JP3085340B2 - Machining method and equipment - Google Patents
Machining method and equipmentInfo
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- JP3085340B2 JP3085340B2 JP05043821A JP4382193A JP3085340B2 JP 3085340 B2 JP3085340 B2 JP 3085340B2 JP 05043821 A JP05043821 A JP 05043821A JP 4382193 A JP4382193 A JP 4382193A JP 3085340 B2 JP3085340 B2 JP 3085340B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、曲面を有した被加工物
を仕上げ加工する機械加工方法および装置に関し、特に
１台の工作機械、殊にＮＣ工作機械で、ボールエンドミ
ルを用いて被加工物の形状加工後、ヘール加工工具を用
いて仕上げ加工する機械加工方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machining method and an apparatus for finishing a workpiece having a curved surface, and more particularly, to a machine tool, particularly an NC machine tool, using a ball end mill. The present invention relates to a machining method and an apparatus for performing a finishing process using a hail processing tool after shape processing of an object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金型のような曲面を有する被加工物（以
下ワークという）の加工は、素材からみがき加工が完了
するまでの間に多数の工程を必要とする。例えば回転主
軸を有した工作機械で、フェイスミルやスクエアエンド
ミルなどによって素材の荒取り加工を行い、その後ボー
ルエンドミルによって曲面に沿った形状加工を行う。ボ
ールエンドミルによって加工した削り残し部分を手仕上
げまたはヘール加工によって仕上げ加工し、更に砥石等
によって超仕上げするのが一般的である。2. Description of the Related Art The processing of a workpiece having a curved surface such as a mold (hereinafter referred to as a "work") requires a number of steps until the polishing of the material is completed. For example, using a machine tool having a rotating spindle, a material is roughed by a face mill, a square end mill, or the like, and then a shape processing along a curved surface is performed by a ball end mill. In general, the uncut portion processed by the ball end mill is finish-processed by hand finishing or hailing, and further super-finished by a grindstone or the like.
【０００３】荒取り加工は、割り出しテーブル等のワー
ク取付具を予め所定の傾き角に割り出し、Ｘ，Ｙ，Ｚの
各送り軸によって工具とワークとの相対移動を行い、直
線状に削り取る。その後、ボールエンドミルを加工すべ
き最終加工面形状から工具半径オフセットした工具径路
に沿って相対移動させ、ＮＣ工作機械によって形状加工
する。このときの工具姿勢の決定は、ワークと工具とが
干渉しないことを予め作業者がチェックしておかなけれ
ばならない。このボールエンドミルの削り残し部分の平
滑加工は、従来はやすりなどの手工具を用いて手動で削
り落とし、なめらかな表面になるように加工していた。
最近ヘール加工方法が進歩し、曲面に沿ってヘール加工
工具を送り仕上げ加工する方法が注目を集め始めてい
る。ヘール加工工具とワークとが干渉しない姿勢に予め
工具及びワークをセットし、ヘール加工工具の刃先を加
工すべきワーク形状に沿って相対移動させ、ＮＣ工作機
械によって加工する。最後の超仕上げ工程は、更に細か
いやすり又は砥石を用いて手動でみがき作業していた。
このような曲面を有するワークの加工には複数台の工作
機械が必要で、その都度ワークの段取り替えを行わなけ
ればならない。In the roughing process, a work fixture such as an indexing table is previously indexed at a predetermined inclination angle, and the tool and the workpiece are relatively moved by the X, Y, and Z feed axes, and are cut in a straight line. Thereafter, the ball end mill is relatively moved along a tool path offset by a tool radius from a final machining surface shape to be machined, and machined by an NC machine tool. The determination of the tool posture at this time requires the operator to check in advance that the workpiece and the tool do not interfere with each other. Conventionally, the uncut portion of the ball end mill is smoothed by hand using a hand tool such as a file so as to form a smooth surface.
Recently, a method of performing a hale processing has been advanced, and a method of feeding and finishing a hale processing tool along a curved surface has begun to attract attention. The tool and the work are set in advance so that the hail processing tool and the work do not interfere with each other, the cutting edge of the hale processing tool is relatively moved along the shape of the work to be processed, and is processed by the NC machine tool. The final superfinishing step was manually brushing with a finer file or grindstone.
Processing a workpiece having such a curved surface requires a plurality of machine tools, and the work must be changed every time.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の加工方法
において、ある工程から次の工程へ移行する際、又は工
作機械から他の工作機械へ移行する際の段取り作業に人
手がかかり、取付精度も厳密に再現できずに加工精度が
低下する原因になっていた。また手作業依存度が高く自
動化できなかった。例えＮＣ加工しても、ワークと工具
との干渉チェックを前もって行い、干渉しない姿勢で工
具とワークとの相対送りを指令しなければならず、ＮＣ
プログラミング作業が煩雑であった。更にヘール加工の
際、ヘール加工工具の姿勢制御を行っておらず、ヘール
加工工具軸線が加工面に対して種々の角度となり、従っ
てヘール加工工具の弾性変形特性が加工箇所によって変
化し、加工精度および面粗度に悪影響を与えていた。In the above-mentioned conventional machining method, the setup work when shifting from one process to the next process or when shifting from a machine tool to another machine tool requires labor, and the mounting accuracy is high. Cannot be reproduced exactly, which causes the processing accuracy to decrease. In addition, the degree of dependence on manual work was high, and automation was impossible. Even if NC machining is performed, it is necessary to check the interference between the work and the tool in advance, and command the relative feed between the tool and the work in a posture that does not interfere with the NC.
Programming work was complicated. Furthermore, during the hale processing, the attitude control of the hale processing tool is not performed, and the axis of the hale processing tool is at various angles with respect to the processing surface. And the surface roughness was adversely affected.
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するも
のであり、その目的は、ワークの１回の段取りでかつ１
台の工作機械でボールエンドミルによる形状加工および
その後のヘール加工工具による仕上げ加工を自動的に一
貫して行う機械加工方法および装置を提供することであ
る。他の目的は、ボールエンドミルによる形状加工およ
びヘール加工工具による仕上げ加工工程において、ワー
クと工具との干渉チェックを自動的に行い、干渉のない
ＮＣ加工を省力化して行える機械加工および装置を提供
することである。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a single work setup and a single work setup.
An object of the present invention is to provide a machining method and apparatus for automatically and consistently performing a shape processing by a ball end mill and a subsequent finishing processing by a hale processing tool on one machine tool. Another object of the present invention is to provide a machining method and apparatus capable of automatically performing interference check between a workpiece and a tool in a shape machining process using a ball end mill and a finishing process using a hail machining tool, and performing labor-saving NC machining without interference. That is.
【０００６】他の目的は、ヘール加工工具による仕上げ
加工において、ヘール加工工具のワークの加工面に対す
る相対姿勢を略一定の適正角度に維持し、加工精度およ
び面粗度の良い機械加工方法および装置を提供すること
である。Another object of the present invention is to provide a machining method and an apparatus which maintain a relative attitude of a hale tool relative to a work surface of a workpiece at a substantially constant appropriate angle in finish machining with a hale tool, and provide good machining accuracy and surface roughness. It is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの目的
を達成するために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸およ
びＣ軸の６軸制御可能なＮＣ工作機械を用い、ボールエ
ンドミルによるワークの形状加工は、工具まわりを円錐
形状に近似した円錐形状干渉モデルデータとワークの形
状データとから工具径路における工具とワークとの干渉
チェックを行いながらボールエンドミルとワークとの相
対姿勢を制御して加工を行う。またその後のヘール加工
工具によるワークの仕上げ加工は、ヘール加工工具まわ
りを頂角部分がない円錐形状に近似し、その截頭円錐形
状干渉モデルデータとワークの形状データとから工具径
路における工具とワークとの干渉チェックを行いなが
ら、かつヘール加工工具がワーク加工面に対して垂直に
なるようにヘール加工工具とワークとの相対姿勢を制御
して加工を行う。In order to achieve these objects, the present invention uses an NC machine tool capable of controlling six axes of X-axis, Y-axis, Z-axis, A-axis, B-axis and C-axis. The shape of the workpiece by the ball end mill is based on the relative shape between the ball end mill and the workpiece while checking the interference between the tool and the workpiece in the tool path based on the cone shape interference model data approximating the cone around the tool and the workpiece shape data. Processing is performed by controlling the posture. In the subsequent finishing of the work with the hale processing tool, the area around the hale processing tool is approximated to a conical shape with no apex, and the tool and the work in the tool path are determined based on the truncated conical interference model data and the work shape data. The processing is performed while controlling the relative attitude between the hale processing tool and the work such that the interference with the work is perpendicular to the work processing surface.
【０００８】すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の互いに直交
する直線送り軸と、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の回転送り軸を有
する６軸ＮＣ工作機械を用い、その工具主軸にボールエ
ンドミルを装着してワークとの間で相対送りを行ってワ
ークの形状加工を行い、その後前記工具主軸にヘール加
工工具を装着してワークとの間で相対送りを行って前記
形状加工したワークの仕上げ加工を行う機械加工方法に
おいて、前記ボールエンドミルによる形状加工は、ワー
クの形状データを記憶するとともに、前記６軸ＮＣ工作
機械の工具主軸に装着したボールエンドミルの先端球部
の中心と、工具ホルダ、工具主軸等の最外側部とを結ん
でできる円錐形状干渉モデルのデータを記憶し、前記ボ
ールエンドミルの刻々の工具径路における前記ワークと
円錐形状干渉モデルとの干渉演算を行い、前記ワークと
円錐形状干渉モデルとが干渉しないように前記ボールエ
ンドミルとワークとの相対姿勢を制御して加工を行う機
械加工方法が提供される。That is, a 6-axis NC machine tool having a X-axis, Y-axis, and Z-axis linear feed axes orthogonal to each other and A-axis, B-axis, and C-axis rotary feed axes is used, and a ball end mill is used as a tool spindle thereof. To perform the relative machining between the workpiece and the workpiece to shape the workpiece, and then attach a helical processing tool to the tool spindle and perform the relative feeding between the workpiece and the finish of the workpiece having the shaped workpiece. In the machining method for performing machining, the shape machining by the ball end mill stores shape data of a work, and a center of a tip end ball portion of a ball end mill mounted on a tool spindle of the 6-axis NC machine tool, a tool holder, The data of the cone-shaped interference model formed by connecting the outermost portion of the tool spindle or the like is stored, and the workpiece and the cone-shaped interference model in the tool path of the ball end mill at every moment are stored. Perform interference operation between the workpiece and the machining method of the conical interference model performs control to process the relative orientation between the ball end mill and the workpiece do not interfere is provided.
【０００９】また、前記ヘール加工工具による仕上げ加
工は、前記ワークの形状データを記憶するとともに、前
記６軸ＮＣ工作機械の工具主軸に装着したヘール加工工
具の先端部と、工具ホルダ、工具主軸等の最外側部とを
結んでできる截頭円錐形状干渉モデルのデータを記憶
し、前記ヘール加工工具の刻々の工具径路における前記
ワークと截頭円錐形状干渉モデルとの干渉演算を行い、
前記ワークと截頭円錐形状干渉モデルとが干渉しないよ
うに、かつ前記ヘール加工工具の軸線がワーク加工面に
対して垂直となるように前記ヘール加工工具とワークと
の相対姿勢を制御して加工を行う機械加工方法が提供さ
れる。[0009] In the finishing processing by the halting tool, the shape data of the work is stored, and a tip of a halting tool mounted on a tool spindle of the 6-axis NC machine tool, a tool holder, a tool spindle, and the like. The data of the truncated cone shape interference model formed by connecting the outermost portion of the workpiece is stored, and the interference calculation between the workpiece and the truncated cone shape interference model in the tool path of the hail machining tool is performed,
Machining by controlling the relative attitude between the hail machining tool and the workpiece so that the workpiece does not interfere with the truncated cone-shaped interference model, and so that the axis of the hale machining tool is perpendicular to the workpiece machining surface. There is provided a machining method for performing the following.
【００１０】更に、工具主軸にボールエンドミルを装着
してワークとの間で相対送りを行ってワークを形状加工
し、その後前記工具主軸にヘール加工工具を装着してワ
ークとの間で相対送りを行ってワークの仕上げ加工を行
う機械加工装置において、ボールエンドミルを装着して
回転可能であり、ヘール加工工具を装着して工具軸線ま
わりのＣ軸回転送り制御可能な工具主軸を有するととも
に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線送りおよびＡ軸、Ｂ軸の回
転送りの制御可能な６軸ＮＣ工作機械と、ワークの形状
データ、前記６軸ＮＣ工作機械の工具主軸に装着したボ
ールエンドミルの先端球部の中心と、工具ホルダ、工具
主軸等の最外側部とを結んでできる円錐形状干渉モデル
のデータ、及び前記６軸ＮＣ工作機械の工具主軸に装着
したヘール加工工具の先端部と、工具ホルダ、工具主軸
等の最外側部とを結んでできる截頭円錐形状干渉モデル
のデータを記憶する記憶手段と、前記ボールエンドミル
の刻々の工具径路における前記ワークと円錐形状干渉モ
デルとの干渉演算及び前記ヘール加工工具の刻々の工具
径路における前記ワークと截頭円錐形状干渉モデルとの
干渉演算を行う演算手段と、前記演算手段の演算結果が
干渉なしとなるように前記ボールエンドミルとワークと
の相対姿勢を制御し、または前記演算手段の演算結果が
干渉なしとなり、かつ前記ヘール加工工具の軸線がワー
ク加工面に対して垂直となるように前記ヘール加工工具
とワークとの相対姿勢を制御する姿勢制御手段と、を具
備した機械加工装置が提供される。[0010] Further, a ball end mill is mounted on the tool spindle to perform relative feeding between the workpiece and the workpiece to shape the workpiece, and then a halting tool is mounted on the tool spindle to perform relative feeding between the workpiece and the workpiece. In a machining apparatus for performing finishing processing of a workpiece, a ball end mill is mounted and rotatable, and a hale processing tool is mounted and a tool spindle which can control a C-axis rotation feed around a tool axis and has an X-axis 6-axis NC machine tool capable of controlling linear feed of Y-axis and Z-axis and rotational feed of A-axis and B-axis, shape data of workpiece, tip of ball end mill mounted on tool spindle of 6-axis NC machine tool Data of a conical interference model formed by connecting the center of the spherical portion and the outermost portion of the tool holder, the tool spindle, etc., and a hale machining tool mounted on the tool spindle of the 6-axis NC machine tool Storage means for storing data of a truncated cone-shaped interference model formed by connecting a tip end of the tool and an outermost portion of a tool holder, a tool spindle, and the like, and interference between the workpiece and the cone in the tool path of the ball end mill at every moment. Calculating means for calculating the interference with the model and calculating the interference between the work and the truncated cone-shaped interference model in the tool path of the halting tool every time; and the ball so that the calculation result of the calculating means is free of interference. The relative attitude between the end mill and the work is controlled, or the calculation result of the calculation means has no interference, and the hale processing tool and the work are aligned so that the axis of the hale processing tool is perpendicular to the work processing surface. And a posture control means for controlling a relative posture.
【００１１】[0011]
【作用】ボールエンドミルによるワークの形状加工は、
工具まわりを円錐形状に近似した円錐形状干渉モデルの
データと、ワークの形状データとを用いて、干渉有無の
数値演算を行い、工具とワークとの干渉がない場合は、
Ａ軸、Ｂ軸は変化させず、干渉のある場合は、干渉がな
くなるまでＡ軸、Ｂ軸を最小角度回転させ姿勢制御を行
いながら加工する。[Function] The shape processing of the workpiece by the ball end mill
Using the data of the conical interference model approximating the conical shape around the tool and the shape data of the work, numerical calculation of the presence or absence of interference is performed.If there is no interference between the tool and the work,
The A-axis and the B-axis are not changed, and when there is interference, the processing is performed while controlling the attitude by rotating the A-axis and the B-axis by the minimum angle until the interference is eliminated.
【００１２】ヘール加工工具によるワークの仕上げ加工
は、工具まわりを頂角部分が切断された円錐形状に近似
した截頭円錐形状干渉モデルのデータと、ワークの形状
データとを用いて、干渉有無の数値演算を行い、干渉が
なく、しかもヘール加工工具がワーク加工面に対して垂
直となるようにＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸を回転させ姿勢制御を
行いながら加工する。よって工具とワークとの干渉チェ
ックを自動的に行いながら、１回の段取りでワークを形
状加工から仕上げ加工まで一貫して機械加工できる。[0012] Finishing of a workpiece with a halting tool is performed by using the data of a truncated conical interference model approximating a conical shape having a truncated apex around the tool and the shape data of the workpiece. Numerical calculations are performed, and machining is performed while controlling the attitude by rotating the A-axis, B-axis, and C-axis so that there is no interference and the hale machining tool is perpendicular to the workpiece machining surface. Therefore, while automatically checking for interference between the tool and the work, the work can be machined from the shape processing to the finish processing in a single setup.
【００１３】[0013]
【実施例】本発明を図面に即して説明する。図１は本発
明の機械加工方法の順序を示すフローチャート、図２は
本発明の機械加工装置の構成ブロック図、図３は本発明
のボールエンドミルによる形状加工の説明図、図４は本
発明のヘール加工工具による仕上げ加工の説明図、図５
（ａ），（ｂ）は図４のヘール加工工具の側面図と正面
図、図６はキャラクタラインの加工の説明図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the sequence of the machining method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the machining apparatus of the present invention, FIG. 3 is an explanatory view of the shape processing by the ball end mill of the present invention, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view of the finishing processing using a hail processing tool.
(A), (b) is a side view and a front view of the hale processing tool of FIG. 4, and FIG. 6 is an explanatory view of processing of a character line.
【００１４】本発明で用いるＮＣ工作機械は、Ｘ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の互いに直交する直線送り軸と、Ａ軸、Ｂ軸、
Ｃ軸の回転送り軸を有した６軸ＮＣ工作機械１である。
Ａ軸、Ｂ軸はテーブル側が回転運動しても良いし、主軸
頭側が回転運動しても良いが、Ｃ軸は工具主軸がその軸
線まわりに回転送り制御可能になっている。また工具主
軸２３は、Ｃ軸制御から解放されて、回転形工具を装着
して高速回転することも可能である。The NC machine tool used in the present invention has an X-axis, a Y-axis,
Axis, Z-axis, and a linear feed axis orthogonal to each other, A-axis, B-axis,
This is a 6-axis NC machine tool 1 having a C-axis rotary feed axis.
The A-axis and the B-axis may be rotated on the table side or on the spindle head side, but the C-axis is such that the tool spindle can be rotated and controlled around its axis. Further, the tool spindle 23 is released from the C-axis control, and can rotate at high speed with a rotary tool mounted thereon.
【００１５】まず、図６に示すワーク２１の曲面Ｓ１，
Ｓ２の形状加工について、図３を用いて説明する。６軸
ＮＣ工作機械１のテーブルにワーク２１を固定し、工具
主軸２３にフェイスミルやスクエアエンドミルを装着
し、まず直線状の荒取り加工を行う。荒取り加工後のワ
ーク加工面を符号２５を付した実線で示してある。次に
工具主軸２３にボールエンドミル２７を工具ホルダ２９
を介して装着する。ボールエンドミル２７の先端の工具
中心３１を頂点とし、工具ホルダ２９または工具主軸２
３の最外側と前記頂点（工具中心３１）とを結んででき
る円錐形状を考える。この円錐形状は工具まわりの複雑
な形を単純な形に近似したもので、円錐形状干渉モデル
３３と呼ぶものである。すなわちこの円錐形状干渉モデ
ル３３の頂点３１が、工具径路３５上を移動したとき、
ワークの荒取り加工面２５と干渉しない工具姿勢にＡ
軸、Ｂ軸を制御する必要がある。この制御を行う時の干
渉演算を簡単化するためにこの円錐形状干渉モデル３３
を設定したのである。First, a curved surface S1, S1 of the work 21 shown in FIG.
The shape processing in S2 will be described with reference to FIG. The work 21 is fixed to the table of the 6-axis NC machine tool 1, a face mill or a square end mill is mounted on the tool spindle 23, and a linear roughing process is first performed. The work processing surface after the roughing is indicated by a solid line with reference numeral 25. Next, the ball end mill 27 is attached to the tool spindle 23 by the tool holder 29.
Attach through. With the tool center 31 at the tip of the ball end mill 27 as the apex, the tool holder 29 or the tool spindle 2
Consider a conical shape formed by connecting the outermost portion of No. 3 to the vertex (tool center 31). This conical shape approximates a complicated shape around the tool to a simple shape, and is called a conical interference model 33. That is, when the vertex 31 of the conical interference model 33 moves on the tool path 35,
A for a tool posture that does not interfere with the roughing surface 25 of the workpiece
Axis and B axis need to be controlled. In order to simplify the interference calculation when performing this control, the conical interference model 33 is used.
Was set.
【００１６】円錐形状干渉モデル３３が工具径路３５上
を移動するというのは、とりも直さずボールエンドミル
２７でワーク２１を形状加工することである。図３は、
ワーク２１の左から右へボールエンドミル２７を送る状
態を示してある。The fact that the conical interference model 33 moves on the tool path 35 means that the workpiece 21 is machined by the ball end mill 27 without any modification. FIG.
The state where the ball end mill 27 is sent from the left to the right of the work 21 is shown.
【００１７】ここでボールエンドミル２７のワーク２１
に対する最適工具姿勢について考える。ボールエンドミ
ル２７は、その軸線上の切刃およびその付近の切刃は回
転半径が小さいので、切削速度は低い。軸線から外ざか
る程回転半径が大きくなるので切削速度は大きくなり、
最外周で切削速度は最大となる。切削速度が高い程加工
能率も良いし、加工面粗度も良くなる。よってボールエ
ンドミル２７をワーク２１に対して極力寝かせた姿勢で
加工するのが最適である。本実施例では円錐形状干渉モ
デル３３がワークの荒取り加工面２５に干渉しないでか
つ図３の角度α（工具径路３５に引いた接線と工具軸線
とのなす角）が最小となる工具姿勢を最適とする。Here, the work 21 of the ball end mill 27
Consider the optimal tool posture for. The cutting speed of the ball end mill 27 is low because the cutting radius on the axis thereof and the cutting edge in the vicinity thereof have a small turning radius. Since the turning radius increases as the distance from the axis increases, the cutting speed increases,
The cutting speed becomes maximum at the outermost periphery. The higher the cutting speed, the better the processing efficiency and the better the surface roughness. Therefore, it is optimal to machine the ball end mill 27 in a posture in which the ball end mill 27 is laid on the workpiece 21 as much as possible. In the present embodiment, the tool posture in which the conical interference model 33 does not interfere with the roughing processing surface 25 of the workpiece and the angle α (the angle between the tangent drawn on the tool path 35 and the tool axis) in FIG. Be optimal.
【００１８】また工具径路３５（一点鎖線）は、最終加
工形状３７（二点鎖線）からエンドミル２７の工具半径
分オフセットして得られる形状であり、予め数値データ
として求めておくものである。ボールエンドミル２７に
よるワーク２１の形状加工は、回転するボールエンドミ
ル２７とワーク２１とをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸および
Ｂ軸の送り動作によって相対移動させ、またピックフィ
ードを与えて行う。このようにして最終形状に近い形状
にまで中仕上げすることを形状加工と言う。なお、本実
施例では、角度αを干渉の生じない最小値となるように
姿勢制御する場合を述べたが、工具軸線がＺ軸と平行な
初期状態からスタートし、円錐形状干渉モデル３３がワ
ーク荒取り加工面２５と干渉するときのみ、Ａ軸、Ｂ軸
を最小量変更して干渉回避を行うような姿勢制御を行っ
ても良い。The tool path 35 (dashed-dotted line) is a shape obtained by offsetting the final machining shape 37 (dashed-dotted line) by the tool radius of the end mill 27, and is obtained in advance as numerical data. The shape processing of the work 21 by the ball end mill 27 is performed by relatively moving the rotating ball end mill 27 and the work 21 by the X-axis, Y-axis, Z-axis, A-axis, and B-axis feed operations, and by giving a pick feed. . Semi-finishing to a shape close to the final shape in this way is called shape processing. In the present embodiment, the case where the attitude control is performed so that the angle α becomes the minimum value that does not cause interference has been described. However, starting from the initial state in which the tool axis is parallel to the Z axis, the conical interference model 33 Only when it interferes with the roughing processing surface 25, the attitude control may be performed such that the A-axis and the B-axis are changed by the minimum amount to avoid the interference.
【００１９】次に図６に示したキャラクタラインの加工
方法について説明する。一般に面と面とが交差する部分
をキャラクタラインと呼び、本実施例のキャラクタライ
ン４１は、曲面Ｓ１とＳ２とが交わってできた曲線状の
交線である。このキャラクタライン４１をヘールバイト
４３で加工するのであるが、前述の形状加工の終了後、
６軸ＮＣ工作機械１の主軸２３の工具を自動工具交換装
置によってヘールバイト４３と交換し、ヘールバイト４
３の先端がキャラクタライン４１に沿ってＸ，Ｙ，Ｚ軸
の合成送り動作で送られる際、ヘールバイト４３がワー
ク２１と干渉しないようにＡ，Ｂ，Ｃ軸を用いて姿勢制
御するのである。このようにしてワーク２１のキャラク
タライン４１がヘール加工される。Next, a method of processing the character line shown in FIG. 6 will be described. In general, a portion at which a surface intersects is called a character line, and the character line 41 of the present embodiment is a curved line formed by intersecting the curved surfaces S1 and S2. This character line 41 is processed with a hail bite 43. After the above-mentioned shape processing is completed,
The tool of the main spindle 23 of the 6-axis NC machine tool 1 is replaced with a hail bite 43 by an automatic tool changer,
When the tip of 3 is sent along the character line 41 in the combined feed operation of the X, Y, and Z axes, the attitude control is performed using the A, B, and C axes so that the hail bite 43 does not interfere with the work 21. . In this way, the character line 41 of the work 21 is hale-processed.
【００２０】次に図４、図５により、ワーク２１の曲面
Ｓ１，Ｓ２の仕上げ加工について説明する。キャラクタ
ラインの加工が終わると、６軸ＮＣ工作機械１の工具主
軸２３に自動工具交換装置によってヘール加工工具５１
を装着する。このヘール加工工具５１の側面図が図５
（ａ）で、その矢視ｂから見た正面図が図５（ｂ）であ
る。Next, the finishing of the curved surfaces S1 and S2 of the work 21 will be described with reference to FIGS. When the machining of the character line is completed, the hale machining tool 51 is attached to the tool spindle 23 of the 6-axis NC machine tool 1 by the automatic tool changer.
Attach. FIG. 5 is a side view of the hail processing tool 51.
FIG. 5B is a front view as viewed from the arrow b in FIG.
【００２１】このヘール加工工具５１は先端に矩形の切
刃部を有したバイト５３と、バイト５３を固着する円柱
形状の軸部５５とから成っている。軸部５５には軸線と
直交するようにスリット５７が刻設され、切削反力によ
りヘール加工工具５１が弾性変形し得るようになってい
る。軸部５５は工具ホルダ２９を介して工具主軸２３に
装着され、工具主軸２３はその軸線まわりにＣ軸制御可
能になっている。本実施例では、バイト５３の刃先中心
が工具軸線上に位置するように構成されているが、必ず
しも刃先中心と工具軸線とが一致する必要はない。The hail processing tool 51 comprises a cutting tool 53 having a rectangular cutting edge at the tip and a cylindrical shaft 55 to which the cutting tool 53 is fixed. A slit 57 is engraved on the shaft portion 55 so as to be orthogonal to the axis, so that the hail processing tool 51 can be elastically deformed by a cutting reaction force. The shaft portion 55 is mounted on the tool spindle 23 via the tool holder 29, and the tool spindle 23 can be C-axis controlled around its axis. In this embodiment, the center of the cutting edge of the cutting tool 53 is configured to be located on the tool axis, but the center of the cutting edge does not always need to coincide with the tool axis.
【００２２】このように構成されたヘール加工工具５１
が、Ｃ軸制御される、つまり軸線まわりに３６０度回転
運動してもワーク２１と干渉しない領域を近似的に表わ
したのが截頭円錐形状干渉モデル５９である。この截頭
円錐形状干渉モデル５９は、バイト５３の先端部、すな
わち刃先の角と、軸部５５、工具ホルダ２９、工具主軸
２３のうち一番最外側に張り出している部分とを結んだ
直線でできる円錐形状から、バイト５３の先端が平らな
切刃で構成されているので頂角部分を切断した截頭円錐
形状を数値データとして表わしたものである。The hale processing tool 51 thus configured
However, a truncated cone-shaped interference model 59 approximately represents a region that is controlled by the C-axis, that is, does not interfere with the workpiece 21 even when rotated 360 degrees around the axis. The truncated cone-shaped interference model 59 is a straight line connecting the tip of the cutting tool 53, that is, the corner of the cutting edge, and the shaft 55, the tool holder 29, and the portion of the tool spindle 23 projecting to the outermost side. Since the tip of the cutting tool 53 is formed of a flat cutting edge from the possible cone shape, the truncated cone shape obtained by cutting off the apex portion is represented as numerical data.
【００２３】さて、このヘール加工工具５１でワーク２
１の曲面Ｓ１を仕上げ加工する方法を説明する。前述の
キャラクタライン４１に近い部分からワーク２１の左側
端までを最終加工形状３７（工具径路）に沿ってバイト
５３の刃先中心を動かせば、先のボールエンドミル２７
による形状加工の削り残し部分を削り取ることができ
る。By the way, the work 2 is
A method of finishing the first curved surface S1 will be described. If the center of the cutting edge of the cutting tool 53 is moved from the portion close to the character line 41 to the left end of the workpiece 21 along the final machining shape 37 (tool path), the ball end mill 27
The remaining part of the shape processing by shaving can be cut off.
【００２４】このとき截頭円錐形状干渉モデル５９とワ
ーク２１との干渉回避およびヘール加工工具５１のバイ
ト５３とのなす角度の制御が行われる。干渉回避は、曲
面Ｓ１の最終加工形状データと截頭円錐形状干渉モデル
データとが交わるか交わらないかを演算し、交わる時
は、Ａ，Ｂ，Ｃ軸を所定の優先度で変更して交わらない
回転送り量を求める。かつ、このときの工具軸線と最終
加工形状３７に工具の進行方向に引いた接線とのなす角
度θが直角であるかを確認し、直角でなければ直角にな
るようにＡ軸制御を行う。角度θを直角にすると干渉が
生じる場合は、直角に近い所定許容角度範囲、例えば７
５゜〜１０５゜に入るように工具とワークとの相対姿勢
制御を行う。At this time, the interference between the truncated cone-shaped interference model 59 and the work 21 is avoided, and the angle between the cutting tool 53 and the cutting tool 53 is controlled. The interference avoidance is performed by calculating whether or not the final machining shape data of the curved surface S1 intersects with the truncated cone interference model data, and when they intersect, the A, B, and C axes are changed with a predetermined priority and intersected. Find the amount of rotation feed that is not. At this time, it is checked whether the angle θ between the tool axis at this time and the tangent drawn to the final machining shape 37 in the direction of travel of the tool is a right angle, and if not, the A-axis control is performed so that the angle becomes a right angle. If interference occurs when the angle θ is made a right angle, a predetermined allowable angle range close to a right angle, for example, 7
The relative attitude control between the tool and the work is performed so as to fall within the range of 5 ° to 105 °.
【００２５】ここで、角度θが直角またはその所定許容
角度範囲に設定するのは、ヘール加工工具５１は、切削
反力によって弾性変形するものであるが、工具姿勢によ
って弾性変形の特性が変わり、例えば工具軸線方向のた
わみ量が加工箇所によって変わったり、ワーク加工面に
切刃が食い込む方向に弾性変形して、加工面を荒したり
し、加工精度、面粗度に悪影響を与える。従って角度θ
を常時直角に維持して加工するのが好しいが、加工面の
勾配、壁面の立上りなどの条件によって直角を維持して
いたのでは干渉回避ができない場合は、予め設定した直
角に近い許容角度範囲に入るように姿勢制御する。Here, the reason that the angle θ is set to a right angle or a predetermined allowable angle range is that the hail processing tool 51 is elastically deformed by a cutting reaction force, but the elastic deformation characteristic changes depending on the tool posture. For example, the amount of deflection in the tool axis direction changes depending on the processing location, or the workpiece is elastically deformed in the direction in which the cutting edge bites into the workpiece processing surface, roughening the processing surface, and adversely affecting processing accuracy and surface roughness. Therefore the angle θ
It is preferable to always process at a right angle, but if it is not possible to avoid interference if the right angle is maintained due to conditions such as the slope of the processing surface and the rise of the wall, the allowable angle close to the preset right angle The posture is controlled so that it falls within the range.
【００２６】このようにして曲面Ｓ１をヘール加工工具
５１で順次仕上げ加工する。曲面Ｓ１の加工が終了した
ら、ヘール加工工具５１の向きを逆にして、曲面Ｓ２を
同様に仕上げ加工する。なお、曲面Ｓ１から曲面Ｓ２へ
キャラクタライン４１をまたいで一回のパスでヘール加
工工具５１を移動させ仕上げ加工しても良い。その場合
においても、截頭円錐形状干渉モデル５９とワーク２１
との干渉チェックおよび工具姿勢の制御を行うことは同
様である。In this manner, the curved surface S1 is successively finished by the hail processing tool 51. When the machining of the curved surface S1 is completed, the direction of the hale machining tool 51 is reversed, and the curved surface S2 is similarly finished. Note that the hale processing tool 51 may be moved in a single pass from the curved surface S1 to the curved surface S2 across the character line 41 for finishing. Even in that case, the truncated cone-shaped interference model 59 and the work 21
It is the same to perform the interference check with the control and the control of the tool posture.
【００２７】次に、前述の曲面Ｓ１，Ｓ２を有したワー
ク２１の機械加工方法および装置について、図１〜図４
を参照してまとめる。コンピュータのワーク形状データ
記憶部３に予め入力、記憶した荒取り加工面２５のワー
ク形状データ、工具径路データ記憶部５に予め入力、記
憶したボールエンドミル２７の工具径路３５のデータ、
及び干渉モデルデータ記憶部７に予め入力、記憶した円
錐形状干渉モデル３３のデータを干渉演算部９へ読み込
む。このとき、最初のＡ軸、Ｂ軸の位置（初期値）も同
時に読み込む（ステップＳ１）。干渉演算部９は、工具
径路３５を細分化し、細分化した最初の地点におけるワ
ーク形状と円錐形状干渉モデルとが交わるか否か、つま
り干渉するか否かの干渉演算をする（ステップＳ２）。
ステップＳ３で干渉チェックをし、干渉がなければＡ
軸、Ｂ軸の値をそのままにして、細分化した次の地点に
おける干渉演算へと進む。ステップＳ３で干渉がある場
合は、ステップＳ４へ進み、Ａ軸、Ｂ軸を所定の優先度
に従って所定量変更し、もう１度干渉演算をし、干渉が
なくなるまで繰り返し、干渉回避できるＡ軸、Ｂ軸の回
転送り量を決定する。この干渉回避のＡ軸、Ｂ軸回転送
り量を決定するのが姿勢制御部１１で行われる。このル
ーチンを細分化した各地点で順次行い、最後の地点まで
到達したら形状加工を終了する（ステップＳ５）。Next, a method and an apparatus for machining the work 21 having the above-described curved surfaces S1 and S2 will be described with reference to FIGS.
See and summarize. Work shape data of the roughing surface 25 previously input and stored in the work shape data storage unit 3 of the computer, data of the tool path 35 of the ball end mill 27 previously input and stored in the tool path data storage unit 5,
The data of the conical interference model 33 previously input and stored in the interference model data storage unit 7 is read into the interference calculation unit 9. At this time, the positions (initial values) of the first A-axis and B-axis are simultaneously read (step S1). The interference calculation unit 9 subdivides the tool path 35 and performs an interference calculation as to whether or not the workpiece shape and the conical interference model at the first subdivided point intersect, that is, whether or not they interfere with each other (step S2).
In step S3, an interference check is performed.
The process proceeds to the interference calculation at the next subdivided point while keeping the values of the axis and the B axis as they are. If there is interference in step S3, the process proceeds to step S4, in which the A-axis and the B-axis are changed by a predetermined amount according to a predetermined priority, the interference calculation is performed again, and the A-axis is repeated until the interference disappears. The rotation feed amount of the B axis is determined. The attitude control unit 11 determines the A-axis and B-axis rotation feed amounts for this interference avoidance. This routine is sequentially performed at each of the subdivided points, and when the last point is reached, the shape processing ends (step S5).
【００２８】この処理はボールエンドミル２７による形
状加工を行いながらリアルタイムで行っても良いし、予
めシミュレーションして全地点のＡ，Ｂ軸の送り量を求
めてから形状加工に入っても良い。このように、姿勢制
御部１１からの出力、つまりＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ軸の指
令が６軸ＮＣ工作機械１に入力されて、形状加工が行わ
れるのである。This processing may be performed in real time while performing the shape processing by the ball end mill 27, or may be performed beforehand by performing a simulation to obtain the feed amounts of the A and B axes at all points. As described above, the output from the attitude control unit 11, that is, the X, Y, Z, A, and B axis commands are input to the 6-axis NC machine tool 1, and the shape machining is performed.
【００２９】ステップＳ５で形状加工が終了すると、ヘ
ール加工工具５１による仕上げ加工に入る。ワーク形状
データ記憶部３に予め入力、記憶した最終加工形状３７
のデータ、工具径路データ記憶部５に予め入力、記憶し
たヘール加工工具５１のバイト５３先端中心の軌跡に相
当するヘール加工工具の工具径路データ、及び干渉モデ
ルデータ記憶部７に予め入力、記憶した截頭円錐形状干
渉モデル５９のデータを干渉演算部９へ読み込む。この
とき、最初のＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の位置（初期値）も同時
に読み込む（ステップＳ６）。When the shape processing is completed in step S5, the finishing processing by the hale processing tool 51 is started. Final machining shape 37 previously input and stored in the workpiece shape data storage 3
, The tool path data of the helical tool corresponding to the trajectory of the center of the tip of the cutting tool 53 stored in the tool path data storage section 5 in advance and stored in the interference model data storage section 7 in advance. The data of the truncated conical interference model 59 is read into the interference calculation unit 9. At this time, the positions (initial values) of the first A-axis, B-axis, and C-axis are also read at the same time (step S6).
【００３０】干渉演算部９は、工具径路を細分化し、細
分化した最初の地点におけるワーク形状と截頭円錐形状
干渉モデルとが交わるか否か、つまり干渉するか否かの
干渉演算をする（ステップＳ７）。ステップＳ８で干渉
がなければＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の値をそのままにして、細
分化した次の地点における干渉演算へと進む。ステップ
Ｓ８で干渉がある場合は、ステップＳ９へ進み、Ａ軸，
Ｂ軸，Ｃ軸を所定の優先度に従って所定量変更し、もう
１度干渉演算をし、干渉がなくなるまで繰り返すと同時
に角度θが所定角度範囲に入るという条件を満足させ、
干渉回避のＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の回転送り量を決定する。
この干渉回避のＡ軸，Ｂ軸，Ｃ軸回転送り量を決定する
のは、姿勢制御部１１で行われる。このルーチンを細分
化した各地点で順次行い、最後の地点まで到達したら終
了する（ステップＳ１０）。この処理は、ヘール加工工
具５１による仕上げ加工を行いながらリアルタイムで行
っても良いし、予めシミュレーションして全地点のＡ，
Ｂ，Ｃ軸の送り量を求めてから仕上げ加工に入っても良
い。このように、姿勢制御部１１から出力、つまりＸ，
Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸の指令が６軸ＮＣ工作機械１に入
力されて、仕上げ加工が行われるのである。The interference calculation unit 9 subdivides the tool path, and calculates whether or not the work shape at the first subdivided point intersects with the truncated cone interference model, that is, whether or not interference occurs. Step S7). If there is no interference in step S8, the values of the A-axis, B-axis, and C-axis are left as they are, and the process proceeds to the interference calculation at the next subdivided point. If there is interference in step S8, the process proceeds to step S9, where the A-axis,
The B axis and the C axis are changed by a predetermined amount according to a predetermined priority, another interference calculation is performed, and the operation is repeated until the interference disappears, and at the same time, the condition that the angle θ falls within a predetermined angle range is satisfied,
The rotation feed amounts of the A-axis, B-axis, and C-axis for avoiding interference are determined.
The attitude control unit 11 determines the A-axis, B-axis, and C-axis rotation feed amounts for the interference avoidance. This routine is sequentially performed at each of the subdivided points, and is terminated when the last point is reached (step S10). This processing may be performed in real time while performing the finishing processing by the hail processing tool 51, or may be performed by performing a simulation in advance and A,
The finishing may be started after the feed amounts of the B and C axes are obtained. Thus, the output from the attitude control unit 11, that is, X,
The commands for the Y, Z, A, B, and C axes are input to the 6-axis NC machine tool 1, and the finishing is performed.
【００３１】なお、キャラクタライン４１のヘール加工
は、形状加工と仕上げ加工との間に入るのであるが、フ
ローチャートでは図示を省略してある。Although the hail processing of the character line 41 is between the shape processing and the finishing processing, it is not shown in the flowchart.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明
は、１台の６軸ＮＣ工作機械を用いて、ワークの１回の
段取りでボールエンドミルによる形状加工およびその後
のヘール加工工具による仕上げ加工を自動的に一貫して
行うことができる。また、ワークと工具との干渉チェッ
クを自動的に行うことができ、プログラマによるＮＣプ
ログラミング時の干渉チェックの手間が省ける。また、
ヘール加工工具による仕上げ加工において、ヘール加工
工具のワークの加工面に対する相対姿勢を略一定の適正
角度に維持するので、加工精度および面粗度の良い加工
ができる。更に、従来は、手仕上げ工程をできるだけ短
縮すべく、つまり、ボールエンドミルの形状加工の削り
残しをできるだけ少くするため、非常に細かいピックフ
ィードで時間をかけて行っていた形状加工を、本発明で
は短時間化し、後工程のヘール加工で機械的に仕上げ加
工できるようにして、ワークの機械加工における総加工
時間の短縮にも効果が出た。As can be understood from the above description, the present invention uses a single 6-axis NC machine tool to form a workpiece with a ball end mill in a single setup and then finish the workpiece with a hale tool. Can be performed automatically and consistently. Further, the interference check between the workpiece and the tool can be automatically performed, and the trouble of the interference check at the time of NC programming by the programmer can be omitted. Also,
In the finishing processing by the hale processing tool, the relative attitude of the hale processing tool with respect to the processing surface of the work is maintained at a substantially constant appropriate angle, so that processing with good processing accuracy and surface roughness can be performed. Furthermore, in the present invention, in order to shorten the hand finishing process as much as possible, that is, in order to reduce the uncut portion of the shape processing of the ball end mill as much as possible, it is time to perform the shape processing with a very fine pick feed, the present invention. By shortening the time and enabling mechanical finishing by post-processing hale processing, the effect of shortening the total processing time in the machining of the work was obtained.
【図１】本発明の機械加工方法の形状加工部分を示すフ
ローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a shape processing portion of a machining method according to the present invention.
【図２】本発明の機械加工装置の構成ブロック図であ
る。FIG. 2 is a configuration block diagram of the machining apparatus of the present invention.
【図３】本発明のボールエンドミルによる形状加工の説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of shape processing by a ball end mill of the present invention.
【図４】本発明のヘール加工工具による仕上げ加工の説
明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a finishing process using a hale processing tool according to the present invention.
【図５】（ａ）は図６のヘール加工工具の側面図、
（ｂ）はその矢視ｂから見た正面図である。5 (a) is a side view of the hail processing tool of FIG. 6,
(B) is the front view seen from the arrow b.
【図６】キャラクタラインの加工の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of character line processing.
１…６軸ＮＣ工作機械 ３…ワーク形状データ記憶部 ５…工具径路データ記憶部 ７…干渉モデルデータ記憶部 ９…干渉演算部 １１…姿勢制御部 ２１…ワーク ２３…工具主軸 ２５…荒取り加工面 ２７…ボールエンドミル ２９…工具ホルダ ３１…工具中心（円錐形状干渉モデルの頂点） ３３…円錐形状干渉モデル ３５…工具径路 ３７…最終加工形状 ５１…ヘール加工工具 ５３…バイト ５５…軸部 ５９…截頭円錐形状干渉モデル Ｓ１…曲面 Ｓ２…曲面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 6-axis NC machine tool 3 ... Work shape data storage part 5 ... Tool path data storage part 7 ... Interference model data storage part 9 ... Interference calculation part 11 ... Attitude control part 21 ... Work 23 ... Tool spindle 25 ... Roughing Surface 27 Ball end mill 29 Tool holder 31 Center of tool (apex of conical interference model) 33 Conical interference model 35 Tool path 37 Final processing shape 51 Hale processing tool 53 Tool bit 55 Shaft 59 Truncated conical interference model S1: curved surface S2: curved surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−8148（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−228547（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−103902（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205956（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46 B23D 1/00 - 13/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-8148 (JP, A) JP-A-3-228547 (JP, A) JP-A-3-103902 (JP, A) JP-A-1- 205956 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23Q 15/00-15/28 G05B 19/18-19/46 B23D 1/00-13/06
Claims (5)
送り軸と、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の回転送り軸を有する６軸
ＮＣ工作機械を用い、その工具主軸にボールエンドミル
を装着してワークとの間で相対送りを行ってワークの形
状加工を行い、その後前記工具主軸にヘール加工工具を
装着してワークとの間で相対送りを行って前記形状加工
したワークの仕上げ加工を行う機械加工方法において、 前記ボールエンドミルによる形状加工は、ワークの形状
データを記憶するとともに、前記６軸ＮＣ工作機械の工
具主軸に装着したボールエンドミルの先端球部の中心
と、工具ホルダ、工具主軸等の最外側部とを結んででき
る円錐形状干渉モデルのデータを記憶し、 前記ボールエンドミルの刻々の工具径路における前記ワ
ークと円錐形状干渉モデルとの干渉演算を行い、 前記ワークと円錐形状干渉モデルとが干渉しないように
前記ボールエンドミルとワークとの相対姿勢を制御して
加工を行うことを特徴とする機械加工方法。1. A ball end mill is used as a tool spindle of a 6-axis NC machine tool having a linear feed axis orthogonal to X, Y, and Z axes and a rotary feed axis of A, B, and C axes. To perform the relative machining between the workpiece and the workpiece to shape the workpiece, and then attach a helical processing tool to the tool spindle and perform the relative feeding between the workpiece and the finish of the workpiece having the shaped workpiece. In the machining method for performing machining, the shape machining by the ball end mill stores shape data of a work, and a center of a tip end ball portion of a ball end mill mounted on a tool spindle of the 6-axis NC machine tool, a tool holder, The data of the conical interference model formed by connecting the outermost portion of the tool spindle or the like is stored, and the interference between the workpiece and the conical interference model in the tool path at every moment of the ball end mill is stored. Performs the operation, machining method comprising performing control to process the relative orientation between the workpiece and the conical interference model and the said ball end mill so as not to interfere work.
送り軸と、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の回転送り軸を有する６軸
ＮＣ工作機械を用い、その工具主軸にボールエンドミル
を装着してワークとの間で相対送りを行ってワークの形
状加工を行い、その後前記工具主軸にヘール加工工具を
装着してワークとの間で相対送りを行って前記形状加工
したワークの仕上げ加工を行う機械加工方法において、 前記ヘール加工工具による仕上げ加工は、前記ワークの
形状データを記憶するとともに、前記６軸ＮＣ工作機械
の工具主軸に装着したヘール加工工具の先端部と、工具
ホルダ、工具主軸等の最外側部とを結んでできる截頭円
錐形状干渉モデルのデータを記憶し、 前記ヘール加工工具の刻々の工具径路における前記ワー
クと截頭円錐形状干渉モデルとの干渉演算を行い、 前記ワークと截頭円錐形状干渉モデルとが干渉しないよ
うに、かつ前記ヘール加工工具の軸線がワーク加工面に
対して垂直となるように前記ヘール加工工具とワークと
の相対姿勢を制御して加工を行うことを特徴とする機械
加工方法。2. A ball end mill is used as a tool spindle of a 6-axis NC machine tool having a linear feed axis orthogonal to X, Y, and Z axes and a rotary feed axis of A, B, and C axes. To perform the relative machining between the workpiece and the workpiece to shape the workpiece, and then attach a helical processing tool to the tool spindle and perform the relative feeding between the workpiece and the finish of the workpiece having the shaped workpiece. In the machining method for performing the machining, the finishing by the hale machining tool stores shape data of the work, and includes a tip of a hale machining tool mounted on a tool spindle of the 6-axis NC machine tool, a tool holder, The data of the truncated cone-shaped interference model formed by connecting the outermost portion of the tool spindle and the like is stored, and the interference between the workpiece and the truncated cone-shaped interference model in the tool path of the hail machining tool at every moment is stored. The calculation is performed so that the work and the frusto-conical interference model do not interfere with each other, and the relative attitude between the hale processing tool and the work is set so that the axis of the hale processing tool is perpendicular to the work processing surface. A machining method characterized by performing machining by controlling.
送り軸と、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の回転送り軸を有する６軸
ＮＣ工作機械を用い、その工具主軸にボールエンドミル
を装着してワークとの間で相対送りを行ってワークの形
状加工を行い、その後前記工具主軸にヘール加工工具を
装着してワークとの間で相対送りを行って前記形状加工
したワークの仕上げ加工を行う機械加工方法において、 前記ボールエンドミルによる形状加工は、ワークの形状
データを記憶すると共に、前記６軸ＮＣ工作機械の工具
主軸に装着したボールエンドミルの先端球部の中心と、
工具ホルダ、工具主軸等の最外側部とを結んでできる円
錐形状干渉モデルのデータを記憶し、 前記ボールエンドミルの刻々の工具径路における前記ワ
ークと円錐形状干渉モデルとの干渉演算を行い、 前記ワークと円錐形状干渉モデルとが干渉しないように
前記ボールエンドミルとワークとの相対姿勢を制御して
加工を行い、 前記ヘール加工工具による仕上げ加工は、前記ワークの
形状データを記憶すると共に、前記６軸ＮＣ工作機械の
工具主軸に装着したヘール加工工具の先端部と、工具ホ
ルダ、工具主軸等の最外側部とを結んでできる截頭円錐
形状干渉モデルのデータを記憶し、 前記ヘール加工工具の刻々の工具径路における前記ワー
クと截頭円錐形状干渉モデルとの干渉演算を行い、 前記ワークと截頭円錐形状干渉モデルとが干渉しないよ
うに、かつ前記ヘール加工工具の軸線がワーク加工面に
対して垂直となるように前記ヘール加工工具とワークと
の相対姿勢を制御して加工を行うことを特徴とする機械
加工方法。3. A 6-axis NC machine tool having an X-axis, Y-axis, and Z-axis linear feed axes orthogonal to each other and A-axis, B-axis, and C-axis rotary feed axes, and a ball end mill as a tool spindle thereof. To perform the relative machining between the workpiece and the workpiece to shape the workpiece, and then attach a helical processing tool to the tool spindle and perform the relative feeding between the workpiece and the finish of the workpiece having the shaped workpiece. In the machining method for performing machining, the shape machining by the ball end mill stores shape data of a work, and a center of a tip end ball portion of a ball end mill mounted on a tool spindle of the 6-axis NC machine tool;
Storing data of a cone-shaped interference model formed by connecting the outermost portion of the tool holder, the tool spindle, and the like; performing an interference calculation between the workpiece and the cone-shaped interference model in the tool path at every moment of the ball end mill; And performing machining by controlling the relative attitude of the ball end mill and the workpiece so that the interference model does not interfere with the conical shape interference model. The data of the truncated cone-shaped interference model formed by connecting the tip of the hale processing tool mounted on the tool spindle of the NC machine tool and the outermost part of the tool holder, the tool spindle, etc. is stored, The interference calculation between the work and the truncated cone shape interference model in the tool path is performed, and the work and the truncated cone shape interference model interfere with each other. Oddly, and machining methods the axis of the Hale machining tool and performing the machining by controlling the relative orientation between Hale machining tool and the workpiece so as to be perpendicular to the workpiece machining surface.
勢の制御は、前記ヘール加工工具とワークとが干渉せ
ず、かつ前記ヘール加工工具の軸線がワーク加工面に対
して垂直またはその所定許容角度範囲になるようにした
請求項２または３に記載の機械加工方法。4. The method of controlling the relative attitude between the hale processing tool and the work is such that the hale processing tool does not interfere with the work, and the axis of the hale processing tool is perpendicular to the work processing surface or its predetermined tolerance. The machining method according to claim 2 or 3, wherein the angle is within an angle range.
ワークとの間で相対送りを行ってワークを形状加工し、
その後前記工具主軸にヘール加工工具を装着してワーク
との間で相対送りを行ってワークの仕上げ加工を行う機
械加工装置において、 ボールエンドミルを装着して回転可能であり、ヘール加
工工具を装着して工具軸線まわりのＣ軸回転送り制御可
能な工具主軸を有すると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線
送りおよびＡ軸、Ｂ軸の回転送りの制御可能な６軸ＮＣ
工作機械と、 ワークの形状データ、前記６軸ＮＣ工作機械の工具主軸
に装着したボールエンドミルの先端球部の中心と、工具
ホルダ、工具主軸等の最外側部とを結んでできる円錐形
状干渉モデルのデータ、及び前記６軸ＮＣ工作機械の工
具主軸に装着したヘール加工工具の先端部と、工具ホル
ダ、工具主軸等の最外側部とを結んでできる截頭円錐形
状干渉モデルのデータを記憶する記憶手段と、 前記ボールエンドミルの刻々の工具径路における前記ワ
ークと円錐形状干渉モデルとの干渉演算及び前記ヘール
加工工具の刻々の工具径路における前記ワークと截頭円
錐形状干渉モデルとの干渉演算を行う演算手段と、 前記演算手段の演算結果が干渉なしとなるように前記ボ
ールエンドミルとワークとの相対姿勢を制御し、または
前記演算手段の演算結果が干渉なしとなり、かつ前記ヘ
ール加工工具の軸線がワーク加工面に対して垂直となる
ように前記ヘール加工工具とワークとの相対姿勢を制御
する姿勢制御手段と、を具備したことを特徴とする機械
加工装置。5. A workpiece is shaped by mounting a ball end mill on a tool spindle and performing relative feed with the workpiece.
Thereafter, in a machining apparatus that performs a finishing process on the work by mounting a hail processing tool on the tool spindle and performing relative feeding between the work and the work, a ball end mill is mounted and rotatable. 6-axis NC that has a tool spindle that can control the C-axis rotation feed around the tool axis and can control the X-axis, Y-axis, and Z-axis linear feeds and the A-axis and B-axis rotation feeds
Cone-shaped interference model formed by connecting the machine tool, the workpiece shape data, the center of the tip sphere of the ball end mill mounted on the tool spindle of the 6-axis NC machine tool, and the outermost part of the tool holder, tool spindle, etc. And data of a frusto-conical interference model formed by connecting the tip of a hail machining tool mounted on the tool spindle of the 6-axis NC machine tool and the outermost portion of a tool holder, a tool spindle, etc. Storage means for performing an interference calculation between the workpiece and the conical interference model in the instantaneous tool path of the ball end mill and an interference calculation between the workpiece and the truncated conical interference model in the instantaneous tool path of the hailing tool; Calculating means, controlling the relative attitude between the ball end mill and the work so that the calculation result of the calculating means does not cause interference, or Attitude control means for controlling the relative attitude between the hale processing tool and the work such that the calculation result is free of interference, and the axis of the hale processing tool is perpendicular to the workpiece processing surface. And machining equipment.
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