JP2018112870A - 仕上げ加工制御装置及びプログラム - Google Patents
仕上げ加工制御装置及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018112870A JP2018112870A JP2017002615A JP2017002615A JP2018112870A JP 2018112870 A JP2018112870 A JP 2018112870A JP 2017002615 A JP2017002615 A JP 2017002615A JP 2017002615 A JP2017002615 A JP 2017002615A JP 2018112870 A JP2018112870 A JP 2018112870A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- angle
- machining
- angle difference
- finishing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 82
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical group Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
Abstract
【課題】5軸NC工作機械に保持された砥石工具によりワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御装置において、工具の偏摩耗を回避可能な工具角を設定し、工具送り中に工具角を変更することなく被加工面の全体を精度よく仕上げ加工する。
【解決手段】ワークの被加工面を複数の被加工面に分割し、各被加工面について面に直交する加工面方向を算出する加工面方向算出部14と、砥石工具2が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出する角度差算出部15と、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定する工具角設定部16と、前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成する加工演算部17と、を備える。
【選択図】図5
【解決手段】ワークの被加工面を複数の被加工面に分割し、各被加工面について面に直交する加工面方向を算出する加工面方向算出部14と、砥石工具2が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出する角度差算出部15と、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定する工具角設定部16と、前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成する加工演算部17と、を備える。
【選択図】図5
Description
本発明は、仕上げ加工制御装置及びプログラムに関し、特に、工具の偏摩耗を回避可能な工具角を設定し、被加工面の全体を精度よく仕上げ加工することのできる仕上げ加工制御装置及びプログラムに関する。
例えば、切削加工後の凹凸面を有する金型をワークとして、その凹凸面に対し研削仕上げ加工を行う場合、従来から、XYZ直交3軸数値制御(3軸NCと称する)の工作機械の主軸ヘッドにボールエンドの砥石工具が取り付けられ、これを主軸周りに高速回転させて使用している。
3軸NC工作機械の場合、図12に模式的に示すように、砥石工具51の軸方向は、常に一定方向、例えば鉛直方向に向けられている。
3軸NC工作機械の場合、図12に模式的に示すように、砥石工具51の軸方向は、常に一定方向、例えば鉛直方向に向けられている。
しかしながら、砥石工具51の軸方向が常に一定方向に向けられていると、工具先端の1点が常にワークWに接することになり、砥石工具51の所定部位のみが摩耗し、砥石工具51の寿命が短くなるなどの課題があった。
更には、ワーク形状において凹凸の大きい場合には、図示するようにワークWに干渉部位Bが生じ、砥石工具51の先端を当てることができないという課題があった。
更には、ワーク形状において凹凸の大きい場合には、図示するようにワークWに干渉部位Bが生じ、砥石工具51の先端を当てることができないという課題があった。
前記のような課題に対しては、例えば特許文献1に開示されるような5軸(XYZ直交3軸、回転軸、傾斜軸)のNC工作機械を用いることで解決することができる。
即ち、5軸NC工作機械は、工具を自由に傾斜させることが可能であるため、図13に示すような(3軸NC工作機械では干渉する)部位Bの面に対して、工具軸が交差するように砥石工具52の傾斜角を設定すればよい。
即ち、5軸NC工作機械は、工具を自由に傾斜させることが可能であるため、図13に示すような(3軸NC工作機械では干渉する)部位Bの面に対して、工具軸が交差するように砥石工具52の傾斜角を設定すればよい。
尚、特許文献1に開示の5軸NC工作機械にあっては、図14のフローに示すように、ワークWの加工面に対する砥石工具52の傾斜角を設定する傾斜角設定データテーブルを作成する工程(ステップSP1)と、ワークWの加工面に対して予め作成した工具用の3軸NCデータを取り込む工程(ステップSP2)と、前記3軸NCデータに前記傾斜角設定テーブルから読み出した傾斜角設定データを付加して前記5軸NCデータを作成する工程(ステップSP3)とを有する。
特許文献1に開示された発明によれば、前記フローに沿って作成した5軸NCデータに基づいて砥石工具52を傾斜させることにより、砥石工具52先端とワークWとの接点を変えることができ、偏摩耗の発生を抑制することができる。
また、砥石工具52を傾斜させることによって、ワークWと干渉せずに被加工面の加工処理を行うことができる。
また、砥石工具52を傾斜させることによって、ワークWと干渉せずに被加工面の加工処理を行うことができる。
ところで、特許文献1に開示される工作機械にあっては、加工中の工具送り中に適宜工具角度を変更するよう加工部位ごとの最適工具角を計算している。
しかしながら、自動車部品をワークとするような大型の工作機械に適用する場合、一般には角度変化が1°ピッチであるために微細な角度変更ができず、工具送り中の角度変化が加工誤差に繋がるという課題があった。
そのため、工具送り中の工具角の変更を行うことなく、偏摩耗を抑制し、且つ高精度に被加工面全体を加工できる方法が求められていた。
しかしながら、自動車部品をワークとするような大型の工作機械に適用する場合、一般には角度変化が1°ピッチであるために微細な角度変更ができず、工具送り中の角度変化が加工誤差に繋がるという課題があった。
そのため、工具送り中の工具角の変更を行うことなく、偏摩耗を抑制し、且つ高精度に被加工面全体を加工できる方法が求められていた。
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、5軸NC工作機械に保持された砥石工具によりワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御装置において、工具の偏摩耗を回避可能な工具角を設定し、工具送り中に工具角を変更することなく被加工面の全体を精度よく仕上げ加工することのできる仕上げ加工制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。
前記した課題を解決するために、本発明に係る仕上げ加工制御装置は、5軸数値演算工作機械に装着された先端球状の砥石工具を、その軸周りに回転させてワークの被加工面を研削し、前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御装置であって、前記ワークの被加工面を複数の被加工面に分割し、各被加工面について面に直交する加工面方向を算出する加工面方向算出部と、前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出する角度差算出部と、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定する工具角設定部と、前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成する加工演算部と、を備えることに特徴を有する。
また、前記ワークにおいて未加工面の有無を判定する制御部を備え、前記制御部が、未加工面が有ると判定すると、前記加工面方向算出部は、前記未加工面について面に直交する加工面方向を算出し、前記角度差算出部は、前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出し、前記工具角設定部は、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定し、前記加工演算部は、前記工具角設定部が設定した工具角により加工シミュレーションを行い、第2の加工制御データを作成することが望ましい。
また、前記角度差算出部は、工具方向をXYZ直交3軸のうち、Z軸方向としたときの工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、前記角度差と研削長さとの相関を算出し、工具方向をX−Z軸方向かつY−Z軸方向で所定の角度ずつ変化させ、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出することが望ましい。
また、前記工具先端の非推奨範囲は、前記砥石工具の回転軸上に位置する先端頂点を含む領域であることが望ましい。
また、前記工具先端の非推奨範囲は、前記砥石工具の回転軸上に位置する先端頂点を含む領域であることが望ましい。
このような装置構成によれば、工具の摩耗し難い工具先端部位がワークに接するよう設定した1つの工具角により、ワークにおける出来るだけ広い面積の被加工面を研削加工することができ、残る未加工面についても、工具の摩耗し難い工具先端部位がワークに接するよう設定した別の工具角により加工することで、工具の偏摩耗を抑制しつつ、全ての被加工面を精度よく仕上げ加工することができる。
即ち、工具送り中に工具角を変更することなく、被加工面全体を精度よく加工することができる。
即ち、工具送り中に工具角を変更することなく、被加工面全体を精度よく加工することができる。
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る仕上げ加工制御プログラムは、5軸数値演算工作機械に装着された先端球状の砥石工具を、その軸周りに回転させてワークの被加工面を研削し、前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御プログラムであって、コンピュータに、前記ワークの被加工面を複数の被加工面に分割し、各被加工面について面に直交する加工面方向を算出するステップと、前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定するステップと、前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成するステップと、を実行させることに特徴を有する。
また、前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成するステップの後、コンピュータに、未加工面があるか判定するステップと、未加工面がある場合には、該未加工面について面に直交する加工面方向を算出するステップと、前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定するステップと、前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、第2の加工制御データを作成するステップと、を実行させることが望ましい。
また、前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップは、工具方向をXYZ直交3軸のうち、Z軸方向としたときの工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、工具方向をX−Z軸方向かつY−Z軸方向で所定の角度ずつ変化させ、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、を含むことが望ましい。
また、前記工具先端の非推奨範囲は、前記砥石工具の回転軸上に位置する先端頂点を含む領域であることが望ましい。
また、前記工具先端の非推奨範囲は、前記砥石工具の回転軸上に位置する先端頂点を含む領域であることが望ましい。
このようなプログラムをコンピュータに実行させることにより、工具の摩耗し難い工具先端部位がワークに接するよう設定した1つの工具角により、ワークにおける出来るだけ広い面積の被加工面を研削加工することができ、残る未加工面についても、工具の摩耗し難い工具先端部位がワークに接するよう設定した別の工具角により加工することで、工具の偏摩耗を抑制しつつ、全ての被加工面を精度よく仕上げ加工することができる。
即ち、工具送り中に工具角を変更することなく、被加工面全体を精度よく加工することができる。
即ち、工具送り中に工具角を変更することなく、被加工面全体を精度よく加工することができる。
本発明によれば、5軸NC工作機械に保持された砥石工具によりワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御装置において、工具の偏摩耗を回避可能な工具角を設定し、工具送り中に工具角を変更することなく被加工面の全体を精度よく仕上げ加工することができる。
以下、本発明にかかる仕上げ加工制御装置の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る仕上げ加工制御装置において使用する工具の側面図である。具体的には、5軸(XYZの3軸と回転軸R及び傾斜軸K)の数値制御(NC)による工作機械1に、砥石工具2を取り付けた状態を示している。
砥石工具2の先端部2aは、例えば直径30mmの半球状に形成され、その表面は図2に示すようにクロムモリブデン鋼等の母材3の上にニッケル層4が形成され、ニッケル層4中に平均粒径が0.25mmのダイヤモンド砥石5が散りばめられている。尚、砥石の材料としては、高精度加工を施すために高い硬度が必要である。特にダイヤモンド砥石5を用いることにより、工具側の耐摩耗性がより高くなる。
前記した砥石工具2は、工作機械1に装着され、図3に示すように所定の傾斜角をもって、その軸周りに回転しながらワークWの被加工面に対し接触し、研削加工による仕上げ加工を行うものである。
図4は、本発明に係る仕上げ加工制御装置の機能ブロック図である。
図4に示す仕上げ加工制御装置10は、装置全体の動作を制御する制御部11と、砥石工具2のデータ、及び5軸NC加工を行うための工作機械1のデータを取得する工具データ取得部12と、研削仕上げ加工を行うワークの形状データ等を取得するワークデータ取得部13とを備える。
図4に示す仕上げ加工制御装置10は、装置全体の動作を制御する制御部11と、砥石工具2のデータ、及び5軸NC加工を行うための工作機械1のデータを取得する工具データ取得部12と、研削仕上げ加工を行うワークの形状データ等を取得するワークデータ取得部13とを備える。
更に、ワークの加工面の方向を算出する加工方向算出部14と、加工面と砥石工具の向き(工具方向と称する)との角度差を算出し、各角度差について研削長さを集計する角度差算出部15と、角度差算出部15による集計結果に基づき加工に用いる工具角を設定する工具角設定部16と、ワークへの加工シミュレーションを行い、最適な加工制御データを作成する加工演算部17とを備える。
これら、仕上げ加工制御装置10の各機能は、図示しないコンピュータユニット(CPU、記憶装置、記憶装置に記録されたコンピュータプログラム)によって形成され、CPU(コンピュータ)において前記コンピュータプログラムが実行されることにより機能する。より具体的には、仕上げ加工制御装置10は、CAM(コンピュータ支援製造)システムに組み込まれ、加工演算部17が生成した加工制御データは加工用のNCプログラムに組み込まれる。
即ち、本発明に係る仕上げ加工制御装置10にあっては、前記加工制御データを作成するものであり、実際の仕上げ加工の作業においては、加工制御データが設定された加工用のNCプログラムに基づき、工作機械1がワークWに対する加工を実施することになる。
即ち、本発明に係る仕上げ加工制御装置10にあっては、前記加工制御データを作成するものであり、実際の仕上げ加工の作業においては、加工制御データが設定された加工用のNCプログラムに基づき、工作機械1がワークWに対する加工を実施することになる。
続いて、図5のフローに沿って、前記加工制御データを作成する手順について説明する。
先ず、仕上げ加工制御装置10において工具データ取得部12により、使用する砥石工具2に関するデータを取得する(図5のステップS1)。具体的には、砥石工具2のデータ(先端形状、径など)、及び5軸NC加工を行うための工作機械1のデータ(傾斜可能角度、角度変化ピッチ、工具回転速度など)を取得する。
また、ワークデータ取得部13により、図6に一例を示すワークWに関する3D形状データ(切削加工後のワークデータ)を取得する(図5のステップS2)。尚、仕上げ加工制御装置10の図示しない記憶装置には、予めワークWの形状目標値が記録されている。
先ず、仕上げ加工制御装置10において工具データ取得部12により、使用する砥石工具2に関するデータを取得する(図5のステップS1)。具体的には、砥石工具2のデータ(先端形状、径など)、及び5軸NC加工を行うための工作機械1のデータ(傾斜可能角度、角度変化ピッチ、工具回転速度など)を取得する。
また、ワークデータ取得部13により、図6に一例を示すワークWに関する3D形状データ(切削加工後のワークデータ)を取得する(図5のステップS2)。尚、仕上げ加工制御装置10の図示しない記憶装置には、予めワークWの形状目標値が記録されている。
前記工具データ及びワークデータが取得された後、操作者が加工制御データの作成を図示しないキーボード等を介して指示すると、加工面方向算出部14は、ワークデータ取得部13からワークデータを読み込み、加工面全体を所定の単位面積(例えば1mm2)で区切った各加工面について、図に矢印で示すように面に垂直な方向(以下、加工面方向と称する)を算出する(図5のステップS3)。
次いで、角度差算出部15は、工具方向をZ軸方向としたときの各加工面方向との角度差を算出し、角度差ごとに各加工面を研削加工した場合の研削長さを集計(角度差と研削長さとの相関を求める)する(図5のステップS4)。Z軸方向とは、図6において鉛直軸方向である。また、研削長さとは、目標値に達するまでの研削の長さのことである。
また、角度差算出部15は、工具方向をX−Z軸方向かつY−Z軸方向に所定角度ずつ変化させ、工具方向と各加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに角度差と研削長さとの相関を集計する(図5のステップS5)。
尚、図7に示すように回転軸R及び傾斜軸Kを備える工作機械1のX−Z軸方向かつY−Z軸方向の角度の変化ピッチは、回転軸Rの回転可能角度(例えば、−350°、−340°、・・・−20°、−10°、0°、10°、20°、・・・、340°、350°)、及び傾斜軸Kの傾斜可能角度(例えば、−60°、−50°、・・・、−20°、−10°、0°、10°、20°、・・・、50°、60°)の組み合わせ(例えば36×12通り)により決められ、各組み合わせによる工具方向について角度差が求められる。
尚、図7に示すように回転軸R及び傾斜軸Kを備える工作機械1のX−Z軸方向かつY−Z軸方向の角度の変化ピッチは、回転軸Rの回転可能角度(例えば、−350°、−340°、・・・−20°、−10°、0°、10°、20°、・・・、340°、350°)、及び傾斜軸Kの傾斜可能角度(例えば、−60°、−50°、・・・、−20°、−10°、0°、10°、20°、・・・、50°、60°)の組み合わせ(例えば36×12通り)により決められ、各組み合わせによる工具方向について角度差が求められる。
このように、角度差算出部15は、工具方向をZ軸方向に変化させた場合(即ち工具2はZ軸方向に沿った直立状態)の研削長さを角度差ごとに集計し、また、工具方向をX−Z軸方向かつY−Z軸方向に傾斜させた場合の研削長さを、各工具方向について角度差ごとに集計する。
例えば、工具方向(1,0,1)の場合は、図8のグラフに示すように角度差ごとに研削長さが示される。
また、工具方向(0,1,1)の場合には、図9のグラフに示すように角度差ごとに研削長さが示される。
例えば、工具方向(1,0,1)の場合は、図8のグラフに示すように角度差ごとに研削長さが示される。
また、工具方向(0,1,1)の場合には、図9のグラフに示すように角度差ごとに研削長さが示される。
次に工具角設定部16は、工具先端2aのうち、研削効果が低く、偏摩耗しやすい非推奨の範囲(NG範囲と称する)が、ワークWに接する場合の角度差(例えば30°以内の範囲)において、研削長さの合計が最も短くなる工具方向を工具角に設定する。
そして、加工演算部17は、前記工具角に固定された工具2を用いた加工シミュレーションを行い、工具角の制御データと加工済のワーク形状データとを含む加工制御データを作成する(図5のステップS6)。
即ち、このステップS5においては、工具先端の偏摩耗が少なく、1つの工具角でワークWの可能な限り広い面積を研削可能な加工制御データが作成される。
そして、加工演算部17は、前記工具角に固定された工具2を用いた加工シミュレーションを行い、工具角の制御データと加工済のワーク形状データとを含む加工制御データを作成する(図5のステップS6)。
即ち、このステップS5においては、工具先端の偏摩耗が少なく、1つの工具角でワークWの可能な限り広い面積を研削可能な加工制御データが作成される。
尚、NG範囲(例えば角度差30°以下)は予め設定した範囲であるが、そのNG範囲における研削長さの合計が最も短くなる工具方向の例として、前記した図8のグラフに示される工具方向(1,0,1)を挙げることができる。
一方、NG範囲における研削長さの合計が長くなる工具方向の例として、前記した図9のグラフに示される工具方向(0,1,1)を挙げることができる。
一方、NG範囲における研削長さの合計が長くなる工具方向の例として、前記した図9のグラフに示される工具方向(0,1,1)を挙げることができる。
ここでNG範囲について、より詳しく説明すると、図10に工具先端2aの断面図を示すように、半球中心Cを中心とした所定の円弧角度によって定義される、工具先端頂点Pを含む領域がNG範囲である。このNG範囲は、半球状の工具先端の周速と大きく関係する。即ち、工具先端頂点Pは、周速が0m/minであり、半球中心Cを中心とした円弧角度が大きくなるほど周速が大きくなる。工具先端頂点Pなど、周速が遅い部位で加工すると、砥石の1粒(図2のダイヤモンド砥石5)が被加工面に当たる回数が多くなり、摩耗しやすい。
このNG範囲を規定する限界角度をlimθとし、工具径をφとし、砥石工具2の主軸回転数をR(1/min)とし、摩耗が生じ易い研削速度(周速)を600m/min以下とすると、式(1)に示す関係式が規定される。
π・φ・sinθlim・R=600 ・・・(1)
式(1)に基づき、式(2)のようにθlimが定義される。
θlim=sin−1{600/π・φ・R} ・・・(2)
π・φ・sinθlim・R=600 ・・・(1)
式(1)に基づき、式(2)のようにθlimが定義される。
θlim=sin−1{600/π・φ・R} ・・・(2)
図5のステップS6において形成された加工制御データによれば、1つの工具角の設定により、ワークの被加工面の大部分、或いは全面が加工可能となるが、制御部11は、ステップS7において、前記加工制御データにおいて設定した工具角では加工出来なかった未加工面が存在するか否かを判定し、未加工面が存在する場合には、未加工面について、その加工面方向を算出し、ステップS2〜ステップS4までの処理を続けて行う。
例えば、図11(a)に示すように、砥石工具2が所定の角度をもって傾斜している場合、ワークWの被加工面に対して、殆どの場合、先端2aを当てて研削加工を行うことができる。しかしながら、同じ工具角の状態では、図11(b)に示すように工具2がワークWの被加工面Waに干渉し、研削加工が出来ない場合がある。
制御部11は、このような未加工面Wa(図6にクロスハッチングで示す)が存在する場合には、その面に限定して加工面方向を算出し、ステップS4〜ステップS6までの処理を行う。
制御部11は、このような未加工面Wa(図6にクロスハッチングで示す)が存在する場合には、その面に限定して加工面方向を算出し、ステップS4〜ステップS6までの処理を行う。
そして工具角設定部16は、砥石工具2のNG範囲がワークWに当たる場合の角度差(例えば30°以内の範囲)において、研削長さの合計が最も短くなる工具方向(例えば(−1,1,0)の方向)を工具角に設定し、加工演算部17は、その工具角にて加工シミュレーションを行い、第2の加工制御データを作成する。
そして、制御部11は、ステップS7において、前記第2の加工制御データで設定した工具角では加工ができなかった未加工面が存在するかを判定し、未加工面が存在しない場合には、処理を終了する。
或いは、未加工面が有る場合には、再びステップS4に戻って処理を行う(未加工面が無くなるまでステップS4からステップS7を繰り返す)。
或いは、未加工面が有る場合には、再びステップS4に戻って処理を行う(未加工面が無くなるまでステップS4からステップS7を繰り返す)。
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、工具の摩耗し難い工具先端部位がワークに接するよう設定した1つの工具角により、ワークWにおける出来るだけ広い面積の被加工面を研削加工することができ、残る未加工面についても、工具の摩耗し難い工具先端部位がワークに接するよう設定した別の工具角により加工することで、工具の摩耗を抑制しつつ、全ての被加工面を精度よく仕上げ加工することができる。
即ち、工具送り中に工具角を変更することなく、被加工面全体を精度よく加工することができる。
即ち、工具送り中に工具角を変更することなく、被加工面全体を精度よく加工することができる。
尚、前記実施の形態においては、砥石工具2の先端部2aは、半球状としたが、より完全な球状に近いボールエンドの先端部2aであってもよい。
また、砥石工具2の砥石をダイヤモンド砥石5にしたが、ダイヤモンド砥石5に限らず、他の材質により形成された砥石を用いた砥石工具にも適用することができる。
また、砥石工具2の砥石をダイヤモンド砥石5にしたが、ダイヤモンド砥石5に限らず、他の材質により形成された砥石を用いた砥石工具にも適用することができる。
1 工作機械
2 砥石工具
2a 工具先端
3 母材
4 ニッケル層
5 ダイヤモンド砥石
10 仕上げ加工制御装置
11 制御部
12 工具データ取得部
13 ワークデータ取得部
14 加工面方向算出部
15 角度差算出部
16 工具角設定部
17 加工演算部
W ワーク
2 砥石工具
2a 工具先端
3 母材
4 ニッケル層
5 ダイヤモンド砥石
10 仕上げ加工制御装置
11 制御部
12 工具データ取得部
13 ワークデータ取得部
14 加工面方向算出部
15 角度差算出部
16 工具角設定部
17 加工演算部
W ワーク
Claims (8)
- 5軸数値演算工作機械に装着された先端球状の砥石工具を、その軸周りに回転させてワークの被加工面を研削し、前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御装置であって、
前記ワークの被加工面を複数の被加工面に分割し、各被加工面について面に直交する加工面方向を算出する加工面方向算出部と、
前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出する角度差算出部と、
予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定する工具角設定部と、
前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成する加工演算部と、
を備えることを特徴とする仕上げ加工制御装置。 - 前記ワークにおいて未加工面の有無を判定する制御部を備え、
前記制御部が、未加工面が有ると判定すると、
前記加工面方向算出部は、前記未加工面について面に直交する加工面方向を算出し、
前記角度差算出部は、前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出し、
前記工具角設定部は、予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定し、
前記加工演算部は、前記工具角設定部が設定した工具角により加工シミュレーションを行い、第2の加工制御データを作成することを特徴とする請求項1に記載された仕上げ加工制御装置。 - 前記角度差算出部は、
工具方向をXYZ直交3軸のうち、Z軸方向としたときの工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、前記角度差と研削長さとの相関を算出し、
工具方向をX−Z軸方向かつY−Z軸方向で所定の角度ずつ変化させ、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された仕上げ加工制御装置。 - 前記工具先端の非推奨範囲は、前記砥石工具の回転軸上に位置する先端頂点を含む領域であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載された仕上げ加工制御装置。
- 5軸数値演算工作機械に装着された先端球状の砥石工具を、その軸周りに回転させてワークの被加工面を研削し、前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記ワークの被加工面を複数の被加工面に分割し、各被加工面について面に直交する加工面方向を算出するステップと、
前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、
予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定するステップと、
前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成するステップと、
を実行させることを特徴とする仕上げ加工制御プログラム。 - 前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、加工制御データを作成するステップの後、
コンピュータに、
未加工面があるか判定するステップと、
未加工面がある場合には、該未加工面について面に直交する加工面方向を算出するステップと、
前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、
予め設定した工具先端の非推奨範囲を規定する角度差の範囲において、研削長さの合計が最も短い工具方向を工具角に設定するステップと、
前記設定した工具角により加工シミュレーションを行い、第2の加工制御データを作成するステップと、
を実行させることを特徴とする請求項5に記載された仕上げ加工制御プログラム。 - 前記砥石工具が設定可能な複数の工具方向と、各工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップは、
工具方向をXYZ直交3軸のうち、Z軸方向としたときの工具方向と前記加工面方向との角度差を算出し、前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、
工具方向をX−Z軸方向かつY−Z軸方向で所定の角度ずつ変化させ、工具方向ごとに前記角度差と研削長さとの相関を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項5または請求項6に記載された仕上げ加工制御プログラム。 - 前記工具先端の非推奨範囲は、前記砥石工具の回転軸上に位置する先端頂点を含む領域であることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載された仕上げ加工制御プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017002615A JP2018112870A (ja) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 仕上げ加工制御装置及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017002615A JP2018112870A (ja) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 仕上げ加工制御装置及びプログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018112870A true JP2018112870A (ja) | 2018-07-19 |
Family
ID=62912306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017002615A Pending JP2018112870A (ja) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 仕上げ加工制御装置及びプログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018112870A (ja) |
-
2017
- 2017-01-11 JP JP2017002615A patent/JP2018112870A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240393762A1 (en) | Method for processing workpiece and machine for processing workpiece | |
| JP5272569B2 (ja) | びびりシミュレーション装置、および、びびりシミュレーション方法 | |
| JP6563133B2 (ja) | 加工プログラム生成装置及び加工方法 | |
| EP4075216A1 (en) | Tool path generation method, tool path generation device, and machine tool control device | |
| US7494305B2 (en) | Raster cutting technology for ophthalmic lenses | |
| JP2015074078A (ja) | 切削条件設定方法及びそれを実行させるプログラム | |
| KR20200138731A (ko) | 나선형 그루브를 포함하는 공작물을 제작하는 방법 및 연삭기 | |
| US10042348B2 (en) | Tool path-generating method, machine tool control device and tool path-generating device | |
| JP2009241221A (ja) | 切削加工装置および切削加工プログラム | |
| JP5028611B2 (ja) | 加工表面に形成される表面模様配列を制御する方法、cad/cam、および、数値制御工作機械 | |
| JP6264702B2 (ja) | 加工装置 | |
| JP5401757B2 (ja) | 加工装置 | |
| JP6623478B2 (ja) | 多軸nc木工旋盤システム、工具経路生成方法、工具経路生成プログラムおよび記録媒体 | |
| JP2018112870A (ja) | 仕上げ加工制御装置及びプログラム | |
| US7568968B2 (en) | Coolant nozzle positioning for machining work-pieces | |
| WO2021149639A1 (ja) | 加工プログラムの作成方法、ワーク加工方法及び工作機械の制御装置 | |
| JP2017124460A (ja) | カップ状砥石による被加工物の非球面形状の連続加工方法及びその装置 | |
| CN116604408A (zh) | 偏心型周刃后刀面的磨削方法、装置、数控机和存储介质 | |
| JP5425570B2 (ja) | トリポード型等速ジョイントのトラニオンの加工方法及び装置 | |
| JP6561596B2 (ja) | 切削装置及び切削方法 | |
| JP6430217B2 (ja) | プロファイル研削盤 | |
| JP2004362270A (ja) | 切削工具の振り角設定装置、切削工具の振り角設定方法、および切削工具の振り角設定プログラム | |
| JP2005028556A (ja) | 自由曲面加工方法 | |
| JP2015020222A (ja) | 研削盤およびツルーイング方法 | |
| JP6565380B2 (ja) | 切削装置、切削方法及び環状工具 |