JP2004227327A - Method for creating numerical control program, and machining method, system and device - Google Patents

Method for creating numerical control program, and machining method, system and device Download PDF

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武 山本
Kenji Matsuoka
賢二 松岡
Naoki Kubota
直樹 窪田
Takashi Akasaka
貴志 赤坂
Hideaki Makino
秀明 牧野
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Olympus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method permitting machining by shifting to a size tolerance center value or to an intended size within a range of size dimension with a simple method. <P>SOLUTION: Shape information taking the size tolerance of an object to be machined into consideration of an actual shape of a tool used for machining is input and set by a tool setting section 22, and a numerical control program 24 is created on the basis of the shape information. Or machining is performed using a tool with a shape of which the size tolerance is taken into consideration of the shape information. Or shape data 12 is converted into a direction for uniformly reducing the volume, and the numerical control program 24 is created using the converted data. Or the numerical control program 24 is created on the basis of shape information different from the information indicated when a user inputs the tool used in a machining process section 32. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加工物の形状を表すデータに基づいて加工を行なうための数値制御プログラムを作成し、数値制御工作機械で加工を行う、数値制御プログラム作成方法、加工方法、数値制御プログラム作成システム及び加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）で３次元の形状データを作成し、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）にデータを受け渡して数値制御プログラムを作成し、加工を行なう方法において、形状の入力が寸法公差の中央値ではなく、称呼寸法値で行なわれていた場合、ＣＡＤのすべての形状データを寸法公差中央値に入れ直し、ＣＡＭにデータを受け渡して通常の加工プロセスを行なう方法が一般的に行なわれている。
【０００３】
また、寸法公差の情報を加工に反映させる従来技術として特許文献１に開示された数値制御情報作成装置がある。
特許文献１に開示されている数値制御情報作成装置では、加工後の形状を入力する際、加工後の形状を構成する形状要素毎に又は複数の形状要素のグループ毎に寸法公差を入力する。そして、数値制御工作機械（ＮＣ）を制御する数値制御情報を作成する際に、入力された寸法公差に基づいて工具の補正データを変更する情報を当該数値制御情報に付加している。
【０００４】
これにより加工後の形状を構成する形状要素毎又は複数の形状要素のグループ毎の寸法公差の入力を可能にし、加工終了後の寸法が入力された寸法公差の範囲に収まるように、入力された寸法公差に基づいて数値制御情報に工具の補正データを変更する情報を付加するようにしている。
【０００５】
また、使用する工具や送り速度、被加工材の材質の種類及び切り込み量に応じて寸法公差の範囲を移動することが出来るので、加工終了後の寸法が寸法公差で示された範囲の中間となるような数値制御情報を自動的に作成することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２６７０１８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題点があった。
形状データを作り直してからＣＡＭで数値制御プログラムを作成する方法の場合、形状データを作り直す時間が発生し、ワークの製作期間の長期化と製造コストの増大化という問題が発生する。
【０００８】
また特許文献１に開示された数値制御情報作成装置では、数値制御情報を自動的に作成する上で複雑な工程を必要とするので、装置自体が大変高価なものになってしまう。更に、加工後の形状を入力する際に、構成する形状要素毎又は複数の形状要素のグループ毎に寸法公差を入力することを加工後の形状を入力するユーザに強制することになり、これがユーザの思考プロセスを阻害する要因にもなっている。
【０００９】
このような従来の問題点に鑑み、本発明は簡便な方法によって、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる数値制御プログラム作成方法、加工方法、システム及び加工装置を提供することを課題とする。
【００１０】
また本発明は、片側公差に対応した数値制御プログラム作成方法、加工方法、システム及び加工装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第１の形態は、ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
【００１２】
数値制御プログラム作成方法の第１の形態は、前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状に前記加工物の寸法公差を考慮して求めた、前記工具の形状を示す形状情報を用いて前記工具の径路を計算するステップと、該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成するステップを有する。
【００１３】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第２の形態は、ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
数値制御プログラム作成方法の第２の形態は、前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状とは異なる形状を示す工具の形状情報の入力を受け付けるステップと、前記形状情報を用いて前記工具の径路を計算するステップと、該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成するステップとを有する。
【００１４】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第３の形態は、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
本発明による数値制御プログラム作成方法の第３の形態は、前記形状データを前記加工物の体積が均一に減少する方向に変換するステップと、該変換結果を用いて前記数値制御プログラムを作成するステップとを有する。
【００１５】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第４の形態は、ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
第４の形態は、ユーザに加工に使用する工具を選択するための工具の形状を示す情報を示すステップと、前記工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成するステップを有する。
【００１６】
本発明による加工方法は、加工物の形状を表すデータに基づいて作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なうことを前提とし、前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうステップを有する。
【００１７】
また本発明は、数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成システムや加工物の加工処理を行なう加工装置もその適用範囲に含む。
本発明によれば、寸法公差を考慮して求めた形状情報を用いて、数値制御プログラムが作成されるので、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
【００１８】
或いは、数値制御プログラムに定義された工具形状情報と異なる形状の工具を用いて加工を行なうことによって、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することが出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態では、数値制御フライス盤、いわゆるマシニングセンタによる加工方法を説明する。
第１の実施形態
図１は、第１の実施形態のシステムの構成を示す図である。尚後述する第２〜第４の実施形態のシステムもこの図１に示したシステムと基本的に同じ構成を持つ。
【００２０】
図１において、システムはＣＡＤ部１、ＣＡＭ部２及び加工部３より構成される。
ＣＡＤ部１は、モデル形状を設定し、形状データ１２を作成するもので、ユーザが、表示画面上からポインティングデバイスで指示入力する等の方法によって、加工形状やその寸法を入力すると、モデル形状設定部１１がユーザによる入力指示に基づいて形状データ１２を生成する。
【００２１】
ＣＡＭ部２は、ユーザによって入力された加工条件や加工に使用される工具の選択指定に基づいて、加工条件設定部２１で加工条件を設定し、また工具設定部２２によって加工処理に用いる工具を設定する。そして加工パス演算部２３によって、ＣＡＤ部１によって生成された形状データ１２、加工条件設定部２１で設定された加工条件及び工具設定部２２によって設定されて工具の種類を元に工具の加工経路の演算を行ない、数定制御プログラム２４を生成する。
【００２２】
加工部３は、ＣＡＭ部２で生成された数値制御プログラム２４に基づいて、搭載されている搭載工具３１から工具を選択し、加工処理部３２が被加工材に対して切削等の加工処理を行なう。
第１の実施形態では、実際に加工に使用する工具の形状情報とは異なる形状情報で径路を計算させることによって、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工する。
【００２３】
図２は本発明の第１の実施形態による加工処理例を示す図である。同図は、ボス形状とボス形状を作製する時の数値制御プログラムによる工具の動きを示している。
図２において、５５は被削材であり、その素材はアルミニウム、鉄鋼などの金属の他、プラスチックなど切削加工に適したものを適宜自由に選択できる。ボス５１は被削材５５に対して切削加工を行って形成する最終加工形状のボスで、また中心線５２はボス５１に対する中心線を表わしている。ボス５１の所望の外径寸法は直径φ１００ −０．０４であり、マイナス側の片側公差寸法で規定されている。尚１００ −０．０４は、９．９６〜１０．００ｍｍの範囲の寸法を表している。
【００２４】
工具経路５３はボス５１の加工での最終仕上げ時の工具径路であり、エンドミル５４は最終仕上げに使用する外径φ２ｍｍのエンドミルである。尚図２ではエンドミル５４は、模式的に円柱状に描写してある。
第１の実施形態では、切削加工に用いるエンドミル５４等の工具の大きさを実際に加工に用いられる寸法とは異なる値を用いてボス５１の加工経路の演算を行なう。
【００２５】
図３は第１の実施形態及び後述する第２の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
図３の各ステップＳ１〜Ｓ５は加工の工程を概念的に示しており、各工程間でデータ等情報の伝達が必要な部分においては適切なインターフェースで結ばれている。
【００２６】
まず、ステップＳ１において、ユーザがＣＡＤ部１を用いて、最終加工形状の入力を称呼寸法値により行なう。そしてＣＡＤ部１は、ユーザ入力に基づいてＣＡＤデータとして形状データ１２を生成する。
次に、ステップＳ２ではステップＳ１においてＣＡＤ部１で作成された形状データ１２をＣＡＭ部２にインポートする。
【００２７】
その後、ステップＳ３のＣＡＭ編集作業では、加工処理で使用する工具の、工具回転数、送り速度、切り込み量など設定する作業をＣＡＭ部２において行ない、ステップＳ４では加工パス演算部２３によって加工経路を計算させ、数値制御プログラム２４の作成を行なう。
【００２８】
この時、ステップＳ３のＣＡＭ編集作業において、最終仕上げ時に使用する工具の外径の形状を実際の加工処理で用いられる工具の外形φ２ｍｍを入力するのではなく、真の値のφ２ｍｍから寸法公差の範囲の１／２である０．０２ｍｍを差し引いた意図的に異なる外径であるφ１．９８ｍｍを入力する。
【００２９】
ここで、寸法公差の範囲とはφ１００ −０．０４ｍｍで記載される許容値の幅、つまり、０〜−０．０４ｍｍ＝０．０４ｍｍを指す。
ステップＳ４で作成される数値制御プログラムについて、ＣＡＭに入力しておく工具径を真の値であるφ２ｍｍと入力した時、最終仕上げ時の工具の中心の軌跡は、ボスに対する中心線５２を中心とするφ１２ｍｍ（＝（１０／２＋２／２）ｍｍ×２）になる。しかし、真の値のφ２ｍｍから寸法公差の範囲の１／２を差し引いて求めた、意図的に異なる外径であるφ１．９８ｍｍをＣＡＭに入力した際にステップＳ４で作成される最終仕上げ時の数値制御プログラムは、ボスに対する中心線５２を中心とするφ１１．９８ｍｍ（＝（１０／２＋１．９８／２）ｍｍ×２）の軌跡となる。
【００３０】
この数値制御プログラムを元に、実際に加工部３に搭載されたφ２ｍｍのエンドミル５４でステップＳ５の数値制御加工機で被加工材のブランク５５の加工を行なうと、ボス５１はφ９．９８ｍｍ（＝（１１．９８／２−２／２）ｍｍ×２）の寸法で切削され、寸法公差の中心である所望の径寸法を有する形状に作成される。
【００３１】
このように第１の実施形態では、ＣＡＭに入力する最終仕上げに使用する工具の外径を、真の値のφ２ｍｍではなく、真の値のφ２ｍｍから寸法公差の範囲の１／２を差し引いた異なる寸法のφ１．９８ｍｍと入力しておくことで、ＣＡＤに入力される加工対象物の寸法が称呼寸法値のφ１０ｍｍであったとしても、加工後で作製されるボス５１は、寸法公差の範囲の中心値であるφ９．９８ｍｍの所望の径寸法を有する形状に加工処理が行われる。
【００３２】
このように第１の実施形態では、最終加工に用いられる工具の形状として公差を考慮した値を入力するという簡便な方法によって、公差を考慮した加工処理を行なうことができる。
第２の実施形態
第２の実施形態では、数値制御プログラムに定義された工具形状情報と異なる形状の工具を用いて加工を行なうことによって、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工する。
【００３３】
以下の説明では第１の実施形態と異なる点のみを記載し、同一の部分についてはその説明は省略する。
図４は第２の実施形態による加工処理例を示す図である。同図は、加工形状であるポケット穴形状を示している。
【００３４】
第２の実施形態では、図４において、被削材６４に対してポケット穴６２を空ける加工を行なう例を示す。最終加工形状のポケット穴６２の所望の内側寸法は、幅Ｘ３００ ＋０．０５ｍｍ×奥行きＹ４００ ＋０．０５ｍｍ×深さＺ２００ ＋０．０５ｍｍでありプラス側の片側寸法で規定されているものとする。
【００３５】
尚被削材６４は第１の実施形態と同様に、アルミニウム、鉄鋼などの金属の他、プラスチックなどの素材を自由に選択できる。
図５は、図４のポケット穴６１を真上から見た図である。
同図中の工具径路６２は、ポケット穴６１を加工する最終仕上げ時の工具の軌跡である。この工具経路６２は、ＣＡＭ部２で称呼寸法値を用いて生成された数値制御プログラム２４による経路となっている。
【００３６】
このポケット穴６１の切削加工には、図６に示す切削工具６３を用いる。
切削工具６３はエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂから構成され、ホルダー部６３ｂの内部には図示しないコレットを介しエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを締結している。
【００３７】
ホルダー部取り付け端面６３ｃは、数値制御工作機械等の加工部３との取り付けの際に、切削工具６３の長さの基準となる面で、ホルダー部取り付け端面６３ｃからエンドミルの先端６３ｅまでの長さＨを突き出し長６３ｄとする。突き出し長６３ｄは０．０１ｍｍの精度で任意の長さに調整でき、この値は、工具設定部２２で切削工具６２の工具情報の一つとして設定、管理される。
【００３８】
図４、図５の例ではポケット穴６１の幅寸法Ｘと奥行き寸法Ｙの寸法公差の範囲は、０〜＋０．０５ｍｍ＝０．０５ｍｍなので、エンドミル６３ａの外径は称呼値φ６ｍｍのオーバーサイズであるφ６．０２ｍｍのものを使用する。
次に第２の実施形態における工程の流れを説明する。第２の実施形態における加工の工程は、基本フローは第１の実施形態と同じなので、以下に説明では、図５及び第１の実施形態の説明で用いた図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
第２の実施形態において、図３のステップＳ１乃至ステップＳ２までは工程は第１の実施例と同じなので説明は省略する。
ステップＳ３のＣＡＭ編集作業において、使用する工具の、工具回転数、送り速度、切り込み量などをＣＡＭ部２に設定する作業を行なうが、この時最終仕上げ時に使用する工具の外径として称呼値のφ６ｍｍをＣＡＭ部２で入力、設定する。
【００４０】
また、突き出し長６３ｄにおいては、エンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを仮止めした時の値をＣＡＭ部２に入力、設定する。深さ寸法Ｚの寸法公差が０〜＋０．０５ｍｍ＝０．０５ｍｍなので、加工部３において実際に加工処理を行なう時は、切削工具６３として仮止めした時の値より意図的に０．０４ｍｍ長い位置でエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを固定したものを用いる。
【００４１】
この状態でステップＳ４として、第１の実施形態と同様にＣＡＭ部２は加工パス演算を行ない、数値制御プログラム２４を生成する。
ステップＳ４で作成された最終仕上げ時の数値制御プログラム２４は、図５に点線６２で示した如く、ポケット穴６０の輪郭線を内側に、工具外径の称呼値φ６ｍｍの１／２である３ｍｍオフセットしたものが、工具の中心の軌跡になる。従って実際に加工に用いられている切削工具６３はφ６．０２ｍｍなので、各面称呼寸法値より０．０１ｍｍだけ内側に削られることとなる。
【００４２】
また深さ方向については、数値制御プログラム２４は、ポケット穴６１の称呼寸法値２０ｍｍによって計算されているが、実際に用いられている切削工具６３は、突き出し長６３ｄが０．０４ｍｍ長いので、０．０４ｍｍ深い位置をエンドミルの先端６３ｅが通過することになる。
【００４３】
この数値制御プログラム２４を元に、ステップＳ５の数値制御加工機で被加工材のブランク６４の加工を行なうと、ポケット穴６１寸法は幅３０．０２ｍｍ×奥行き４０．０２ｍｍ×深さ２０．０４ｍｍとなり、寸法公差範囲内で、かつプラス側へ意図的にシフトさせた量の形状に加工することが出来る。
【００４４】
このように第２の実施形態では、エンドミル外径の称呼値およびエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを仮止めした時の値をＣＡＭに入力しておくことにより、ＣＡＤに入力される加工対象物の寸法が称呼寸法であったとしても、オーバーサイズのエンドミルの使用と突き出し長６３ｄの微調整で、寸法公差範囲内でかつ、プラス側に意図的にシフトさせた量の形状を得ることができる。
【００４５】
次に図４のポケット穴６１の内側寸法が、プラス側の片側公差とマイナス側の片側公差が混在していた場合の処理について説明する。
尚以下の説明では、上記した説明と同じ部分については省略し、異なる点のみを記載する。
【００４６】
加工形状であるポケット穴６１の寸法が、幅Ｘ３００ ＋０．０５ｍｍ×奥行きＹ４００ ＋０．０５ｍｍ×深さＹ２００ −０．０５ｍｍであり、深さの寸法の寸法公差のみ上述した例と異なりマイナス側に規定されていたとする。
これに対して、切削工具６３の突き出し長６３ｄに対し、エンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを仮止めした時の値をＣＡＭ部２に入力設定し、この設定値に基づいてＣＡＭ部２は数値制御プログラム２４を生成する。
【００４７】
また加工部３では、実際に加工を行なう時には、切削工具６３として仮止めした時の値より意図的に０．０４ｍｍ短い位置でエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを固定したものを用いて加工処理を行なう。
ＣＡＭ部２で生成された数値制御プログラム２４は、突き出し長６３ｄが称呼寸法値２０ｍｍとなるように設定されたものとして計算されているので、上記したように突き出し長６３ｄを意図的に０．０４ｍｍ短くすることにより、深さ方向についてはポケット穴６１の称呼寸法値２０ｍｍより０．０４ｍｍ浅い位置をエンドミルの先端６３ｅが通過する数値制御プログラムとなる。
【００４８】
よってこの数値制御プログラム２４を用いて、ステップＳ５の加工部３で被加工材のブランク６４の加工を行なうと、ポケット穴６１寸法は幅３０．０２×奥行き４０．０２×深さ１９．９６となる。これは、寸法公差範囲内でかつ、幅および奥行きはプラス側へ、深さ方向はマイナス側へ意図的にシフトさせた量の形状となっている。
【００４９】
このように第２の実施形態では、工具の径方向と深さ方向で異なる寸法公差が規定されていても、設定されたものよりオーバーサイズのエンドミルを使用し、また突き出し長６３ｄを微調整することにより、公差範囲内でかつ、幅および奥行きと、深さ方向で異なる値や方向へ意図的にシフトさせた量の形状を得ることができる。
第３の実施形態
第３の実施形態では、形状データ１２を構成するサーフェイス情報に対してオフセットをかけることによって、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工する。
【００５０】
以下の説明では、本実施形態は第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点のみを記載し、同じ部分については省略する。
図７は本発明の第３の実施形態による加工処理例を示す図である。同図は、加工形状としてボス及びポケット穴を有する形状を示している。
【００５１】
同図において、ボス７１−１〜７１−４は同一形状のボスで所望の外径寸法はφ３０ −０．０５ｍｍとなっている。また丸穴７２はポケット穴であり所望の外径寸法はφ１５０ ＋０．０５ｍｍで規定されている。
このようなワークを作製するに当たって、第３の実施形態では、ＣＡＤ部１で生成された形状データ１２に対してオフセットをかける。
【００５２】
図７に示したようなワークの作製を行なう場合を例として、第３の実施形態における処理の流れを以下に示す。
図８は第３の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
同図において、まずステップＳ１１として、第１及び第２の実施形態と同様に、ユーザがＣＡＤ部１を用いて最終加工形状の入力を称呼寸法値により行なう。そしてＣＡＤ部１は、ユーザ入力に基づいて形状データ１２を生成する。
【００５３】
次にステップＳ１２において、形状データ１２を構成する全てのサーフェイス情報を、加工後のワークの体積が減少する方向にそれぞれ０．０１２５ｍｍオフセットした輪郭データに形状を変換する。
図９は、このデータの変換を示す図である。同図は被加工材ブランク７３の対角線部分の断面を示している。
【００５４】
図９中、点線７４は、入力した形状データ１２に対し加工後のワークの体積が減少する方向にオフセットを加えた輪郭データを示している。また平面７５は被加工材ブランク７３を切削して得られる平面部分である。
図９に示すように、変換後の輪郭データは、点線７４のようにワークの体積が減る方向に各面均一にオフセットがかかっている。よってこの形状データ１２を元にＣＡＭ部３で生成される数値制御プログラム２４は、オフセットがかかっている分、多く被加工材を切削することとなる。
【００５５】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で変換された形状データ１２をＣＡＭにインポートし、ステップＳ１４において、ＣＡＭ編集作業として、加工処理で使用する工具についての設定作業をＣＡＭ部２において行ない、ステップＳ１５では加工パス演算部２３によって加工経路を計算して、数値制御プログラム２４の作成を行なう。
【００５６】
そしてこの数値制御プログラム２４によって、加工処理を行なうと、作製される形状はボス７１がφ２．９７５ｍｍ、丸穴７２がφ１５．０２５となり、所望する寸法を満足する。
本実施形態の場合、ボス７１の上面や、丸穴７２の底面、平面部７５などもオフセットされた分だけ、余計に切削されることとなる。
【００５７】
片側寸法公差で規定される部分の加工事例の多くは、嵌合が目的とされる、穴、軸、もしくはその他の凹凸形状であって、軸を含む凸形状の場合はマイナス寸法公差、穴を含む凹の形状の場合はプラス寸法公差の場合が多く、その他の部分については一般寸法公差で規定される。よってその観点で見れば、ボス７１の上面や、丸穴７２の底面、平面部７５などが、ステップＳ１１で入力された形状データに対しオフセットされた分余計に切削されたとしても影響は少ない。
【００５８】
このように第３の実施形態では、通常の加工の工程に、形状データ１２を構成するすべてのサーフェイス情報を、加工後のワークの体積墳が減少する方向にオフセットを行なう工程を入れて加工を行なうことにより、嵌合を目的としたボス７１および丸穴７２の寸法寸法公差を満足した形状を得ることができる。
第４の実施形態
第４の実施形態では、ＣＡＭ部２において、ユーザが工具情報を設定する際に、ユーザ側に示される値とＣＡＭ部２において数値制御プログラム２４を生成する際の演算で用いる値とで異なった値を用いる。
【００５９】
図１０は、第４の実施形態の説明図である。
同図において、使用する工具を選択する際にユーザに示される情報は、加工部３において、実際に加工処理に用いられる搭載工具３１の基づいたものが示される。それに対して、加工パス演算部２３では、ＣＡＤ部１からの形状データ１２に対して加工条件設定部２１からの加工条件や工具設定部２２からの工具情報を加味して数値制御プログラム２４を演算するが、この時用いられる工具情報の値に公差を加味した値を用いる。例えば寸法公差の範囲が０．２ｍｍだった場合、その半分の０．１ｍｍ引いた値を演算に用いる。
【００６０】
そして同図において、例えばユーザが加工処理に使用する工具として工具径φ２ｍｍのエンドミルを持つ切削工具を選んだとすると、加工パス演算部２３での演算では工具径はφ１．９０として計算される。
そして、加工部３による加工処理では工具径φ２ｍｍの切削工具によって、この数値制御プログラム２４に基づいた工具経路によって切削加工が行われる。従って、称呼寸法より０．１ｍｍワークの体積が減少する方向に切削される。
【００６１】
この第４の実施形態では、ユーザは何ら公差を意識せずに、使用する工具を選択してＣＡＭ部２に入力するだけで、公差を考慮した加工処理行なえる。またシステムにおいても、特別な処理や計算を必要としない。
尚上記各実施形態で示した例では、ボスを含んだ凸形状がマイナス寸法公差、穴を含んだ凹形状がプラス寸法公差の片側寸法公差のものを例として示したが、寸法公差の方向についてはこれらに限らず、作製するワークの形状や、寸法公差等の求められる条件に基づいて種々変化させることが可能であるし、組み合せて加工を行なうこともできる。
【００６２】
また本実施形態では、全て片側公差で規定されている場合を例として示したが、通常の寸法公差と片側公差とが混在しているワークに対しても、片側公差によって規定されている領域を抽出することによって、各実施形態で示した手法は適用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によれば、加工に使用する工具に対する形状とは異なる値の工具形状情報で径路を計算させる、という非常に簡便な方法で、工具径路を称呼寸法値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
【００６４】
また数値制御プログラムに定義された工具形状情報と異なる形状の工具により加工を行なう、という非常に簡便な方法で、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
【００６５】
更に、形状データを加工物の体積が均一に減少する方向に変換し、変換後の形状データを用いて数値制御プログラムを作成することにより、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
また、ユーザに工具を選択させるために示した工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成することによって、ユーザは公差を意識しないで、公差を考慮した加工を行うことができる。
【００６６】
更に、本発明は、簡単な処理や構成によって実現できるので、安価な装置として実現することができ、また、製作期間の短縮及び製造コストの削減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるシステムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態による加工処理例を示す図である。
【図３】第１の実施形態及び第２の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態による加工処理例を示す図（その１）である。
【図５】第２の実施形態による加工処理例を示す図（その２）である。
【図６】本発明の第２の実施形態において加工処理に使用される切削工具を示す図である。
【図７】第３の実施形態による加工処理例を示す図である。
【図８】第３の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態におけるデータの変換を示す図である。
【図１０】第４の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１ ＣＡＤ部
２ ＣＡＭ部
３ 加工部
１１ モデル形状設定部
１２ 形状データ
２１ 加工条件設定部
２２ 工具設定部
２３ 加工パス演算部
２４ 数値制御プログラム
３１ 搭載工具
３２ 加工処理部
５１、７１ ボス
５２ 中心線
５３、６２ 最終仕上げの工具径路
５４ エンドミル
５５、７３ 被加工材
６１ ポケット穴
６３ 切削工具
６３ａ エンドミル
６３ｂ ホルダー
６３ｃ ホルダー部端面
６３ｄ 突き出し長
６３ｅ エンドミルの先端
６４ 被加工材のブランク
７２ 丸穴
７４ オフセットした輪郭データ
７５ 平面部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention creates a numerical control program for performing machining based on data representing the shape of a workpiece, performs machining with a numerically controlled machine tool, a numerical control program creating method, a machining method, a numerical control program creating system, and machining. It concerns the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a method of creating three-dimensional shape data by CAD (Compute Aided Design), passing data to a CAM (Compute Aided Manufacturing) to create a numerical control program, and performing machining, the input of the shape is the center of the dimensional tolerance. In the case where the nominal dimension value is used instead of the value, a method is generally performed in which all the shape data of the CAD are replaced with the median dimension tolerance, and the data is transferred to the CAM to perform a normal machining process.
[0003]
Further, there is a numerical control information creating apparatus disclosed in Patent Document 1 as a conventional technique for reflecting information on dimensional tolerances in processing.
In the numerical control information creation device disclosed in Patent Literature 1, when a shape after processing is input, a dimensional tolerance is input for each shape element constituting the processed shape or for each group of a plurality of shape elements. When creating numerical control information for controlling the numerically controlled machine tool (NC), information for changing tool correction data based on the input dimensional tolerance is added to the numerical control information.
[0004]
As a result, it is possible to input the dimensional tolerance for each of the shape elements constituting the shape after processing or for each group of a plurality of shape elements, and the dimensions are input so that the dimensions after the processing are within the range of the input dimensional tolerance. Information for changing the correction data of the tool is added to the numerical control information based on the dimensional tolerance.
[0005]
In addition, since the range of the dimensional tolerance can be moved in accordance with the tool to be used, the feed rate, the type of the material of the workpiece, and the amount of cut, the dimension after processing is between the middle of the range indicated by the dimensional tolerance. Such numerical control information can be automatically created.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2670180
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
In the case of a method of creating a numerical control program by CAM after recreating shape data, it takes time to recreate the shape data, which causes a problem that a work manufacturing period is prolonged and a manufacturing cost is increased.
[0008]
Further, in the numerical control information creating device disclosed in Patent Document 1, a complicated process is required to automatically create the numerical control information, so that the device itself becomes very expensive. Further, when inputting the processed shape, the user who inputs the processed shape is forced to input the dimensional tolerance for each of the constituent shape elements or for each group of a plurality of shape elements. It is also a factor that hinders the thinking process.
[0009]
In view of such conventional problems, the present invention uses a simple method, and even if the tool path defined in the numerical control program is a nominal dimension value, the intended path within the range of the median dimensional tolerance or dimensional tolerance. An object of the present invention is to provide a numerical control program creation method, a processing method, a system, and a processing apparatus that can perform processing by shifting the dimensions.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a numerical control program creating method, a machining method, a system, and a machining apparatus corresponding to one-sided tolerance.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The first embodiment of the numerical control program creating method according to the present invention is based on the premise that a numerical control program for performing machining in a machining section is created by a CAM from shape data representing the shape of a workpiece.
[0012]
The first form of the numerical control program creating method uses shape information indicating the shape of the tool, which is obtained by taking into consideration the dimensional tolerance of the work in the actual shape of the tool used for machining the work. A step of calculating a path of the tool; and a step of creating the numerical control program based on a result of the calculation.
[0013]
The second embodiment of the numerical control program creating method according to the present invention is based on the premise that a numerical control program for performing machining in a machining section is created by a CAM from shape data representing the shape of a workpiece.
A second form of the numerical control program creating method includes a step of receiving an input of tool shape information indicating a shape different from an actual shape of a tool used for machining the workpiece, and a step of receiving the tool using the shape information. And the step of creating the numerical control program based on the calculation result.
[0014]
The third embodiment of the numerical control program creating method according to the present invention is based on the assumption that a numerical control program for performing machining in a machining section is created from shape data representing the shape of a workpiece.
A third aspect of the numerical control program creating method according to the present invention includes a step of converting the shape data into a direction in which the volume of the workpiece is uniformly reduced, and a step of creating the numerical control program using the conversion result. And
[0015]
The fourth embodiment of the numerical control program creating method according to the present invention is based on the assumption that a numerical control program for performing machining in a machining section is created from shape data representing the shape of a workpiece by a CAM.
In a fourth mode, the numerical control program is created by using a step of presenting a user with information indicating a tool shape for selecting a tool to be used for machining, and using information different from the information indicating the tool shape. Having the step of:
[0016]
The machining method according to the present invention is based on the premise that machining of a workpiece is performed based on a numerical control program created based on data representing the shape of the workpiece, and a tool used for creating the numerical control program. And performing a machining process on the workpiece using a tool having a shape different from the shape information indicating the shape of the workpiece.
[0017]
The present invention also includes a numerical control program creation system for creating a numerical control program and a processing apparatus for processing a workpiece in its applicable range.
According to the present invention, since the numerical control program is created using the shape information obtained in consideration of the dimensional tolerance, the tool path is changed from the nominal value to the intended dimension within the range of the dimensional tolerance median or the dimensional tolerance. It can be shifted and processed.
[0018]
Alternatively, by performing machining using a tool having a shape different from the tool shape information defined in the numerical control program, even if the tool path defined in the numerical control program is a nominal dimension value, the tool path is set to the nominal value. Can be shifted to the intended size within the range of the dimensional tolerance or the dimensional tolerance.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the embodiment of the present invention, a machining method using a numerically controlled milling machine, a so-called machining center, will be described.
First embodiment
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a system according to the first embodiment. The systems according to the second to fourth embodiments described later have basically the same configuration as the system shown in FIG.
[0020]
In FIG. 1, the system includes a CAD unit 1, a CAM unit 2, and a processing unit 3.
The CAD unit 1 sets a model shape and creates shape data 12. When a user inputs a processing shape and its dimensions by a method such as inputting an instruction with a pointing device from a display screen, the model shape setting is performed. The unit 11 generates shape data 12 based on an input instruction from a user.
[0021]
The CAM unit 2 sets the machining conditions in the machining condition setting unit 21 based on the machining conditions input by the user and the selection designation of the tool to be used in the machining. Set. Then, the machining path calculation unit 23 sets the shape data 12 generated by the CAD unit 1, the machining conditions set by the machining condition setting unit 21 and the machining path of the tool based on the type of the tool set by the tool setting unit 22. An arithmetic operation is performed to generate a numerical control program 24.
[0022]
The processing unit 3 selects a tool from the mounted tools 31 based on the numerical control program 24 generated by the CAM unit 2, and the processing unit 32 performs processing such as cutting on the workpiece. Do.
In the first embodiment, the tool path is calculated from the nominal value to the median dimension tolerance or the intended dimension within the range of the dimension tolerance by causing the path to be calculated based on shape information different from the shape information of the tool actually used for machining. And shift it to work.
[0023]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the processing according to the first embodiment of the present invention. The figure shows the boss shape and the movement of the tool by the numerical control program when producing the boss shape.
In FIG. 2, reference numeral 55 denotes a work material, and the material can be freely selected from metals such as aluminum and steel, as well as plastics suitable for cutting. The boss 51 is a boss having a final processing shape formed by performing a cutting process on the work material 55, and a center line 52 represents a center line for the boss 51. The desired outer diameter of the boss 51 is φ10.0 -0.04And is defined by the one-side tolerance dimension on the minus side. 100 -0.04Represents a dimension in the range of 9.96 to 10.00 mm.
[0024]
The tool path 53 is a tool path at the time of final finishing in machining the boss 51, and the end mill 54 is an end mill having an outer diameter φ2 mm used for final finishing. In FIG. 2, the end mill 54 is schematically depicted in a cylindrical shape.
In the first embodiment, the processing path of the boss 51 is calculated using the size of a tool such as the end mill 54 used for cutting processing, which is different from the size actually used for processing.
[0025]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of steps in the first embodiment and a second embodiment described later.
Each step S1 to S5 in FIG. 3 conceptually shows a processing step, and a portion where transmission of information such as data is required between the steps is connected by an appropriate interface.
[0026]
First, in step S <b> 1, the user uses the CAD unit 1 to input a final machining shape using nominal dimension values. Then, the CAD unit 1 generates shape data 12 as CAD data based on a user input.
Next, in step S2, the shape data 12 created by the CAD unit 1 in step S1 is imported into the CAM unit 2.
[0027]
Thereafter, in the CAM editing work of step S3, the work of setting the tool rotation speed, the feed speed, the depth of cut, etc. of the tool used in the processing is performed in the CAM unit 2. In step S4, the processing path is calculated by the processing path calculation unit 23. Calculation is performed to create the numerical control program 24.
[0028]
At this time, in the CAM editing work in step S3, the shape of the outer diameter of the tool used at the time of the final finishing is not input to the outer diameter φ2mm of the tool used in the actual processing, but the dimensional tolerance of the tool is used from the true value φ2mm. An intentionally different outer diameter φ1.98 mm obtained by subtracting 0.02 mm which is で of the range is input.
[0029]
Here, the range of the dimensional tolerance is φ100 -0.04mm means the width of the tolerance, that is, 0 to -0.04 mm = 0.04 mm.
With respect to the numerical control program created in step S4, when the tool diameter to be input to the CAM is input as a true value of φ2 mm, the locus of the center of the tool at the time of final finishing is centered on the center line 52 with respect to the boss. Φ12 mm (= (10/2 + 2/2) mm × 2). However, when a diametrically different outer diameter of 1.98 mm, which is obtained by subtracting 1/2 of the range of the dimensional tolerance from the true value of 2 mm, is input to the CAM, a final finishing time created in step S4 is obtained. The numerical control program has a locus of φ11.98 mm (= (10/2 + 1.98 / 2) mm × 2) centered on the center line 52 with respect to the boss.
[0030]
Based on this numerical control program, when the blank 55 of the workpiece is processed by the numerically controlled processing machine of step S5 with the φ2 mm end mill 54 actually mounted on the processing unit 3, the boss 51 is φ9.98 mm (= It is cut to a size of (11.98 / 2-2 / 2) mm × 2) to form a shape having a desired diameter, which is the center of the dimensional tolerance.
[0031]
As described above, in the first embodiment, the outer diameter of the tool used for the final finishing input to the CAM is obtained by subtracting 1/2 of the range of the dimensional tolerance from the true value φ2 mm instead of the true value φ2 mm. By inputting φ1.98 mm of a different dimension, the boss 51 manufactured after the processing has a dimensional tolerance range even if the dimension of the workpiece input to the CAD is φ10 mm of the nominal dimension value. Is processed into a shape having a desired diameter of φ9.98 mm, which is the central value of.
[0032]
As described above, in the first embodiment, it is possible to perform the processing in consideration of the tolerance by a simple method of inputting the value in consideration of the tolerance as the shape of the tool used in the final processing.
Second embodiment
In the second embodiment, by performing machining using a tool having a shape different from the tool shape information defined in the numerical control program, even if the tool path defined in the numerical control program is a nominal dimension value, The tool path is machined by shifting the tool path from the nominal value to the median dimension tolerance or the intended dimension within the range of the dimension tolerance.
[0033]
In the following description, only points different from the first embodiment will be described, and description of the same parts will be omitted.
FIG. 4 is a diagram illustrating a processing example according to the second embodiment. This figure shows a pocket hole shape which is a processed shape.
[0034]
In the second embodiment, an example is shown in FIG. 4 in which a process for forming a pocket hole 62 in a work material 64 is performed. The desired inside dimension of the pocket hole 62 of the final machined shape is width X300 +0.05mm x depth Y400 +0.05mm x depth Z200 +0.05mm and is defined by one dimension on the plus side.
[0035]
As in the first embodiment, the work material 64 can be freely selected from metals such as aluminum and steel, and materials such as plastic.
FIG. 5 is a view of the pocket hole 61 of FIG. 4 as viewed from directly above.
The tool path 62 in the figure is the locus of the tool at the time of final finishing for machining the pocket hole 61. The tool path 62 is a path based on the numerical control program 24 generated by the CAM unit 2 using the nominal dimension value.
[0036]
The cutting tool 63 shown in FIG. 6 is used for cutting the pocket hole 61.
The cutting tool 63 includes an end mill 63a and a holder 63b, and the end mill 63a and the holder 63b are fastened inside the holder 63b via a collet (not shown).
[0037]
The holder mounting end surface 63c is a surface serving as a reference for the length of the cutting tool 63 when mounting the processing portion 3 such as a numerical control machine tool, and has a length from the holder mounting end surface 63c to the end mill tip 63e. Let H be the protrusion length 63d. The protrusion length 63d can be adjusted to an arbitrary length with an accuracy of 0.01 mm, and this value is set and managed by the tool setting unit 22 as one piece of tool information of the cutting tool 62.
[0038]
In the examples of FIGS. 4 and 5, the range of the dimensional tolerance of the width dimension X and the depth dimension Y of the pocket hole 61 is 0 to +0.05 mm = 0.05 mm. Therefore, the outer diameter of the end mill 63a is an oversize of the nominal value φ6 mm. A certain φ6.02 mm one is used.
Next, a process flow in the second embodiment will be described. Since the basic flow of the processing steps in the second embodiment is the same as in the first embodiment, the following description will be made with reference to FIG. 5 and the flowchart in FIG. 3 used in the description of the first embodiment. .
[0039]
In the second embodiment, since the steps from step S1 to step S2 in FIG. 3 are the same as those in the first embodiment, the description will be omitted.
In the CAM editing work in step S3, a work of setting a tool rotation speed, a feed speed, a cutting depth, and the like of a tool to be used in the CAM unit 2 is performed. φ6 mm is input and set by the CAM unit 2.
[0040]
In the protrusion length 63d, a value when the end mill 63a and the holder 63b are temporarily fixed is input to the CAM unit 2 and set. Since the dimensional tolerance of the depth dimension Z is 0 to +0.05 mm = 0.05 mm, when actually performing the processing in the processing portion 3, the value is intentionally longer by 0.04 mm than the value when the cutting tool 63 is temporarily fixed. The one in which the end mill 63a and the holder 63b are fixed at the position is used.
[0041]
In this state, as step S4, the CAM unit 2 performs the machining path calculation and generates the numerical control program 24 as in the first embodiment.
The numerical control program 24 at the time of the final finishing created in step S4 has the contour of the pocket hole 60 inside, as shown by the dotted line 62 in FIG. 5, 3 mm which is 1/2 of the nominal value φ6 mm of the tool outer diameter. The offset is the locus of the center of the tool. Therefore, since the cutting tool 63 actually used for processing is φ6.02 mm, it is cut inward by 0.01 mm from the nominal size of each surface.
[0042]
In the depth direction, the numerical control program 24 calculates with the nominal dimension value of the pocket hole 61 of 20 mm. However, the cutting tool 63 actually used has a protrusion length 63d of 0.04 mm longer, so that The end 63e of the end mill passes through a position deeper by .04 mm.
[0043]
When the blank 64 of the workpiece is processed by the numerical control processing machine in step S5 based on the numerical control program 24, the dimensions of the pocket hole 61 are 30.02 mm in width × 40.02 mm in depth × 20.04 mm in depth. It can be processed into a shape within the dimensional tolerance range and the amount intentionally shifted to the plus side.
[0044]
As described above, in the second embodiment, the nominal value of the outer diameter of the end mill and the value when the end mill 63a and the holder 63b are temporarily fixed are input to the CAM, so that the dimensions of the workpiece to be input to the CAD are input. Even if the nominal size is the nominal size, the use of an oversized end mill and the fine adjustment of the protrusion length 63d can provide a shape within the dimensional tolerance range and intentionally shifted to the plus side.
[0045]
Next, a description will be given of a process in the case where the inside dimension of the pocket hole 61 in FIG.
In the following description, the same parts as those described above will be omitted, and only different points will be described.
[0046]
The dimensions of the pocket hole 61 which is the machined shape has a width of X30.0 +0.05mm x depth Y400 +0.05mm x depth Y200 −0.05mm, and only the dimensional tolerance of the depth dimension is defined on the minus side unlike the above-described example.
On the other hand, for the protrusion length 63d of the cutting tool 63, a value when the end mill 63a and the holder 63b are temporarily fixed is input to the CAM unit 2, and based on the set value, the CAM unit 2 executes a numerical control program. 24 is generated.
[0047]
Further, in the processing section 3, when actually performing the processing, the processing is performed using the end mill 63a and the holder 63b fixed at a position intentionally shorter by 0.04 mm than the value when the cutting tool 63 is temporarily fixed. .
Since the numerical control program 24 generated by the CAM unit 2 is calculated assuming that the protrusion length 63d is set to be the nominal dimension value of 20 mm, the protrusion length 63d is intentionally set to 0.04 mm as described above. By making the length shorter, a numerical control program in which the tip 63e of the end mill passes a position 0.04 mm shallower than the nominal dimension value 20 mm of the pocket hole 61 in the depth direction.
[0048]
Therefore, when the blank 64 of the workpiece is machined in the machining section 3 in step S5 using the numerical control program 24, the dimensions of the pocket hole 61 are as follows: width 30.02 × depth 40.02 × depth 19.96. Become. This is a shape within the dimensional tolerance range, the width and the depth are intentionally shifted to the plus side, and the depth direction is shifted to the minus side.
[0049]
As described above, in the second embodiment, even if different dimensional tolerances are defined in the radial direction and the depth direction of the tool, an oversize end mill is used more than the set one, and the protrusion length 63d is finely adjusted. Thus, it is possible to obtain a shape within the tolerance range and intentionally shifted to different values and directions in the depth direction with respect to the width and the depth.
Third embodiment
In the third embodiment, the tool path is shifted from the nominal value to the intended dimension within the range of the dimensional tolerance or the dimensional tolerance by offsetting the surface information constituting the shape data 12.
[0050]
In the following description, only the points of the present embodiment that differ from the first embodiment and the second embodiment will be described, and the same parts will be omitted.
FIG. 7 is a diagram showing a processing example according to the third embodiment of the present invention. This figure shows a shape having a boss and a pocket hole as a processing shape.
[0051]
In the figure, bosses 71-1 to 71-4 are bosses having the same shape and the desired outer diameter is φ3.0 −0.05mm. The round hole 72 is a pocket hole, and the desired outer diameter is φ15.0 +0.05mm.
In manufacturing such a work, in the third embodiment, an offset is applied to the shape data 12 generated by the CAD unit 1.
[0052]
The process flow in the third embodiment will be described below, taking as an example the case where the work as shown in FIG. 7 is manufactured.
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the process in the third embodiment.
In the figure, first, as in the first and second embodiments, the user uses the CAD unit 1 to input a final machining shape using nominal dimensions as in step S11. Then, the CAD unit 1 generates the shape data 12 based on the user input.
[0053]
Next, in step S12, the shape of all the surface information constituting the shape data 12 is converted into contour data offset by 0.0125 mm in the direction in which the volume of the processed work decreases.
FIG. 9 is a diagram showing this data conversion. The figure shows a cross section of a diagonal line of the workpiece blank 73.
[0054]
In FIG. 9, a dotted line 74 indicates contour data obtained by adding an offset to the input shape data 12 in a direction in which the volume of the processed workpiece decreases. The flat surface 75 is a flat portion obtained by cutting the workpiece blank 73.
As shown in FIG. 9, the contour data after the conversion is uniformly offset on each surface in the direction in which the volume of the work decreases as indicated by a dotted line 74. Therefore, the numerical control program 24 generated by the CAM unit 3 based on the shape data 12 cuts a large number of workpieces because of the offset.
[0055]
In step S13, the shape data 12 converted in step S12 is imported into the CAM. In step S14, as a CAM editing operation, a setting operation for a tool to be used in the processing is performed in the CAM unit 2. The machining path is calculated by the arithmetic unit 23, and the numerical control program 24 is created.
[0056]
When processing is performed by the numerical control program 24, the boss 71 has a diameter of 2.975 mm and the round hole 72 has a diameter of 15.025, which satisfies desired dimensions.
In the case of the present embodiment, the upper surface of the boss 71, the bottom surface of the round hole 72, the flat portion 75, and the like are additionally cut by the offset amount.
[0057]
Many of the processing examples of the part specified by the one-sided dimensional tolerance are holes, shafts, or other irregular shapes that are intended to be fitted. In the case of a concave shape including the above, there are many cases where there is a plus dimensional tolerance, and the other portions are defined by a general dimensional tolerance. Therefore, from that point of view, even if the top surface of the boss 71, the bottom surface of the round hole 72, the flat portion 75, and the like are cut by an extra amount offset from the shape data input in step S11, the influence is small.
[0058]
As described above, in the third embodiment, the normal machining process includes a process of offsetting all the surface information constituting the shape data 12 in a direction in which the volume of the processed work decreases. By doing so, a shape satisfying the dimensional tolerance of the boss 71 and the round hole 72 for the purpose of fitting can be obtained.
Fourth embodiment
In the fourth embodiment, when the user sets the tool information in the CAM unit 2, the value indicated to the user differs from the value used in the calculation when the CAM unit 2 generates the numerical control program 24. Use values.
[0059]
FIG. 10 is an explanatory diagram of the fourth embodiment.
In the drawing, the information shown to the user when selecting a tool to be used is based on the mounted tool 31 actually used in the processing in the processing unit 3. On the other hand, the machining path computing unit 23 computes the numerical control program 24 by adding the machining conditions from the machining condition setting unit 21 and the tool information from the tool setting unit 22 to the shape data 12 from the CAD unit 1. However, a value obtained by adding a tolerance to the value of the tool information used at this time is used. For example, when the range of the dimensional tolerance is 0.2 mm, a value obtained by subtracting 0.1 mm of half of the range is used for the calculation.
[0060]
In the same drawing, assuming that the user selects a cutting tool having an end mill with a tool diameter of 2 mm as a tool to be used for the processing, the tool diameter is calculated as 1.90 in the calculation in the processing path calculation unit 23.
In the processing performed by the processing unit 3, cutting is performed by a cutting tool having a tool diameter of 2 mm by a tool path based on the numerical control program 24. Therefore, the work is cut in a direction in which the volume of the work is reduced by 0.1 mm from the nominal size.
[0061]
In the fourth embodiment, the user can perform a machining process in consideration of the tolerance only by selecting a tool to be used and inputting the tool to the CAM unit 2 without being aware of the tolerance. Also, no special processing or calculation is required in the system.
In the examples shown in the above embodiments, the convex shape including the boss has a negative dimensional tolerance, and the concave shape including the hole has the one-sided dimensional tolerance of the positive dimensional tolerance. However, the present invention is not limited to these, and various changes can be made based on required conditions such as the shape of the workpiece to be manufactured and dimensional tolerances, and processing can be performed in combination.
[0062]
Further, in the present embodiment, the case where all are defined by one-sided tolerance is shown as an example.However, even for a work in which normal dimensional tolerance and one-sided tolerance are mixed, an area defined by one-sided tolerance is defined. By extracting, the method described in each embodiment can be applied.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the tool path is calculated with a tool shape information having a value different from the shape of the tool used for machining, in a very simple method of calculating the tool path from the nominal dimension value to the median dimensional tolerance. Alternatively, it is possible to shift the processing to an intended size within the range of the dimensional tolerance.
[0064]
In addition, a very simple method of performing machining with a tool having a shape different from the tool shape information defined in the numerical control program is used. Even if the tool path defined in the numerical control program is a nominal dimension value, the dimensional tolerance Processing can be performed with a shift to an intended size within a range of a median or a dimensional tolerance.
[0065]
Furthermore, by converting the shape data into a direction in which the volume of the workpiece is uniformly reduced, and creating a numerical control program using the converted shape data, the intended size within the range of the median dimensional tolerance or dimensional tolerance is obtained. It can be shifted to work.
Further, by creating the numerical control program using information different from the information indicating the shape of the tool shown to allow the user to select a tool, the user can perform machining in consideration of the tolerance without being aware of the tolerance. It can be carried out.
[0066]
Further, since the present invention can be realized by a simple process and configuration, it can be realized as an inexpensive device, and a reduction in manufacturing period and a reduction in manufacturing cost can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a processing example according to the first embodiment;
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processes in the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 4 is a diagram (part 1) illustrating a processing example according to the second embodiment;
FIG. 5 is a diagram (part 2) illustrating a processing example according to the second embodiment;
FIG. 6 is a view showing a cutting tool used for a machining process in a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a processing example according to a third embodiment;
FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of a process according to the third embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating data conversion according to the third embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 CAD section
2 CAM section
3 Processing part
11 Model shape setting part
12 Shape data
21 Processing condition setting section
22 Tool setting section
23 Machining path calculator
24 Numerical control program
31 Mounting tools
32 Processing section
51, 71 Boss
52 center line
53, 62 Final finishing tool path
54 end mill
55, 73 Work material
61 pocket holes
63 cutting tool
63a end mill
63b holder
63c Holder end face
63d overhang length
63e End mill tip
64 Workpiece blank
72 round hole
74 Offset contour data
75 Flat part

Claims (19)

ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状に前記加工物の寸法公差を考慮して求めた、前記工具の形状を示す形状情報を用いて前記工具の径路を計算し、
該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。In a numerical control program creating method for creating a numerical control program for performing machining in a machining section from shape data representing the shape of a workpiece by a CAM,
Calculated the path of the tool using shape information indicating the shape of the tool, obtained in consideration of the dimensional tolerance of the work to the actual shape of the tool used for machining the work,
A numerical control program creating method, wherein the numerical control program is created based on the calculation result. ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状とは異なる形状を示す工具の形状情報の入力を受け付け、
前記形状情報を用いて前記工具の径路を計算し、
該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。In a numerical control program creating method for creating a numerical control program for performing machining in a machining section from shape data representing the shape of a workpiece by a CAM,
Accepting input of tool shape information indicating a shape different from the actual shape of the tool used for machining the workpiece,
Calculate the path of the tool using the shape information,
A numerical control program creating method, wherein the numerical control program is created based on the calculation result. 前記形状情報を用いての経路の計算は、前記加工物の片側公差によって規定されている範囲に対して行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御プログラム作成方法。The method according to claim 1, wherein the calculation of the path using the shape information is performed for a range defined by a one-sided tolerance of the workpiece. 前記形状情報は、前記実際の形状に対して前記寸法公差の１／４分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の数値制御プログラム作成方法。The numerical control program creating method according to claim 1, wherein the shape information is different from the actual shape in a value of a quarter of the dimension tolerance. 前記形状情報は、前記実際の形状に対して前記寸法公差の１／２分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の数値制御プログラム作成方法。The numerical control program creating method according to claim 1, wherein the shape information is different from the actual shape by a value of a half size of the dimensional tolerance. 加工物の形状を表すデータに基づいて作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なう加工方法において、
前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうことを特徴とする加工方法。In a machining method for performing a machining process on a workpiece based on a numerical control program created based on data representing the shape of the workpiece,
A machining method, wherein a machining process of the workpiece is performed using a tool having a shape different from shape information indicating a shape of the tool used for creating the numerical control program. ＣＡＭによって作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なう加工方法において、
前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうことを特徴とする加工方法。In a machining method for machining a workpiece based on a numerical control program created by a CAM,
A machining method, wherein a machining process of the workpiece is performed using a tool having a shape different from shape information indicating a shape of the tool used for creating the numerical control program. 前記加工物の片側公差によって規定されている範囲に対して、前記形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうことを特徴とする請求項６又は７に記載の加工方法。The processing according to claim 6 or 7, wherein the processing of the workpiece is performed using a tool having a shape different from the shape information in a range defined by one-sided tolerance of the workpiece. Processing method. 前記形状情報は、前記工具の形状に対して寸法公差の１／４分寸法の値が異なることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１つに記載の加工方法。The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the shape information is different from the shape of the tool in a value of a dimension of 1/4 of a dimension tolerance. 前記形状情報は、前記工具の形状に対して寸法公差の１／２分寸法の値が異なることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１つに記載の加工方法。The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the shape information is different from the shape of the tool in a value of a dimension corresponding to a half of a dimension tolerance. 加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
前記形状データを前記加工物の体積が均一に減少する方向に変換し、
該変換結果を用いて前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。In a numerical control program creating method for creating a numerical control program for performing machining in a machining section from shape data representing a shape of a workpiece,
Converting the shape data to a direction in which the volume of the workpiece decreases uniformly,
A numerical control program creating method, wherein the numerical control program is created using the conversion result. ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
ユーザが加工に使用する工具を選択するための工具の形状を示す情報を示し、
前記工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。In a numerical control program creating method for creating a numerical control program for performing machining in a machining section from shape data representing the shape of a workpiece by a CAM,
Shows information indicating the shape of the tool for the user to select the tool used for machining,
A numerical control program creating method, wherein the numerical control program is created by using information different from the information indicating the shape of the tool. 加工物の形状を表す形状データを作成するＣＡＤと、該形状データに基づいて加工物の加工を行なう数値制御プログラムを作成するＣＡＭとを備えた数値制御プログラム作成システムであって、
前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状とは異なる形状を示す形状情報を用いて前記工具の径路を計算する加工パス演算手段と、
該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成手段と、
を備えることを特徴とする数値制御プログラム作成システム。A numerical control program creation system comprising: a CAD for creating shape data representing a shape of a workpiece; and a CAM for creating a numerical control program for machining the workpiece based on the shape data,
Machining path calculating means for calculating the path of the tool using shape information indicating a shape different from the actual shape of the tool used for machining the workpiece,
Numerical control program creating means for creating the numerical control program based on the calculation result,
A numerical control program creation system, comprising: 前記加工パス演算手段による前記形状情報を用いての経路の計算は、前記加工物の片側公差によって規定されている範囲に対して行なうことを特徴とする請求項１３に記載の数値制御プログラム作成システム。14. The numerical control program creating system according to claim 13, wherein the calculation of the path using the shape information by the processing path calculating means is performed for a range defined by a one-sided tolerance of the workpiece. . 前記形状情報は、前記実際の形状に対して寸法公差の１／４分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の数値制御プログラム作成システム。The numerical control program creating system according to claim 13, wherein the shape information has a value of a dimension corresponding to １ ／ of a dimension tolerance different from the actual shape. 前記形状情報は、前記実際の形状に対して寸法公差の１／２分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の数値制御プログラム作成システム。The numerical control program creating system according to claim 13, wherein the shape information has a difference in a value of a half size of a dimension tolerance from the actual shape. 加工物の形状を表すデータに基づいて作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なう加工装置において、
前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を選択する工具選択手段と、
該工具選択手段によって選択された工具によって前記加工物の加工処理を行なう加工手段と
を備えることを特徴とする加工装置。In a processing apparatus that performs processing of a workpiece based on a numerical control program created based on data representing the shape of the workpiece,
Tool selection means for selecting a tool having a shape different from the shape information indicating the shape of the tool used for creating the numerical control program,
A machining means for machining the workpiece with a tool selected by the tool selecting means. 加工物の形状を表す形状データを作成するＣＡＤと、該形状データに基づいて加工物の加工を行なう数値制御プログラムを作成するＣＡＭとを備えた数値制御プログラム作成システムであって、
前記形状データを前記加工物の体積が均一に減少する方向に変換する手段と、
該変換結果を用いて前記数値制御プログラムを作成する手段と
を備えることを特徴とする数値制御プログラム作成システム。A numerical control program creation system comprising: a CAD for creating shape data representing a shape of a workpiece; and a CAM for creating a numerical control program for machining the workpiece based on the shape data,
Means for converting the shape data to a direction in which the volume of the workpiece is uniformly reduced,
Means for creating the numerical control program using the result of the conversion. 加工物の形状を表す形状データを作成するＣＡＤと、該形状データに基づいて加工物の加工を行なう数値制御プログラムを作成するＣＡＭとを備えた数値制御プログラム作成システムであって、
ユーザに加工に使用する工具を選択、設定させる工具設定手段と、
前記工具設定手段が、ユーザに工具を選択させるために示した工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成手段と
を備えることを特徴とする数値制御プログラム作成システム。A numerical control program creation system comprising: a CAD for creating shape data representing a shape of a workpiece; and a CAM for creating a numerical control program for machining the workpiece based on the shape data,
Tool setting means for allowing a user to select and set a tool to be used for machining,
The tool setting means includes a numerical control program creating means for creating the numerical control program using information different from the information indicating the shape of the tool shown for allowing the user to select a tool. Numerical control program creation system.
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