JP3633337B2 - 座面加工用ncデータの作成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、CAM(コンピュータ支援加工)システムによって金型の複数の座面の各々を加工するために用いられる座面加工用NC(数値制御)データの作成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プレス加工等に使用される金型は一般に、例えば図6の斜視図に金型の下型について示すように、ガイドポストGPやウェアプレートWPやカムフォロワガイドCG等の多数の型構造物を有しており、それゆえ金型の製造時には、例えば図6の下型のダイホルダのみについて図7の斜視図に示すように、それらの型構造物をそれぞれ装着するための多数の平坦な座面SPの加工を行う必要がある。
【0003】
かかる座面をCAMシステムを構成するNC工作機械で加工するためにNCデータを作成する従来の方法としては、例えば特開昭62−239206号公報にて開示されたものが知られており、この方法では作業者が、これもCAMシステムを構成するNCデータ作成用コンピュータの画面上で、別途CAD(コンピュータ支援設計)システムにより作成した三次元金型形状モデルを見ながらコンピュータとの対話形式で、一つ一つの座面に対し、図8のフローチャートに示す如き手順で工具のアプローチ位置および加工時の工具軌跡を入力して、NCデータを構成するパートプログラムを作成している。
【0004】
図8に示す手順では、先ずステップ1で、工具径や工具長さ、現在作成しているパートプログラムの加工対象の座面、干渉物(周囲の他の座面等の、その対象座面以外の金型形状部分)の範囲その他の加工条件を入力し、次いでステップ2で、対象座面への工具のアプローチ位置(アプローチ点)を選択して入力し、これによりNCデータ作成用コンピュータにそのアプローチ位置での工具形状モデルと金型形状モデルの干渉物および対象座面との干渉チェックを自動的に行わせて、その干渉チェックの結果に基づきアプローチ位置を決定し、それをNCデータ作成用コンピュータに入力する。
【0005】
例えば図9(a)の平面図に示す例では、工具モデルTで示す工具のアプローチ位置として、対象座面SPの左方の上下二箇所の位置を入力しており、この場合には対象座面SPの左上方に干渉物IMが存在しているため、コンピュータは、上側の入力位置をNG(干渉)と判断し、下側の入力位置のみをOKと判断してその判断結果を画面表示出力し、これにより作業者が、その下側の入力位置をアプローチ位置に決定している。
【0006】
次いで作業者は、図8中のステップ3で、加工対象とする座面を加工するための工具軌跡を設定し、これによりNCデータ作成用コンピュータに、その工具軌跡での工具モデルと金型形状モデルの干渉物との干渉チェックを自動的に行わせて、その干渉チェックの結果に基づき工具軌跡を決定し、それをNCデータ作成用コンピュータに入力する。
【0007】
例えば図9(b)の平面図に示す例では、図中×印で示すように切削点(工具通過点)PPを順次入力して、それらの切削点PPを入力順に辿るように工具軌跡CPを設定しており、コンピュータは、その工具軌跡CPを工具モデルTが辿って移動する間の上記干渉物との干渉の有無をチェックする。
【0008】
そして上記手順では、最後に作業者がステップ4で、画面表示された工具軌跡について、その工具軌跡を辿る工具の移動で上記対象座面に削り残しが生ずるか否かを目視によりチェックする。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の方法では上述のように、コンピュータとの対話形式で、一つ一つの座面に対し、工具のアプローチ位置および加工時の工具軌跡を入力しており、その際、アプローチ時には図10(a)に示すように、金型形状モデルの各座面SPに取り代部分RPを設けるとともに、アーバやシャンクを含む工具モデルTの各部分にそれぞれその部分に見合ったゼロでない適当な値の余裕代Cを設定し、アプローチ位置で上記取り代部分RPおよびその他の部分に対し工具モデルTの各部が上記余裕代C分離間している場合に干渉なしと判断するようコンピュータに指示して干渉チェックを行わせている。また、座面加工時には図10(b)に示すように、対象座面のみ上記取り代部分RPを設けず、また工具モデルTの刃部の底面および側面について余裕代Cをゼロとし、工具軌跡上の各位置でその刃部の底面および側面についてはゼロの余裕代により干渉を判断するとともに工具モデルTの他の部分については先のゼロでない適当な値の余裕代Cにより干渉を判断するようコンピュータに指示して干渉チェックを行わせている。
【0010】
しかしながら上記従来の方法では、複数の座面があるので工順上では既に加工済みとなっていて干渉が生じないはずの座面もあるはずであるが、かかる座面にも一律に干渉物として上記取り代部分RPを設けているので、アプローチ位置や工具軌跡について余分な制約を課してコンピュータに干渉チェックを行わせてしまい、金型の自動加工率が不必要に低下してしまう場合がある。また、上記の如き指示を一つ一つの座面について作業者がコンピュータに与えていることから、作業者の工数が嵩むとともに、余裕代の指示を間違うと本来干渉が生じないはずの場合でもコンピュータが干渉ありと判断してしまう等の干渉チェックミスが生じて、作業者によるアプローチ位置や工具軌跡の選択に余分な制約が生じ、この点でも金型の自動加工率が不必要に低下してしまう場合がある。
【0011】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決したNCデータの作成方法を提供することを目的とするものであり、この発明の座面加工用NCデータの作成方法は、CAMシステムによって金型の複数の座面の各々を加工するために用いられるNCデータを作成するに際し、あらかじめ前記複数の座面の工順を決定しておき、各対象座面に対する工具アプローチ位置および工具軌跡の決定時に、前記工順上でその対象座面よりも先に加工する座面には取り代部分を設定せず、その対象座面およびそれよりも後に加工する座面にのみ取り代部分を設定して、前記CAMシステムのNCデータ作成用コンピュータに干渉チェックを行わせることを特徴とするものである。
【0012】
かかる方法によれば、工順上で対象座面よりも先に加工する座面には取り代部分を設定しないので、工具アプローチ位置や工具軌跡についての干渉チェックの際に、干渉が生じない場合のある先に加工する座面についてNCデータ作成用コンピュータが誤って干渉が生ずると判断することがなくなり、それゆえ金型の自動加工率を向上させることができる。
【0013】
さらに、この発明の座面加工用NCデータの作成方法においては、工具の余裕代をあらかじめ、工具アプローチ位置についての干渉チェック用と、工具軌跡についての干渉チェック用との二種類設定しておき、前記CAMシステムのNCデータ作成用コンピュータに工具アプローチ位置についての干渉チェックと工具軌跡についての干渉チェックとを行わせる時に前記二種類の余裕代のうちから対応するものを自動的に切り替え使用させる。かかる方法によれば、実際には干渉しないのに余裕代の設定間違いに起因してコンピュータが誤って干渉が生ずると判断することがなくなり、それゆえ金型の自動加工率をさらに向上させることができる。
【0014】
なお、この発明の座面加工用NCデータの作成方法においては、前記工具軌跡の決定時に、前記CAMシステムのNCデータ作成用コンピュータに干渉が生じないことを確認済みの複数種類の工具軌跡のうちから折れ点の数の最も少ないものを選択させることとしても良く、このようにすれば、加工時間の短縮と加工面の品質向上とを図ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明の座面加工用NCデータの作成方法の一実施例の実施手順を示すフローチャートであり、この実施例の方法は、通常のCAMシステムを構成するNCデータ作成用コンピュータの作動プログラムを改変することにて実施されるものである。
【0016】
すなわち、この実施例の方法では、先ず図1中のステップ1で、別途CADシステムにより作成した三次元金型形状モデルのデータを読み込んで、その金型形状モデルの各部分の属性を調べることにより全ての座面を抽出し、それらの座面に工順を設定するとともに、それらの座面中で、未だ後述するステップ16にて工具軌跡を登録されていない座面のうちの現在の処理で作成しているパートプログラムの対象とする一つの座面(対象座面)を検索し、対象座面となる、工具軌跡を登録されていない座面がもう残っていない場合には、続くステップ2を経てこの図1の処理を終了するが、工具軌跡を登録されていない座面が残っている場合には、上記ステップ2でその工具軌跡を登録されていない座面のうちから上記設定した工順の順に一つの対象座面を選択した後にステップ3へ進む。
【0017】
ステップ3では、当該CAMシステムを構成するNC工作機械が具える工具のリストを示す工具テーブルを当該コンピュータの記憶領域から読み込み、続くステップ4では、上記対象座面の加工に適した使用工具を、より太くてより短いものを優先して一種類選定する。そしてもう選択できる工具が残っていない場合には、ステップ5でその対象座面について工具なしとのデータを登録した後にステップ1へ戻り、次の対象座面を検索する。その一方、使用工具として選択できる工具がある場合には、上記ステップ5でその工具を使用工具として選択した後にステップ6へ進む。
【0018】
なお、この実施例の方法では、上記工具テーブル上の各工具について、あらかじめ上記CADシステムで三次元工具モデルを作成して、図2(a)に示すように、アプローチ位置での干渉チェック用にその工具モデルTのアーバやシャンクや刃部を含む各部分にそれぞれその部分に見合ったゼロでない適当な値の余裕代Cを設定するとともに、図2(b)に示すように、工具軌跡上での干渉チェック用にその工具モデルTの刃部CTの底面および、刃部CTの側面のうち上端部以外の部分について余裕代をゼロとし、その工具モデルTの他の部分については先のゼロでない適当な値の余裕代Cを設定し、それを上記コンピュータに読み込ませておく。
【0019】
ステップ6では、図3(a)に示すように、対象座面SPの、凹部を除くコーナー部に対し工具半径に応じた距離だけ離間した位置から、対象座面SPの辺の延在方向へアプローチするものとして、その条件を満たす複数のアプローチ位置(図では位置AP1 〜AP4 のみ示す)のうちから一つのアプローチ位置を選定し、続くステップ7では、作業者により、対象座面SPの周囲に位置してアプローチ位置および工具軌跡上で工具との干渉を生ずると思われる一つまたは複数の金型形状部分が干渉物(図示例では干渉物IM1, IM2)として入力され、図3(b)に示すように、先に選定した使用工具の工具モデルTに上記アプローチ位置での干渉チェック用の余裕代を適用して上記選定したアプローチ位置での工具モデルと干渉物および対象座面SPそれ自体との三次元的な干渉チェックを行う。
【0020】
このアプローチ位置での干渉チェックに際しては、図4に示すように、例えば工順が座面SP1 、座面SP2 、座面SP3 の順であって、それらの座面のうちの座面SP2 が現在の対象座面である場合に、工順でその座面SP2 より先に位置する干渉物としての座面SP1 には取り代部分RPを設けず、現在の処理の対象座面である座面SP2 と、工順でそれより後に位置する干渉物としての座面SP3 とには取り代部分RPを設けて干渉チェックを行う。
【0021】
そして図3(b)中のアプローチ位置AP1 〜AP3 の如く、その選定したアプローチ位置で干渉物(図示例では干渉物IM1 またはIM2 )と工具モデルTとの干渉が生ずる(工具モデルから余裕代未満の距離に干渉物が位置する)場合には、ステップ8を経てステップ6へ戻り、上記の条件を満たすアプローチ位置のうちから次のアプローチ位置を選定する。その一方、その選定したアプローチ位置で干渉物IM1 またはIM2 と工具モデルTとの干渉が生じない場合には、ステップ8を経てステップ9へ進む。
【0022】
ステップ9では、図5(a),(b)に示すように、上記選定したアプローチ位置からの工具軌跡CPを、例えば上記選定した使用工具の工具半径をピッチとして走査線状に自動作成し、続くステップ10では、上記対象座面をその工具軌跡CPに沿う工具の移動で加工した場合の削り残し領域を計算して削り残しがないことを確認し、続くステップ11では、先に選定した使用工具の工具モデルTに前記工具軌跡上での干渉チェック用の余裕代を適用して、上記工具軌跡CPの全体についてその工具軌跡CP上での工具モデルTと上記干渉物および上記対象座面それ自体との干渉チェックを行う。
【0023】
この工具軌跡上での干渉チェックに際しては、先のアプローチ位置での干渉チェックと同様、例えば座面SP2 が現在の対象座面である場合に、工順でその座面SP2 より先に位置する干渉物としの座面SP1 には取り代部分RPを設けず、現在の処理の対象座面である座面SP2 と、工順でそれより後に位置する干渉物としの座面SP3 とには取り代部分RPを設けて干渉チェックを行う。但し、対象座面については、工具軌跡上の工具モデルTの干渉チェックを行う現在の位置とそれより以前の位置とでの工具モデルTの刃部が存在する領域について、既に削り取っていることになるので取り代部分RPを設けずに干渉チェックを行う。そして、干渉が生ずる場合にはステップ12を経てステップ4へ戻り、上記対象座面の加工に次に適した使用工具を選択する。その一方、干渉が生じない場合にはステップ13へ進んで上記作成した工具軌跡を仮登録する。
【0024】
次のステップ14では、ステップ6での条件を満たす一つまたは複数のアプローチ位置のうちで工具軌跡を仮登録していないアプローチ位置がもう無いか否かを判断し、未だ残っている場合はステップ6へ戻ってその残りのうちからさらに一つのアプローチ位置を選定し、工具軌跡を仮登録していないアプローチ位置がもう無い場合にはステップ15へ進む。
【0025】
ステップ15では、仮登録した工具軌跡の内で、工具軌跡の折れ点の数すなわち切削点のうちその前後で工具軌跡の方向が所定角度以上変化するため工具の減速が必要となる点(図5に示す例では、各切削点PPで工具軌跡の方向が90度変化するので、アプローチ点とリトラクト点を除く全ての切削点PPを折れ点とする)の数が最も少ない工具軌跡を選択する。従って、図5(a),(b)に示す、同一の座面SPについての二種類の工具軌跡CPでは、図5(a)に示す工具軌跡が折れ点数12であるのに対し図5(b)に示す工具軌跡CPは折れ点数4であるので、図5(b)に示す工具軌跡CPの方が折れ点の数が少ないため、その図5(b)に示す工具軌跡CPの方を選択することになる。なお、通常はアプローチ方向を座面の長手方向に設定した場合の方が、折れ点の数が少なくなる。
【0026】
続くステップ16では、上記ステップ15で選択した工具軌跡を登録する。そしてその後はステップ1へ戻って次の対象座面を検索し、かかる処理の繰り返しによって、干渉の生じない工具がない座面を除いて全ての座面につきアプローチ位置と工具軌跡とが定まると、ステップ2で対象座面がなくなり、この処理が終了することになる。
【0027】
従ってこの実施例の方法によれば、工順上で対象座面よりも先に加工する座面には取り代部分を設定しないので、工具アプローチ位置や工具軌跡についての干渉チェックの際に、干渉が生じない場合のある、先に加工する座面についてNCデータ作成用コンピュータが誤って干渉が生ずると判断することがなくなり、それゆえ金型の自動加工率を向上させることができる。
【0028】
しかもこの実施例の方法によれば、工具の余裕代をあらかじめ、工具アプローチ位置についての干渉チェック用と、工具軌跡についての干渉チェック用との二種類設定しておき、コンピュータに工具アプローチ位置についての干渉チェックと工具軌跡についての干渉チェックとを行わせる時に前記二種類の余裕代のうちから対応するものを自動的に切り替え使用させるので、実際には干渉しないのに余裕代の設定間違いに起因してコンピュータが誤って干渉が生ずると判断することがなくなり、それゆえ金型の自動加工率をさらに向上させることができる。
【0029】
さらにこの実施例の方法によれば、工具軌跡の決定時に、コンピュータに干渉が生じないことを確認済みの複数種類の工具軌跡のうちから折れ点の数の最も少ないものを選択させるので、加工時間の短縮と加工面の品質向上とを図ることができる。
【0030】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、この発明の方法に基づくNCデータの作成をCAMシステム以外のコンピュータ、例えばCADシステムを構成するコンピュータで行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の座面加工用NCデータの作成方法の一実施例の実施手順を示すフローチャートである。
【図2】上記実施例の方法での干渉チェックにおける取り代の設けかたおよび余裕代のとりかたを縦断面図で示す説明図である。
【図3】上記実施例の方法での工具アプローチ位置の決定方法を平面図で示す説明図である。
【図4】上記実施例の方法での干渉チェックにおける取り代の設けかたを斜視図で示す説明図である。
【図5】上記実施例の方法での工具軌跡の決定方法を平面図で示す説明図である。
【図6】金型の下型を例示する斜視図である。
【図7】図6に示す下型のダイホルダのみについて示す斜視図である。
【図8】従来のNCデータの作成方法を示すフローチャートである。
【図9】上記従来の方法での干渉チェック方法を示す説明図である。
【図10】上記従来の干渉チェックにおける取り代の設けかたおよび余裕代のとりかたを縦断面図で示す説明図である。
【符号の説明】
AP, AP1 〜AP4 アプローチ位置
C 余裕代
CG カムフォロワガイド
CP 工具軌跡
CT 刃部
GP ガイドポスト
IM 干渉物
PP 切削点
RP 取り代
SP, SP1 〜SP3 座面
T 工具モデル
WP ウェアプレート
Claims (2)
- CAMシステムによって金型の複数の座面の各々を加工するために用いられるNCデータを作成するに際し、
あらかじめ前記複数の座面の工順を決定しておき、
各対象座面に対する工具アプローチ位置および工具軌跡の決定時に、前記工順上でその対象座面よりも先に加工する座面には取り代部分を設定せず、その対象座面およびそれよりも後に加工する座面にのみ取り代部分を設定して、前記CAMシステムのNCデータ作成用コンピュータに干渉チェックを行わせ、
工具の余裕代をあらかじめ、工具アプローチ位置についての干渉チェック用と、工具軌跡についての干渉チェック用との二種類設定しておき、
前記CAMシステムのNCデータ作成用コンピュータに工具アプローチ位置についての干渉チェックと工具軌跡についての干渉チェックとを行わせる時に前記二種類の余裕代のうちから対応するものを自動的に切り替え使用させることを特徴とする、座面加工用NCデータの作成方法。 - 前記工具軌跡の決定時に、前記CAMシステムのNCデータ作成用コンピュータに干渉が生じないことを確認済みの複数種類の工具軌跡のうちから折れ点の数の最も少ないものを選択させることを特徴とする、請求項1記載の座面加工用NCデータの作成方法。
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