JPH0947939A - 加工方法 - Google Patents
加工方法Info
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- JPH0947939A JPH0947939A JP7221098A JP22109895A JPH0947939A JP H0947939 A JPH0947939 A JP H0947939A JP 7221098 A JP7221098 A JP 7221098A JP 22109895 A JP22109895 A JP 22109895A JP H0947939 A JPH0947939 A JP H0947939A
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- JP
- Japan
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- tool
- angle
- work
- machining
- workpiece
- Prior art date
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸
のうち少なくとも１つの回転送り軸とを有したＮＣ工作
機械で自由曲面を有したワークを加工するとき、回転送
り軸の割り出し角度を自動的に決めて加工が行える加工
方法を提供する。 【解決手段】 ワーク形状、工具系形状の読み込み後、
加工する曲面の加工範囲を指定し、その曲面の平均傾き
角度θを演算する。指定した加工曲面をθだけ傾けたと
きのワークと工具系との干渉チェックを行い、干渉しな
い場合はそのθを回転送り軸の割り出し角度とし、干渉
する場合は、干渉回避角度γを求め、δ＝θ−γなる角
度δを割り出し角度とする。回転送り軸を求めた角度に
割り出して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の動作により加工する。
のうち少なくとも１つの回転送り軸とを有したＮＣ工作
機械で自由曲面を有したワークを加工するとき、回転送
り軸の割り出し角度を自動的に決めて加工が行える加工
方法を提供する。 【解決手段】 ワーク形状、工具系形状の読み込み後、
加工する曲面の加工範囲を指定し、その曲面の平均傾き
角度θを演算する。指定した加工曲面をθだけ傾けたと
きのワークと工具系との干渉チェックを行い、干渉しな
い場合はそのθを回転送り軸の割り出し角度とし、干渉
する場合は、干渉回避角度γを求め、δ＝θ−γなる角
度δを割り出し角度とする。回転送り軸を求めた角度に
割り出して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の動作により加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直
線送り軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくと
も１つの回転送り軸とを有するＮＣ工作機械において、
回転送り軸をワークと工具系とが干渉しない角度に割り
出してワークを加工する加工方法に関する。
線送り軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくと
も１つの回転送り軸とを有するＮＣ工作機械において、
回転送り軸をワークと工具系とが干渉しない角度に割り
出してワークを加工する加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金型などの凹凸のある自由曲面を加工す
る場合、最近は５軸マシニングセンタ等の回転送り軸を
有するＮＣ工作機械がよく使われるようになってきた。
これはＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り軸しか有さない３軸マシ
ニングセンタを用いるより、ワークの段取り替えなしに
様々な形状のワークが加工できる上、工具長さをいたず
らに長くしなくても回転送り軸の運動でワークと工具系
との干渉回避が行える利点があるからである（例えば、
特開平６−２５９１２３号公報を参照）。この回転送り
軸を有するＮＣ工作機械による加工方法には、適当な角
度に回転送り軸を割り出して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の同時３軸
送りで加工する方法と、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸と回転送り軸との
同時４軸以上の送りで加工する方法とがある。本発明で
は、この前者の方法に着目する。
る場合、最近は５軸マシニングセンタ等の回転送り軸を
有するＮＣ工作機械がよく使われるようになってきた。
これはＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り軸しか有さない３軸マシ
ニングセンタを用いるより、ワークの段取り替えなしに
様々な形状のワークが加工できる上、工具長さをいたず
らに長くしなくても回転送り軸の運動でワークと工具系
との干渉回避が行える利点があるからである（例えば、
特開平６−２５９１２３号公報を参照）。この回転送り
軸を有するＮＣ工作機械による加工方法には、適当な角
度に回転送り軸を割り出して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の同時３軸
送りで加工する方法と、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸と回転送り軸との
同時４軸以上の送りで加工する方法とがある。本発明で
は、この前者の方法に着目する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前者の方法で加工する
場合、まずＮＣ加工プログラムを作成するプログラマー
は、ワークの全加工範囲をいくつの工程に分割して加工
すれば良いかを決め、次いでその分割した１工程毎の回
転送り軸の割り出し角度を決定しなければならない。通
常、プログラマーはこれらの作業をワークの加工面の形
状と工具系（工具、工具ホルダ、主軸や主軸頭の最外側
形状等を含む）の形状とから、勘と経験で行うため、割
り出し角度が適切か否かを試行錯誤を繰り返して決定し
なければならず大変手間と時間がかかる。１工程毎の回
転送り軸の割り出し角度が決定したら、その後、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸の同時３軸加工のＮＣ加工プログラムを全工程
について作成し、加工を行う。このようにプログラマー
の勘と経験が必要な作業は、どうしてもワークと工具系
との干渉が起きる限界付近の領域では、安全のため、加
工範囲の分割数、つまり工程数を多くして、干渉回避に
余裕を持たせた工程設計をせざるを得ない。するとプロ
グラミング回数も増え、トータルとしての加工時間が長
くなり、また工程間における加工面の段差の数が増える
という問題も生じる。またプログラマーは勘と経験を有
した熟練を必要とすることともなる。
場合、まずＮＣ加工プログラムを作成するプログラマー
は、ワークの全加工範囲をいくつの工程に分割して加工
すれば良いかを決め、次いでその分割した１工程毎の回
転送り軸の割り出し角度を決定しなければならない。通
常、プログラマーはこれらの作業をワークの加工面の形
状と工具系（工具、工具ホルダ、主軸や主軸頭の最外側
形状等を含む）の形状とから、勘と経験で行うため、割
り出し角度が適切か否かを試行錯誤を繰り返して決定し
なければならず大変手間と時間がかかる。１工程毎の回
転送り軸の割り出し角度が決定したら、その後、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸の同時３軸加工のＮＣ加工プログラムを全工程
について作成し、加工を行う。このようにプログラマー
の勘と経験が必要な作業は、どうしてもワークと工具系
との干渉が起きる限界付近の領域では、安全のため、加
工範囲の分割数、つまり工程数を多くして、干渉回避に
余裕を持たせた工程設計をせざるを得ない。するとプロ
グラミング回数も増え、トータルとしての加工時間が長
くなり、また工程間における加工面の段差の数が増える
という問題も生じる。またプログラマーは勘と経験を有
した熟練を必要とすることともなる。
【０００４】よって本発明の目的は、金型などの自由曲
面を有したワークを前者の方法で加工する場合におい
て、工具長さを過度に長くせず、ワークと工具系との干
渉がなく、かつ工程数を極力少なくして回転送り軸の割
り出し角度を自動的に求め、高能率で高精度な加工が行
える加工方法を提供することである。
面を有したワークを前者の方法で加工する場合におい
て、工具長さを過度に長くせず、ワークと工具系との干
渉がなく、かつ工程数を極力少なくして回転送り軸の割
り出し角度を自動的に求め、高能率で高精度な加工が行
える加工方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明では、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送
り軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくとも１
つの回転送り軸とを有するＮＣ工作機械を用い、前記Ｎ
Ｃ工作機械の主軸に工具を装着してワークを加工する加
工方法において、加工するワークの形状を表すワーク形
状データを記憶し、前記工具、前記工具を把持する工具
ホルダ、前記工具ホルダを把持する主軸の最外側部等を
含む工具系の形状を表す工具系形状データを記憶し、前
記工具で加工するワークの加工曲面の加工範囲を指定
し、前記記憶したワーク形状データから前記指定した加
工範囲におけるワークの加工曲面の平均傾き角度θを演
算し、前記回転送り軸の割り出し角度を前記平均傾き角
度θとしたとき、前記記憶したワーク形状データおよび
工具系形状データから前記加工範囲の全域にわたってワ
ークと工具系との干渉チェックを行い、ワークと工具系
とが干渉しない場合は、前記演算した平均傾き角度θに
なるように前記回転送り軸を割り出し、前記直線送り軸
の送り動作によって前記ワークの当該加工曲面の加工を
行うようにした加工方法が提供される。
め、本発明では、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送
り軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくとも１
つの回転送り軸とを有するＮＣ工作機械を用い、前記Ｎ
Ｃ工作機械の主軸に工具を装着してワークを加工する加
工方法において、加工するワークの形状を表すワーク形
状データを記憶し、前記工具、前記工具を把持する工具
ホルダ、前記工具ホルダを把持する主軸の最外側部等を
含む工具系の形状を表す工具系形状データを記憶し、前
記工具で加工するワークの加工曲面の加工範囲を指定
し、前記記憶したワーク形状データから前記指定した加
工範囲におけるワークの加工曲面の平均傾き角度θを演
算し、前記回転送り軸の割り出し角度を前記平均傾き角
度θとしたとき、前記記憶したワーク形状データおよび
工具系形状データから前記加工範囲の全域にわたってワ
ークと工具系との干渉チェックを行い、ワークと工具系
とが干渉しない場合は、前記演算した平均傾き角度θに
なるように前記回転送り軸を割り出し、前記直線送り軸
の送り動作によって前記ワークの当該加工曲面の加工を
行うようにした加工方法が提供される。
【０００６】また、上記干渉チェックにおいて、ワーク
と工具系とが干渉する場合は、ワークと工具系とが干渉
する場合は、前記回転送り軸を両者が干渉しない方向へ
回転して干渉しなくなる干渉回避角度γを一定の論理に
従って求め、前記演算した平均傾き角度θと前記干渉回
避角度γとからワークと工具系とが干渉しない割り出し
角度δを演算し、その干渉しない割り出し角度δになる
ように前記回転送り軸を割り出し、前記直線送り軸の送
り動作によって前記ワークの当該加工曲面の加工を行う
ようにした加工方法が提供される。
と工具系とが干渉する場合は、ワークと工具系とが干渉
する場合は、前記回転送り軸を両者が干渉しない方向へ
回転して干渉しなくなる干渉回避角度γを一定の論理に
従って求め、前記演算した平均傾き角度θと前記干渉回
避角度γとからワークと工具系とが干渉しない割り出し
角度δを演算し、その干渉しない割り出し角度δになる
ように前記回転送り軸を割り出し、前記直線送り軸の送
り動作によって前記ワークの当該加工曲面の加工を行う
ようにした加工方法が提供される。
【０００７】更に、上記干渉チェックにおいて、ワーク
と工具系とが干渉し、かつ両者が干渉しなくなる干渉回
避角度γが存在しない場合は、前記記憶した工具系形状
データの工具系の長さを長くする、工具系の太さを細く
する等のデータ変更指令を発し、前記工具系形状データ
を変更して記憶し、加工範囲の指定、平均傾き角度θの
演算、干渉チェック等の前記各ステップの処理を順次行
い、ワークと工具系とが干渉しない割り出し角度を求
め、当該割り出し角度になるように前記回転送り軸を割
り出し、前記直線送り軸の送り動作によって前記ワーク
の当該加工曲面の加工を行うようにした加工方法が提供
される。
と工具系とが干渉し、かつ両者が干渉しなくなる干渉回
避角度γが存在しない場合は、前記記憶した工具系形状
データの工具系の長さを長くする、工具系の太さを細く
する等のデータ変更指令を発し、前記工具系形状データ
を変更して記憶し、加工範囲の指定、平均傾き角度θの
演算、干渉チェック等の前記各ステップの処理を順次行
い、ワークと工具系とが干渉しない割り出し角度を求
め、当該割り出し角度になるように前記回転送り軸を割
り出し、前記直線送り軸の送り動作によって前記ワーク
の当該加工曲面の加工を行うようにした加工方法が提供
される。
【０００８】
【作用】指定した加工範囲におけるワークの加工曲面の
平均傾き角度θを演算し、加工曲面をその平均傾き角θ
にしたとき、ワークと工具系との干渉チェックを行い、
両者が干渉しない場合は、回転送り軸を実際にその平均
傾き角度θだけ割り出し、Ｘ，Ｙ，Ｚの直線送り軸でワ
ークを加工する。ワークと工具系との干渉チェックを事
前に行っているので、実加工で両者が干渉するおそれは
ない。また干渉チェックでワークと工具系とが干渉する
と判定された場合、干渉回避角度γを求め、前もって求
めた平均傾き角度θとの間で、θ−γ＝δなる計算を行
い、求めたδになるように回転送り軸を割り出すと干渉
することなく加工が行える。ここで干渉回避角度γの求
め方は、例えば、加工曲面の傾き角度を平均傾き角度θ
としたとき、指定した全加工範囲で干渉チェックを行
い、干渉するときは干渉しなくなる方向へ加工曲面を回
転し、干渉しなくなるθに最も近い角度を見つけ、これ
を干渉回避角度γとする。更に干渉回避角度γが存在し
ない、つまり干渉回避が行えない場合は、工具系の長さ
を長くする、工具系の太さを細くする、加工範囲の指定
を狭くする等の処置を施し、干渉チェックを再度行う。
このようにして回転送り軸を割り出すべき最適角度を決
定したら、ＮＣ加工プログラムを作成し、実加工を行う
のである。
平均傾き角度θを演算し、加工曲面をその平均傾き角θ
にしたとき、ワークと工具系との干渉チェックを行い、
両者が干渉しない場合は、回転送り軸を実際にその平均
傾き角度θだけ割り出し、Ｘ，Ｙ，Ｚの直線送り軸でワ
ークを加工する。ワークと工具系との干渉チェックを事
前に行っているので、実加工で両者が干渉するおそれは
ない。また干渉チェックでワークと工具系とが干渉する
と判定された場合、干渉回避角度γを求め、前もって求
めた平均傾き角度θとの間で、θ−γ＝δなる計算を行
い、求めたδになるように回転送り軸を割り出すと干渉
することなく加工が行える。ここで干渉回避角度γの求
め方は、例えば、加工曲面の傾き角度を平均傾き角度θ
としたとき、指定した全加工範囲で干渉チェックを行
い、干渉するときは干渉しなくなる方向へ加工曲面を回
転し、干渉しなくなるθに最も近い角度を見つけ、これ
を干渉回避角度γとする。更に干渉回避角度γが存在し
ない、つまり干渉回避が行えない場合は、工具系の長さ
を長くする、工具系の太さを細くする、加工範囲の指定
を狭くする等の処置を施し、干渉チェックを再度行う。
このようにして回転送り軸を割り出すべき最適角度を決
定したら、ＮＣ加工プログラムを作成し、実加工を行う
のである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明による加工方法のス
テップを示したフローチャートであり、図２は、ワーク
の凹部を５軸のマシニングセンタを用いて加工する場合
を例にした回転送り軸の割り出し角度決定の説明図であ
り、図３は、加工曲面の平均傾き角度を決定する手法の
１つである三角パッチ法の説明図である。
しながら説明する。図１は、本発明による加工方法のス
テップを示したフローチャートであり、図２は、ワーク
の凹部を５軸のマシニングセンタを用いて加工する場合
を例にした回転送り軸の割り出し角度決定の説明図であ
り、図３は、加工曲面の平均傾き角度を決定する手法の
１つである三角パッチ法の説明図である。
【００１０】図１を用いて、本発明による加工方法のス
テップを順に説明する。ＣＡＤ・ＣＡＭ装置に、加工形
状データ、ワークの形状データ、工具系（工具、工具ホ
ルダ、工具ホルダを把持する主軸および主軸頭の最外側
部等を含む）の形状データ等を予め入力し、ワークのモ
デリング、工具系のモデリングを行う（ステップＳ
１）。ワークのモデリング形状を表示装置に表示させ、
１工程で加工する加工曲面の加工範囲を画面で指定する
（ステップＳ２）。図２（ａ）は、５軸横形マシニング
センタ１でワーク３を加工する概略平面図を示したもの
である。マシニングセンタ１の主軸頭５に回転支持され
る主軸７が設けられ、主軸７の先端に工具ホルダ９を介
してボールエンドミル１１が装着されている。５軸マシ
ニングセンタの形態はいろいろあるが、本実施例ではワ
ーク３側は固定で、主軸頭５が、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線３
軸方向およびＡ，Ｂ軸の回転２軸方向に送り移動できる
ものとする。図２（ａ）はＡ，Ｂ軸は０度の状態であ
る。ステップＳ２で指定された加工範囲が図示の加工範
囲とすると、ＣＡＤ・ＣＡＭ装置は、その指定された加
工範囲における加工曲面の平均傾き角度θを図示のよう
に演算する（ステップＳ３）。その平均傾き角度の演算
方法には、例えば図３に示す三角パッチ法なる手法があ
る。モデリングされた曲面Ｓを複数の三角パッチに分割
し、その１つに着目する。その三角パッチの各辺の長さ
はａ，ｂ，ｃであり、その面積Ｓｉｊは、 Ｓｉｊ＝［√｛Ｌ（Ｌ−２ａ）（Ｌ−２ｂ）（Ｌ−２
ｃ）｝］／４ ここでＬ＝ａ＋ｂ＋ｃ と表される。この三角パッチをＸＹ平面に投影した面積
ＳｒをＣＡＤ・ＣＡＭ装置で演算し、比Ｒｉｊ＝Ｓｒ／
Ｓｉｊをとる。この比Ｒｉｊの大きさによって三角パッ
チとＸＹ平面との傾き角度がわかる。これをＹＺ平面、
ＺＸ平面に投影することによってそれぞれの平面との傾
き角度がわかる。更に全三角パッチについて傾き角度を
求め、それを平均化することによって上記平均傾き角度
θが求められる。
テップを順に説明する。ＣＡＤ・ＣＡＭ装置に、加工形
状データ、ワークの形状データ、工具系（工具、工具ホ
ルダ、工具ホルダを把持する主軸および主軸頭の最外側
部等を含む）の形状データ等を予め入力し、ワークのモ
デリング、工具系のモデリングを行う（ステップＳ
１）。ワークのモデリング形状を表示装置に表示させ、
１工程で加工する加工曲面の加工範囲を画面で指定する
（ステップＳ２）。図２（ａ）は、５軸横形マシニング
センタ１でワーク３を加工する概略平面図を示したもの
である。マシニングセンタ１の主軸頭５に回転支持され
る主軸７が設けられ、主軸７の先端に工具ホルダ９を介
してボールエンドミル１１が装着されている。５軸マシ
ニングセンタの形態はいろいろあるが、本実施例ではワ
ーク３側は固定で、主軸頭５が、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線３
軸方向およびＡ，Ｂ軸の回転２軸方向に送り移動できる
ものとする。図２（ａ）はＡ，Ｂ軸は０度の状態であ
る。ステップＳ２で指定された加工範囲が図示の加工範
囲とすると、ＣＡＤ・ＣＡＭ装置は、その指定された加
工範囲における加工曲面の平均傾き角度θを図示のよう
に演算する（ステップＳ３）。その平均傾き角度の演算
方法には、例えば図３に示す三角パッチ法なる手法があ
る。モデリングされた曲面Ｓを複数の三角パッチに分割
し、その１つに着目する。その三角パッチの各辺の長さ
はａ，ｂ，ｃであり、その面積Ｓｉｊは、 Ｓｉｊ＝［√｛Ｌ（Ｌ−２ａ）（Ｌ−２ｂ）（Ｌ−２
ｃ）｝］／４ ここでＬ＝ａ＋ｂ＋ｃ と表される。この三角パッチをＸＹ平面に投影した面積
ＳｒをＣＡＤ・ＣＡＭ装置で演算し、比Ｒｉｊ＝Ｓｒ／
Ｓｉｊをとる。この比Ｒｉｊの大きさによって三角パッ
チとＸＹ平面との傾き角度がわかる。これをＹＺ平面、
ＺＸ平面に投影することによってそれぞれの平面との傾
き角度がわかる。更に全三角パッチについて傾き角度を
求め、それを平均化することによって上記平均傾き角度
θが求められる。
【００１１】次にＣＡＤ・ＣＡＭ装置内で、指定した加
工曲面を平均傾き角度θだけ仮想的に傾け、ワークと工
具系との干渉チェックの演算を指定した全範囲で行う
（ステップＳ４）。この干渉チェックの方法は、例えば
工具系を円錐形状に近似してモデリングし、ワークモデ
ルとの間で交点演算を行い、交点が存在するときは干渉
し、存在しないときは干渉しないとして、指定した全範
囲を所定のサンプリング間隔で演算すればよい。そして
干渉有無の判断を行い（ステップＳ５）、干渉しない場
合は回転送り軸（図２の例ではＢ軸）の割り出し角度を
θと決定する（ステップＳ６）。ステップＳ５で干渉す
ると判断された場合は、干渉回避角度γを求める（ステ
ップＳ７）。図２（ｂ）にワークと工具系とが干渉する
例を示している。ステップＳ４の干渉チェックの演算の
際、回転送り軸（Ｂ軸）を時計方向にθ傾けてワークの
内奥部を加工しようとすると、主軸頭５がワーク３と干
渉するので、Ｂ軸を反時計方向にγ傾けて干渉を回避す
る必要がある。通常このγは、幅を持った値となるが、
ここではθに最も近い値と決めることにより、１つの値
の角度として決定される。
工曲面を平均傾き角度θだけ仮想的に傾け、ワークと工
具系との干渉チェックの演算を指定した全範囲で行う
（ステップＳ４）。この干渉チェックの方法は、例えば
工具系を円錐形状に近似してモデリングし、ワークモデ
ルとの間で交点演算を行い、交点が存在するときは干渉
し、存在しないときは干渉しないとして、指定した全範
囲を所定のサンプリング間隔で演算すればよい。そして
干渉有無の判断を行い（ステップＳ５）、干渉しない場
合は回転送り軸（図２の例ではＢ軸）の割り出し角度を
θと決定する（ステップＳ６）。ステップＳ５で干渉す
ると判断された場合は、干渉回避角度γを求める（ステ
ップＳ７）。図２（ｂ）にワークと工具系とが干渉する
例を示している。ステップＳ４の干渉チェックの演算の
際、回転送り軸（Ｂ軸）を時計方向にθ傾けてワークの
内奥部を加工しようとすると、主軸頭５がワーク３と干
渉するので、Ｂ軸を反時計方向にγ傾けて干渉を回避す
る必要がある。通常このγは、幅を持った値となるが、
ここではθに最も近い値と決めることにより、１つの値
の角度として決定される。
【００１２】しかしγを求めようと回転送り軸を干渉し
ない方向に回しても、指定した加工領域の一部では干渉
回避できても、全領域ではどうしても干渉回避できない
場合がある。そこで干渉回避角度γが存在するか否かの
判断を行い（ステップＳ８）、存在する場合は、上記の
平均傾き角度θと干渉回避角度γとから回転送り軸の割
り出し角度δを決定する（ステップＳ９）。図２（ｂ）
の例では、δ＝θ−γとなる。つまりＢ軸を時計回りに
δだけ割り出して指定した加工範囲を加工すれば、ワー
クと工具系とは干渉することはない。ステップＳ８でγ
が存在しない場合は、このままの状態では干渉回避でき
ないので、工具系の長さを長くする、工具系の太さを細
くする、加工範囲の指定を狭くする等のデータ変更を行
う必要がある。図１の例では工具長を長くし（ステップ
Ｓ１０）、ステップＳ１へ戻る。
ない方向に回しても、指定した加工領域の一部では干渉
回避できても、全領域ではどうしても干渉回避できない
場合がある。そこで干渉回避角度γが存在するか否かの
判断を行い（ステップＳ８）、存在する場合は、上記の
平均傾き角度θと干渉回避角度γとから回転送り軸の割
り出し角度δを決定する（ステップＳ９）。図２（ｂ）
の例では、δ＝θ−γとなる。つまりＢ軸を時計回りに
δだけ割り出して指定した加工範囲を加工すれば、ワー
クと工具系とは干渉することはない。ステップＳ８でγ
が存在しない場合は、このままの状態では干渉回避でき
ないので、工具系の長さを長くする、工具系の太さを細
くする、加工範囲の指定を狭くする等のデータ変更を行
う必要がある。図１の例では工具長を長くし（ステップ
Ｓ１０）、ステップＳ１へ戻る。
【００１３】このようにしてワークの加工すべき全領域
を複数の工程に分け、その全工程について加工範囲の指
定を行い、割り出し角度の決定を完了したかの確認を行
い（ステップＳ１１）、完了していない場合はステップ
Ｓ１から上記ステップを繰り返す。全工程の割り出し角
度が決定したら、その各工程のＮＣ加工プログラムをＣ
ＡＤ・ＣＡＭ装置のＮＣプログラム作成機能で作成し
（ステップＳ１２）、そのＮＣ加工プログラムに基づい
た加工が行われる（ステップＳ１３）。この加工はまず
回転送り軸が割り出され、回転送り軸はその位置を保っ
たまま、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り軸で加工が進められ、
１つの加工範囲、つまり第１工程の加工が終わると第２
工程の加工が同様に行われ、全工程が完了するのであ
る。
を複数の工程に分け、その全工程について加工範囲の指
定を行い、割り出し角度の決定を完了したかの確認を行
い（ステップＳ１１）、完了していない場合はステップ
Ｓ１から上記ステップを繰り返す。全工程の割り出し角
度が決定したら、その各工程のＮＣ加工プログラムをＣ
ＡＤ・ＣＡＭ装置のＮＣプログラム作成機能で作成し
（ステップＳ１２）、そのＮＣ加工プログラムに基づい
た加工が行われる（ステップＳ１３）。この加工はまず
回転送り軸が割り出され、回転送り軸はその位置を保っ
たまま、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り軸で加工が進められ、
１つの加工範囲、つまり第１工程の加工が終わると第２
工程の加工が同様に行われ、全工程が完了するのであ
る。
【００１４】なお本実施例では、１軸方向の回転送り軸
についてのみ説明したが、ワークの凹部は三次元形状を
しているので、他の方向の干渉チェックも行い、その結
果に応じて他の回転送り軸の割り出し角度を同様に求め
ればよい。また図２ではＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ軸を有する
５軸マシニングセンタを例示したが、更にＣ軸を有した
６軸ＮＣ工作機械でも良いし、また回転送り軸は１つだ
けの４軸ＮＣ工作機械でも良い。
についてのみ説明したが、ワークの凹部は三次元形状を
しているので、他の方向の干渉チェックも行い、その結
果に応じて他の回転送り軸の割り出し角度を同様に求め
ればよい。また図２ではＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ軸を有する
５軸マシニングセンタを例示したが、更にＣ軸を有した
６軸ＮＣ工作機械でも良いし、また回転送り軸は１つだ
けの４軸ＮＣ工作機械でも良い。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
工範囲における加工曲面の平均傾き角度の演算、ワーク
と工具系との干渉チェック、干渉回避角度の演算を所定
の論理に従って順次行い、回転送り軸の最適割り出し角
度を自動的に求めているので、従来の熟練プログラマー
の勘と経験に頼る作業がほとんどなくなり、ＮＣプログ
ラミング作成までの時間が大幅に短縮した。また結果と
して工程数（加工範囲の分割）も少なくなり、工具長さ
を過度に長くせず、ワークと工具系との干渉の心配もな
くなり、高能率で高精度な加工が行えるようになる。
工範囲における加工曲面の平均傾き角度の演算、ワーク
と工具系との干渉チェック、干渉回避角度の演算を所定
の論理に従って順次行い、回転送り軸の最適割り出し角
度を自動的に求めているので、従来の熟練プログラマー
の勘と経験に頼る作業がほとんどなくなり、ＮＣプログ
ラミング作成までの時間が大幅に短縮した。また結果と
して工程数（加工範囲の分割）も少なくなり、工具長さ
を過度に長くせず、ワークと工具系との干渉の心配もな
くなり、高能率で高精度な加工が行えるようになる。
【図１】本発明による加工方法のステップを示したフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図２】ワークの凹部を５軸マシニングセンタを用いて
加工する場合を例にした回転送り軸の割り出し角度決定
の説明図である。
加工する場合を例にした回転送り軸の割り出し角度決定
の説明図である。
【図３】加工曲面の平均傾き角度を決定する手法の１つ
である三角パッチ法の説明図である。
である三角パッチ法の説明図である。
１ ５軸マシニングセンタ ３ ワーク ５ 主軸頭 ７ 主軸 ９ 工具ホルダ １１ ボールエンドミル
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り
軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくとも１つ
の回転送り軸とを有するＮＣ工作機械を用い、前記ＮＣ
工作機械の主軸に工具を装着してワークを加工する加工
方法において、 加工するワークの形状を表すワーク形状データを記憶
し、 前記工具、前記工具を把持する工具ホルダ、前記工具ホ
ルダを把持する主軸の最外側部等を含む工具系の形状を
表す工具系形状データを記憶し、 前記工具で加工するワークの加工曲面の加工範囲を指定
し、 前記記憶したワーク形状データから前記指定した加工範
囲におけるワークの加工曲面の平均傾き角度θを演算
し、 前記回転送り軸の割り出し角度を前記平均傾き角度θと
したとき、前記記憶したワーク形状データおよび工具系
形状データから前記加工範囲の全域にわたってワークと
工具系との干渉チェックを行い、 ワークと工具系とが干渉しない場合は、前記演算した平
均傾き角度θになるように前記回転送り軸を割り出し、
前記直線送り軸の送り動作によって前記ワークの当該加
工曲面の加工を行うことを特徴とした加工方法。 - 【請求項２】 互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り
軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくとも１つ
の回転送り軸とを有するＮＣ工作機械を用い、前記ＮＣ
工作機械の主軸に工具を装着してワークを加工する加工
方法において、 加工するワークの形状を表すワーク形状データを記憶
し、 前記工具、前記工具を把持する工具ホルダ、前記工具ホ
ルダを把持する主軸の最外側部等を含む工具系の形状を
表す工具系形状データを記憶し、 前記工具で加工するワークの加工曲面の加工範囲を指定
し、 前記記憶したワーク形状データから前記指定した加工範
囲におけるワークの加工曲面の平均傾き角度θを演算
し、 前記回転送り軸の割り出し角度を前記平均傾き角度θと
したとき、前記記憶したワーク形状データおよび工具系
形状データから前記加工範囲の全域にわたってワークと
工具系との干渉チェックを行い、 ワークと工具系とが干渉する場合は、前記回転送り軸を
両者が干渉しない方向へ回転して干渉しなくなる干渉回
避角度γを一定の論理に従って求め、 前記演算した平均傾き角度θと前記干渉回避角度γとか
らワークと工具系とが干渉しない割り出し角度δを演算
し、 その干渉しない割り出し角度δになるように前記回転送
り軸を割り出し、前記直線送り軸の送り動作によって前
記ワークの当該加工曲面の加工を行うことを特徴とした
加工方法。 - 【請求項３】 互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り
軸と、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸のうち少なくとも１つ
の回転送り軸とを有するＮＣ工作機械を用い、前記ＮＣ
工作機械の主軸に工具を装着してワークを加工する加工
方法において、 加工するワークの形状を表すワーク形状データを記憶
し、 前記工具、前記工具を把持する工具ホルダ、前記工具ホ
ルダを把持する主軸の最外側部等を含む工具系の形状を
表す工具系形状データを記憶し、 前記工具で加工するワークの加工曲面の加工範囲を指定
し、 前記記憶したワーク形状データから前記指定した加工範
囲におけるワークの加工曲面の平均傾き角度θを演算
し、 前記回転送り軸の割り出し角度を前記平均傾き角度θと
したとき、前記記憶したワーク形状データおよび工具系
形状データから前記加工範囲の全域にわたってワークと
工具系との干渉チェックを行い、 ワークと工具系とが干渉し、かつ両者が干渉しなくなる
干渉回避角度γが存在しない場合は、前記記憶した工具
系形状データの工具系の長さを長くする、工具系の太さ
を細くする等のデータ変更指令を発し、 前記工具系形状データを変更して記憶し、加工範囲の指
定、平均傾き角度θの演算、干渉チェック等の前記各ス
テップの処理を順次行い、ワークと工具系とが干渉しな
い割り出し角度を求め、 当該割り出し角度になるように前記回転送り軸を割り出
し、前記直線送り軸の送り動作によって前記ワークの当
該加工曲面の加工を行うことを特徴とした加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07221098A JP3116129B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07221098A JP3116129B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0947939A true JPH0947939A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3116129B2 JP3116129B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=16761466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07221098A Expired - Lifetime JP3116129B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116129B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001030143A (ja) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Toshiba Mach Co Ltd | ボールエンドミル工具の自動測定方法および自動測定装置 |
| JP2007172300A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Mazda Motor Corp | 工具の加工姿勢設定方法 |
| WO2011117915A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置及び数値制御方法 |
| WO2014155727A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 株式会社牧野フライス製作所 | ワークの加工面評価方法、制御装置および工作機械 |
| JP2015206368A (ja) * | 2002-09-03 | 2015-11-19 | ヌオーヴォ ピニォーネ ホールディング ソシエタ ペル アチオニＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｓ．ｐ．Ａ． | 遠心圧縮機のロータの改良された製造方法 |
| JPWO2018179401A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2019-11-07 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具経路生成方法および装置 |
| WO2024047698A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | ファナック株式会社 | 処理装置、プログラム及び処理方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-08-07 JP JP07221098A patent/JP3116129B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2017106470A (ja) * | 2002-09-03 | 2017-06-15 | ヌオーヴォ ピニォーネ ホールディング ソシエタ ペル アチオニＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｓ．ｐ．Ａ． | 遠心圧縮機のロータの改良された製造方法 |
| JP2007172300A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Mazda Motor Corp | 工具の加工姿勢設定方法 |
| JP5079165B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2012-11-21 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置及び数値制御方法 |
| CN102812406A (zh) * | 2010-03-24 | 2012-12-05 | 三菱电机株式会社 | 数控装置及数控方法 |
| WO2011117915A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置及び数値制御方法 |
| WO2014155727A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 株式会社牧野フライス製作所 | ワークの加工面評価方法、制御装置および工作機械 |
| CN105051631A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-11-11 | 株式会社牧野铣床制作所 | 工件的加工面评价方法、控制装置以及工作机械 |
| JP6062533B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-01-18 | 株式会社牧野フライス製作所 | ワークの加工面評価方法、制御装置および工作機械 |
| US10018989B2 (en) | 2013-03-29 | 2018-07-10 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Method of evaluating a machined surface of a workpiece, a controlling apparatus and a machine tool |
| JPWO2018179401A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2019-11-07 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具経路生成方法および装置 |
| EP3603883A4 (en) * | 2017-03-31 | 2020-11-25 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | METHOD AND DEVICE FOR TOOL PATH GENERATION |
| US11262731B2 (en) | 2017-03-31 | 2022-03-01 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Tool path generation method and device |
| WO2024047698A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | ファナック株式会社 | 処理装置、プログラム及び処理方法 |
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|---|---|
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