JP5527062B2 - 回転工具偏摩耗形状予測装置 - Google Patents
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Description
(請求項5)上述した係数C2を用いる本発明において、前記係数C2は、前記設定単位幅の前記加工能率に応じて変化するように設定されるようにしてもよい。
(砥石車により加工する場合の偏摩耗の発生について)
まず、円盤状の砥石車10により被加工物20を加工する場合に、砥石車10の表面が、砥石車10の回転軸を通る回転軸方向断面上の外周表面上の位置wによって法線方向摩耗長が異なる状態となることについて図1(a)(b)(c)を参照して説明する。なお、以下において、砥石車10の回転軸を通る回転軸方向断面上の外周表面上の位置wを表面位置wと称する。
第一実施形態の回転工具偏摩耗形状予測装置について、図2〜図11を参照して説明する。図2の機能ブロック図に示すように、回転工具偏摩耗形状予測装置100は、工具形状記憶部110と、係数記憶部120と、表示部130と、データ取得手段210と、加工能率算出手段220と、被加工体積算出手段230と、工具摩耗体積算出手段240と、工具摩耗長算出手段250と、工具摩耗形状算出手段260と、工具形状更新手段270と、出力手段280とを備えて構成される。ここで、各手段は、ソフトウエアをハードウエアにより実現する際に、機能的に処理する部分である。つまり、これら各手段は、マイクロプロセッサによりプログラムを実行することにより機能する。以下、各機能的構成について詳細に説明する。
以上より、本実施形態によれば、加工中の各瞬間における各表面位置wでの設定単位幅dwの加工能率Q'(w,t)を用いることで、所定時間における各表面位置wでの設定単位幅dwによる被加工物20の被加工体積VW’(w)を算出することが可能となる。そして、当該加工能率Q'(w,t)は、加工プログラム31に含まれる工具移動軌跡、砥石車10の相対送り速度、砥石車10の外周表面形状、被加工物20の素材形状(加工前形状)および製品形状(加工後形状)を入力情報とすることで、実際の加工を行うことなく演算によって求めることができる。
第二実施形態の回転工具偏摩耗形状予測装置について、図13を参照して説明する。本実施形態において、上述した第一実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。第二実施形態の回転工具偏摩耗形状予測装置300は、第一実施形態の回転工具偏摩耗形状予測装置100に対して、主として、工具摩耗体積算出手段240を削除し、係数記憶部320および工具摩耗長算出手段350が相違する。
第一実施形態における係数C1および第二実施形態における係数C2は一定値とした。これら係数C1,C2は、一定値ではなく、変化するようにしてもよい。具体的には、第一実施形態において、係数記憶部120には、図14(a)に示すような係数関係マップを記憶させる。この係数関係マップは、図14(a)に示すように、表面位置wでの設定単位幅dwの加工能率Q'(w,t)に対する係数C1を示すマップである。ここで、加工能率が低い場合と高い場合とで、被加工物20の被加工体積VW’(w)と砥石車10の工具摩耗体積VG’(w)との関係は、一定とならず変化する場合がある。例えば、加工能率Q'(w,t)が低い場合には係数C1は小さくなり、加工能率Q'(w,t)が高い場合には係数C1は大きくなる関係になることがある。これは、砥石車10の材質等によって変化するものと考えられる。
上記実施形態においては、砥石車10の外周表面形状が円弧凸状の場合について説明したが、円弧凸状に限られるものではない。例えば、図15に示すような砥石車10の外周表面形状が任意形状のアンギュラ加工にも同様に適用できる。また、本発明の回転工具としては、円盤状の砥石車10の他に、ボールエンドミルも同様に適用できる。
100,300:回転工具偏摩耗形状予測装置
110:工具形状記憶部、 120,320:係数記憶部、 130:表示部
210:データ取得手段、 220:加工能率算出手段、 230:被加工体積算出手段
240:工具摩耗体積算出手段、 250,350:工具摩耗長算出手段
260:工具摩耗形状算出手段、 270:工具形状更新手段
280:出力手段
Claims (6)
- 回転工具の回転軸を通る回転軸方向断面における偏摩耗形状を予測する回転工具偏摩耗形状予測装置において、
前記回転工具の表面形状を記憶する工具形状記憶手段と、
前記回転工具の表面を前記回転軸方向断面において設定単位幅間隔に分割し、加工プログラムに基づいて加工中の各瞬間における各表面位置wでの前記設定単位幅の加工能率を算出する加工能率算出手段と、
各瞬間における各前記表面位置wでの前記設定単位幅の前記加工能率を所定時間について時間積分することにより、前記所定時間における各前記表面位置wでの前記設定単位幅による前記被加工物の被加工体積をそれぞれ算出する被加工体積算出手段と、
前記被加工体積算出手段により算出された各前記被加工体積を用いて、前記所定時間における前記回転工具の各前記表面位置wでの前記設定単位幅の工具法線方向摩耗長をそれぞれ算出する工具摩耗長算出手段と、
前記工具形状記憶手段に記憶されている前記回転工具の表面形状から、前記工具摩耗長算出手段により算出された各前記表面位置wでの前記設定単位幅の工具法線方向摩耗長を除去することにより、摩耗後の前記回転工具の表面形状を算出する工具摩耗形状算出手段と、
を備えることを特徴とする回転工具偏摩耗形状予測装置。 - 請求項1において、
前記回転工具偏摩耗形状予測装置は、前記回転工具の前記表面位置wでの前記設定単位幅による前記被加工物の前記被加工体積に、設定された係数C1を乗算することにより、前記所定時間における前記回転工具の各前記表面位置wでの前記設定単位幅の工具摩耗体積を算出する工具摩耗体積算出手段をさらに備え、
前記工具摩耗長算出手段は、前記工具摩耗体積算出手段により算出された各前記工具摩耗体積を用いて、前記所定時間における前記回転工具の各前記表面位置wでの前記設定単位幅の工具法線方向摩耗長を算出することを特徴とする回転工具偏摩耗形状予測装置。 - 請求項1において、
前記工具摩耗長算出手段は、前記回転工具の前記表面位置wでの前記設定単位幅による前記被加工物の前記被加工体積に、設定された係数C2を乗算することにより、前記回転工具の前記表面位置wでの前記設定単位幅における前記工具法線方向摩耗長を算出することを特徴とする回転工具偏摩耗形状予測装置。 - 請求項2において、
前記係数C1は、前記設定単位幅の前記加工能率に応じて変化するように設定されていることを特徴とする回転工具偏摩耗形状予測装置。 - 請求項3において、
前記係数C2は、前記設定単位幅の前記加工能率に応じて変化するように設定されていることを特徴とする回転工具偏摩耗形状予測装置。 - 請求項1〜5の何れか一項において、
前記回転工具偏摩耗形状予測装置は、前記工具形状記憶手段に記憶されている前記回転工具の表面形状を、前記工具摩耗形状算出手段により算出された摩耗後の前記回転工具の表面形状に更新する工具形状更新手段をさらに備えることを特徴とする回転工具偏摩耗形状予測装置。
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