Ｋとなり、本発明の
連続する複数の円弧からなる渦巻形状に沿って加工を行
う場合、ブロック数２４０、データ量７Ｋとなった。こ
の結果より、本発明の連続する複数の円弧からなる渦巻
形状に沿って加工を行う場合は、従来のインボリュート
曲線に沿って加工を行う場合に比べて、ブロック数で約
１／５０、データ量で１／２７となることが確認され
た。
一の工作物及び工具を用いて、径３０ｍｍの円形状を工
具送りピッチ０．１５ｍｍで従来のインボリュート曲線
に沿って加工を行う場合と、本発明の連続する複数の円
弧からなる渦巻形状に沿って加工を行う場合とのブロッ
ク数及びデータ量を比較した結果を示す。この結果、従
来のインボリュート曲線に沿って加工を行う場合、ブロ
ック数１２３３０、データ量１８９Ｋとなり、本発明の
連続する複数の円弧からなる渦巻形状に沿って加工を行
う場合、ブロック数２４０、データ量７Ｋとなった。こ
の結果より、本発明の連続する複数の円弧からなる渦巻
形状に沿って加工を行う場合は、従来のインボリュート
曲線に沿って加工を行う場合に比べて、ブロック数で約
１／５０、データ量で１／２７となることが確認され
た。
【００３９】請求項２の発明によれば、渦巻形状の工具
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る第１の軸又は第
２の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記円弧の始
点及び終点を示す座標データが求めやすく、更にＣＮＣ
装置における演算処理を高速化することができ、高速で
の工具送りが可能となる。
軌跡を構成する複数の半円形状の円弧の始点及び終点
が、前記円形状の円弧の中心座標を通る第１の軸又は第
２の軸と平行な軸線上に配置されるため、前記円弧の始
点及び終点を示す座標データが求めやすく、更にＣＮＣ
装置における演算処理を高速化することができ、高速で
の工具送りが可能となる。
【００４０】請求項３の発明によれば、前記渦巻形状の
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
中心付近の、径が小さく、曲率が大きい円弧において
も、高精度に加工することが可能である。
【００４１】請求項４の発明によれば、上述した請求項
１及び請求項２の効果を得ることができるＮＣデータを
自動で作成することが可能である。
１及び請求項２の効果を得ることができるＮＣデータを
自動で作成することが可能である。
【００４２】請求項５の発明によれば、上述した請求項
３の効果を得ることができるＮＣデータを自動で作成す
ることが可能である。
３の効果を得ることができるＮＣデータを自動で作成す
ることが可能である。
【図１】本発明の実施の形態を示す工作機械の構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施の形態に係る工作物の加工手順を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＮＣデータの作成処
理を示すフローチャートである。
理を示すフローチャートである。
１ 工作機械 ３０ ＮＣデータ作成装置 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５ 円弧 Ｉ０ 円形状中心、円弧中心 Ｉ１ 円弧中心 Ｐ 工具送りピッチ Ｒ１ 最外周円半径 Ｔ 工具 Ｔ０ 工具径 Ｗ 工作物
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C022 EE05 5H269 AB05 AB31 BB05 QB04 RB04 9A001 HH34 JJ49 KK32
Claims (5)
- 【請求項１】第１の軸とこの第１の軸と直交する第２の
軸との同時２軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いた円形状の加工方法
において、工具径を考慮して予め設定された工具送りピ
ッチづつ径を小さくした複数の半円形状の円弧を、前記
ピッチの１／２だけ離間した２点を交互に中心として順
次接続することにより渦巻形状の工具軌跡を生成し、こ
の工具軌跡に沿って工具を移動させて加工を行うことを
特徴とする円形状の加工方法。 - 【請求項２】請求項１記載の円形状の加工方法におい
て、前記ピッチの１／２だけ離間した２点を、前記円形
状の中心及びこの中心より前記第１の軸又は前記第２の
軸と平行な方向に前記ピッチの１／２だけ離間した位置
とすることを特徴とする円形状の加工方法。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の円形状の加工方法に
おいて、前記渦巻形状の工具軌跡に沿って外周から中心
に向かって前記半円形状の円弧ごとに工具送り速度を徐
々に減速させて加工を行うことを特徴とする円形状の加
工方法。 - 【請求項４】第１の軸とこの第１の軸と直交する第２の
軸との同時２軸制御により工作物と工具とを相対的に移
動させて加工を行う工作機械を用いて円形状の加工を行
うためのＮＣデータを作成するＮＣデータ作成装置にお
いて、加工する円形状の中心座標や半径及び使用する工
具の工具径などのデータを入力するデータ入力手段と、
該データ入力手段により入力されたデータに基づいて、
前記円形状の外周の円弧に沿った工具軌跡を生じる最外
周円ＮＣデータを作成するとともに、前記最外周円ＮＣ
データにおける半径に対して前記工具径を考慮して設定
された工具送りピッチの１／２づつ順次半径を小さくし
た複数の半円形状の円弧であって前記最外周円ＮＣデー
タにおける中心座標に対して前記第１の軸又は前記第２
の軸と平行な方向に前記ピッチの１／２だけ離間した位
置を中心とする第１の半円ＮＣデータと前記最外周円Ｎ
Ｃデータにおける中心座標を中心とする第２の半円ＮＣ
データとを前記第１の半円ＮＣデータもしくは前記第２
の半円ＮＣデータにおける半径が前記ピッチより小さく
なるまで順次交互に作成するデータ作成手段とを備えた
ことを特徴とするＮＣデータ作成装置。 - 【請求項５】請求項４記載のＮＣデータ作成装置におい
て、前記ＮＣデータ作成手段は、前記最外周円ＮＣデー
タと前記第１の半円ＮＣデータ及び第２の半円ＮＣデー
タに対して工具送り速度を各ＮＣデータにおける半径に
比例した値として設定することを特徴とするＮＣデータ
作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33222899A JP2001147708A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 円形状の加工方法及びその加工を行うためのｎｃデータ作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33222899A JP2001147708A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 円形状の加工方法及びその加工を行うためのｎｃデータ作成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001147708A true JP2001147708A (ja) | 2001-05-29 |
Family
ID=18252615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33222899A Pending JP2001147708A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 円形状の加工方法及びその加工を行うためのｎｃデータ作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001147708A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011039991A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Matsuura Machinery Corp | Ｃａｄ／ｃａｍシステム |
| CN103226343A (zh) * | 2012-01-26 | 2013-07-31 | 斗山英维高株式会社 | 机床中的真圆切削加工装置和方法 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33222899A patent/JP2001147708A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011039991A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Matsuura Machinery Corp | Ｃａｄ／ｃａｍシステム |
| CN103226343A (zh) * | 2012-01-26 | 2013-07-31 | 斗山英维高株式会社 | 机床中的真圆切削加工装置和方法 |
| CN103226343B (zh) * | 2012-01-26 | 2017-08-04 | 斗山机床株式会社 | 机床中的真圆切削加工装置和方法 |
| KR101936141B1 (ko) * | 2012-01-26 | 2019-01-09 | 두산공작기계 주식회사 | 공작 기계에서의 진원 절삭 가공 장치 및 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050411 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051206 |