JP3633337B2 - 座面加工用ｎｃデータの作成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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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