JP4568185B2

JP4568185B2 - 加工経路作成装置及び方法

Info

Publication number: JP4568185B2
Application number: JP2005201409A
Authority: JP
Inventors: 喜照岩田
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2025-07-11
Also published as: JP2007015084A

Description

本発明は、工具経路を作成するCAD／CAM装置に関し、特に加工経路作成装置及びその方法に関する。

従来、特許文献１に示すような、面取り加工の工具経路を作成するCAD/CAM装置はあった。これを第５図にて説明する。なお、図５は、従来の面取り加工経路作成装置の一例を示すブロック図である。

第５図において、面取り加工形状入力部１より面取り加工形状（ＣＨＡＭＦＣＵＴ）を入力し、面取り工具情報入力部２より面取り工具の先端直径や最大直径や刃先角度などの情報（ＴＯＯＬＤ）を入力し、面取り加工動作入力部３より面取り加工動作に関する面取り量などのデータ（ＰＡＲＡＤ）を入力し、面取り加工経路生成部４にて前記入力した面取り加工形状、面取り工具情報及び面取り加工動作データに基づいて面取り加工経路を生成していた。

特開２０００−１９０１６５号公報

図６は、従来の面取り加工経路作成動作を説明するための説明図である。従来、面取り加工の工具経路を作成する場合には、図６に示すように、面取り加工を施したい形状を加工形状として入力し、入力した面取り加工形状に対して面取り工具の先端中心位置の移動座標値を求め面取り加工経路として作成されていた。

図７は従来の面取り加工経路作成動作を説明するための説明図である。図７では面取り加工を施したい加工形状がＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７の順で示されている。このＬ１からＬ７の加工形状に対して面取り工具の先端中心位置の移動座標値を求め面取り加工経路としてＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８、Ｌ１９が作成されていた。

たとえば加工形状Ｌ２とＬ４およびＬ４とＬ６は各々平行線の関係にあり、さらにＬ２とＬ４の距離とＬ４とＬ６の距離は面取り工具の最大径より小さい。このような場合は面取り工具を互いの加工形状の中央に位置し工具先端位置をやや深めにする加工経路で加工することで一度に両側の面取り加工が可能となり、加工効率を高くすることができるが、そのためには中央の加工経路を求め、工具先端位置の深さを求めるなどの計算を作業者が時間をかけて行う必要があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、加工経路作成装置において、面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う面取り加工形状を同時に面取り加工できる加工経路を自動で求めることにより、加工効率と加工経路作成効率を向上することにある。

本発明の上記目的を達成するために、本発明に係る加工経路の作成手順は、最初に、加工形状を複数の加工形状要素として記憶し、記憶された加工形状要素を順次読み出し、読み出した加工形状要素に対して平行な加工形状要素を順次探索する。次に、読み出した加工形状要素と探索した平行な加工形状要素との距離が面取り工具の最大径より小さい場合には、互いの加工経路を共有させるため、二つ並んだ加工形状要素の中央を加工経路とする。これにより、加工効率と加工経路作成効率が向上する。

本発明に係る加工経路作成装置は、加工形状を複数の加工形状要素によって入力する加工形状入力部と、面取り工具の情報を入力する面取り工具情報入力部と、面取り加工動作に関するデータを入力する面取り加工動作入力部と、を有し、加工形状に基づき加工経路を作成する加工経路作成装置において、工具情報入力部は所定の刃先角度を有する面取り工具の最大径を記憶し、前記加工形状入力部で入力された加工形状要素を順次読み出し、読み出した加工形状要素に対して平行な加工形状要素を順次探索する平行加工形状探索部と、前記読み出した加工形状要素と前記平行加工形状探索部で探索した平行な加工形状要素との距離が面取り工具の最大径より小さい場合には、互いの加工経路を共有させるため、二つ並んだ加工形状要素の中央を加工経路とする中央加工経路作成部と、面取り工具の逃げ経路及び寄りつき経路を前記中央加工経路作成部で求めた加工経路に含め、面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う加工形状要素を同時に面取り加工ができる加工経路を作成する同時面取り加工経路作成部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る加工経路作成装置において、前記同時面取り加工経路作成部は、前記面取り加工動作入力部から入力された面取り量と面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う加工形状要素間の距離とに基づき、加工経路の面取り加工深さを求めることを特徴とする。

本発明の加工経路作成装置によれば、向かい合う平行な面取り加工形状に対して、同時に面取り加工ができる加工経路が求まるので、加工効率のよい加工プログラムを作成することができる。また入力された面取り加工形状から自動で同時面取り加工経路を作成するので、加工プログラム作成時間が大幅に短縮できる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る加工経路作成装置の構成を示すブロック図であり、上述した図５と同様の要素には同じ符号を付け説明を省略する。図１において、面取り加工形状入力部１は面取り加工形状（ＣＨＡＭＦＣＵＴ）を平行加工形状探索部５に入力する。次に、面取り工具情報入力部２は、面取り工具の工具先端径および工具最大径および刃先角度などの面取り工具情報（ＴＯＯＬＤ）を中央加工経路作成部６に入力し、面取り加工動作入力部３は、面取り量および回転数や送り速度などの面取り加工動作データ（ＰＡＲＡＤ）を中央加工経路作成部６に入力する。

平行加工形状探索部５は、前記面取り加工形状（ＣＨＡＭＦＣＵＴ）の中から平行で向かい合いかつその距離が工具最大径より小さい複数組の平行加工形状（ＳＥＡＲＣＨＣＵＴ）を求め、中央加工経路作成部６に出力する。中央加工経路作成部６は、前記複数組の平行加工形状（ＳＥＡＲＣＨＣＵＴ）の各々組みでの互いに中央に位置する中央加工形状（ＣＥＮＴＣＵＴ）を求めて同時面取り加工経路作成部７へ出力する。

同時面取り加工経路作成部７は、前記入力された面取り工具情報（ＴＯＯＬＤ）、面取り加工動作データ（ＰＡＲＡＤ）及び中央加工形状（ＣＥＮＴＣＵＴ）に基づいて両側加工形状を同時面取りできる面取り加工経路（ＣＨＡＭＦＣＵＴ２）を作成する。

従来は図７に示すように、面取り加工を施したい線分である加工形状Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７があり、Ｌ２とＬ４あるいはＬ４とＬ６のような加工形状において、平行で向かい合っており、かつ、向かい合う距離が工具最大径（ＭＡＸＤ）よりも小さい場合でも、片側毎の面取り加工経路Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８、Ｌ１９を作成していた。

これに対し、図８〜図１１は、本実施形態における面取り加工経路作成動作を説明する説明図であり、本発明の実施形態を用いると、図８に示す加工経路Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ３４、Ｌ４４、Ｌ４５、Ｌ４６、Ｌ３５、Ｌ３６を作成することができ、特にＬ３３とＬ３４においては両側の面取り加工を同時に行える加工経路が作成されている。

このような構成において、本実施例における動作を図２〜図４のフローチャート図および図９〜図１１にて説明する。なお、図２〜４は、本発明の実施形態に係る加工経路作成の動作を示すフローチャート図であり、図９〜図１１は本実施形態における面取り加工経路作成動作を説明する説明図である。

最初に、図２のステップ１において、面取り工具情報入力部２より図１１に示すような、面取り工具の先端直径（ＤＭＩＮ）と、最大直径（ＤＭＡＸ）と、刃先角度（ＤＧ）を入力する。次に、面取り加工動作入力部３より面取り量（Ｃ１）とクリアランス（ＣＲ）を入力する（ステップ２）。次に、ステップ３において、第１加工形状カウンタ（ｍ）をインクリメントし、ステップ４において、面取り加工形状入力部１より図９に示すような加工形状（Ｌ１）を読み込む。

次に、ステップ５において、第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントし、ステップ６において、加工形状Ｌ２を読み込む。次に、平行加工形状探索部５にて加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ２の角度aを計算し、例えば“２７０度”が求まる（ステップ７）。

ステップ８の判断処理において、角度aは１８０度ではないと判断されると、ステップ１５へ移動する。ステップ１５では、加工形状Ｌ２が最後の加工形状かどうか判断し最後の加工形状ではないと判断されるとステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ３を読み込む。

ステップ７において、加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ３の角度aを計算し、例えば“０度”が求まると、ステップ８において角度ａは１８０度ではないと判断され、ステップ１５において、加工形状Ｌ３が最後の加工形状かどうか判断する。ここで、最後の加工形状ではないと判断されると、ステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ４を読み込む。

ステップ７において、加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ４の角度aを計算し、例えば“９０度”が求まると、ステップ８において角度aは１８０度ではないと判断され、ステップ１５において、加工形状Ｌ４が最後の加工形状かどうか判断する。ここで、最後の加工形状ではないと判断されると、ステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ５を読み込む。

ステップ７において、加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ５の角度aを計算し、例えば“１８０度”が求まると、ステップ８において角度aは１８０度であると判断され、ステップ９において加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ５の距離ｂを求めＤＳ１が求まる。ステップ１０において距離ＤＳ１が工具最大径（ＤＭＡＸ）より小さいか判断し、例えば、大きいと判断されると、ステップ１５へ移動し、ステップ１５において、加工形状Ｌ５が最後の加工形状かどうか判断し最後の加工形状ではないと判断され、ステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ６を読み込む。

ステップ７において、加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ６の角度aを計算し、例えば“２７０度”が求まると、ステップ８の判断処理において、角度aは１８０度ではないと判断されると、ステップ１５へ移動する。ステップ１５では、加工形状Ｌ６が最後の加工形状かどうか判断し最後の加工形状ではないと判断されるとステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ７を読み込む。

ステップ７において、加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ７の角度aを計算し、例えば“１８０度”が求まると、ステップ８の判断処理において、角度aは１８０度であるので、ステップ９において、加工形状Ｌ１と加工形状Ｌ７の距離ｂを求めＤＳ２が求まる。次に、ステップ１０において、距離ＤＳ２が工具最大径（ＤＭＡＸ）より小さいか判断し、例えば、大きいと判断されると、ステップ１５へ移動し、ステップ１５において、Ｌ７が最後の加工形状かどうか判断する。もし、最後の加工形状と判断されるとステップ１７において、Ｌ２が最後の１つ前の加工形状か判断される。この時、最後の１つ前の形状ではないと判断されると、ステップ１８へ移動し、ステップ１８において、第１加工形状カウンタ（ｍ）をインクリメントし、ステップ４に移動して加工形状Ｌ２を読み込む。

ステップ５において、第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントし、ステップ６において、加工形状Ｌ３を読み込む。ステップ７において、加工形状Ｌ２とＬ３の角度を求め、ステップ８において１８０度でないと判断されると、ステップ１５に移動し、ステップ１５において、Ｌ３は最後の加工形状でないと判断され、ステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ４を読み込む。ステップ７において、加工形状Ｌ２とＬ４の角度を求め、ステップ８において、１８０度と判断され、ステップ９において、加工形状Ｌ２とＬ４の距離を求めるとＤＳ３が求まり、ステップ１０において、距離（ＤＳ３）が工具最大径（ＤＭＡＸ）より小さいか判断する。例えば、小さいと判断されるとステップ１１へ移動する。

図３のステップ１１以降において、加工形状（Ｌ２）と加工形状（Ｌ４）が向かい合わせの位置にあるか判断する。すなわち、ステップ１１において、加工形状（Ｌ２）を工具オフセットと同じ方向である左側に距離（ＤＳ３）でオフセットしオフセット加工形状（Ｌ２ＯＦ）を作成し、ステップ１２において、オフセット形状（Ｌ２ＯＦ）と加工形状Ｌ４とで重なり部があるか調べ、ステップ１３の判断処理において、例えば、重なり部があると判断されるとステップ１４において、距離（ＤＳ３）を保存する。

ステップ１５の判断処理において、Ｌ４は最後の加工形状ではないと判断され、ステップ１６において第２加工形状カウンタ（ｎ）をインクリメントして、ステップ６へ戻り、加工形状Ｌ５を読み込む。以下、同様の処理を繰り返し、加工形状ＬｎがＬ７の場合に最後の加工形状と判断され（ステップ１５）、加工形状ＬｍがＬ６の場合に最後の１つ前の加工形状と判断され（ステップ１７）、全ての加工形状の処理が終了し、図４に示すステップ１９以下を実行する。

ステップ１９は、図１の中央加工経路作成部６において図９に示す加工形状Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７を距離（ＤＳ３）でオフセットしオフセット加工形状Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６、Ｌ２７を作成する。

次に、ステップ２０において、前記オフセット加工形状から重なり部を順に削除したオフセット加工形状２すなわち図１０に示すＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６を作成する。

図１の同時面取り加工経路生成部７において前記図１０のオフセット加工形状２を、図１１に示す面取り工具の先端中央までＺ方向に深さ（ＤＰＴＨ）だけ下げた刃先加工形状を作成するが（ステップ２１）、その際の深さ（ＤＰＴＨ）の求め方を以下に示す。
（１）図１１の距離ＤＳは図９の距離ＤＳ３に同じである。
（２）図１１の直線Ｐ３Ｐ４の長さは、以下の式で求まる。
［数１］直線Ｐ３Ｐ４＝（距離ＤＳ／２）−（先端直径ＤＭＩＮ／２）
（３）直線Ｐ３Ｐ２の長さは、以下の式で求まる。
［数２］直線Ｐ３Ｐ２＝直線Ｐ３Ｐ４＋面取り量ＣＲ
（４）直線Ｐ３Ｐ１の長さは、以下の式で求まる。
［数３］直線Ｐ３Ｐ１＝（直線Ｐ３Ｐ２）／ｔａｎ（刃先角度ＤＧ／２）
（５）直線Ｐ３Ｐ１が加工深さＺとして求まる。

最後に、第１０図の刃先加工形状のＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６において連続していない形状であるＬ３３とＬ３４およびＬ３４とＬ３５にＺ上方向クリアランスＣＲだけ逃げる動作と次の形状へ移動する動作、すなわち図８に示すＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３およびＬ４４、Ｌ４５、Ｌ４６を付加し面取り加工経路として作成して処理を終了する（ステップ２２）。

以上、上述したように、本発明の実施形態によれば、向かい合う平行な面取り加工形状に対して、同時に面取り加工ができる加工経路が求まるので、加工効率のよい加工プログラムを作成することができるという効果がある。また入力された面取り加工形状から自動で同時面取り加工経路を作成するので、加工プログラム作成時間が大幅に短縮できるという効果もある。

本発明の実施形態に係る加工経路作成装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る加工経路作成の動作を示すフローチャート図である。本実施形態の加工経路作成の動作を示すフローチャート図である。本実施形態の加工経路作成の動作を示すフローチャート図である。従来の面取り加工経路作成装置の一例を示すブロック図である。従来の面取り加工経路作成動作を説明するための説明図である。従来の面取り加工経路作成動作を説明するための説明図である。本実施形態における面取り加工経路作成動作を説明する説明図である。本実施形態における面取り加工経路作成動作を説明する説明図である。本実施形態における面取り加工経路作成動作を説明する説明図である。本実施形態における面取り加工経路作成動作を説明する説明図である。

符号の説明

１面取り加工形状入力部、２面取り工具情報入力部、３面取り加工動作入力部、４面取り加工経路生成部、５平行加工形状探索部、６中央加工経路作成部、７同時面取り加工経路生成部。

Claims

加工形状を複数の加工形状要素によって入力する加工形状入力部と、面取り工具の情報を入力する面取り工具情報入力部と、面取り加工動作に関するデータを入力する面取り加工動作入力部と、を有し、加工形状に基づき加工経路を作成する加工経路作成装置において、
工具情報入力部は所定の刃先角度を有する面取り工具の最大径を記憶し、
前記加工形状入力部で入力された加工形状要素を順次読み出し、読み出した加工形状要素に対して平行な加工形状要素を順次探索する平行加工形状探索部と、
前記読み出した加工形状要素と前記平行加工形状探索部で探索した平行な加工形状要素との距離が面取り工具の最大径より小さい場合には、互いの加工経路を共有させるため、二つ並んだ加工形状要素の中央を加工経路とする中央加工経路作成部と、
面取り工具の逃げ経路及び寄りつき経路を前記中央加工経路作成部で求めた加工経路に含め、面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う加工形状要素を同時に面取り加工ができる加工経路を作成する同時面取り加工経路作成部と、
を備えることを特徴とする加工経路作成装置。
請求項１に記載の加工経路作成装置において、
前記同時面取り加工経路作成部は、前記面取り加工動作入力部から入力された面取り量と面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う加工形状要素間の距離とに基づき、加工経路の面取り加工深さを求めることを特徴とする加工経路作成装置。
加工形状を複数の加工形状要素によって入力する加工形状入力工程と、面取り工具の情報を入力する面取り工具情報入力工程と、面取り加工動作に関するデータを入力する面取り加工動作入力工程と、を含み、加工形状に基づき加工経路を作成する加工経路作成方法において、
工具情報入力工程は所定の刃先角度を有する面取り工具の最大径を記憶し、
前記加工形状入力工程で入力された加工形状要素を順次読み出し、読み出した加工形状要素に対して平行な加工形状要素を順次検索する平行加工形状探索工程と、
前記読み出した加工形状要素と前記平行加工形状探索工程で探索した平行な加工形状要素との距離が面取り工具の最大径より小さい場合には、互いの加工経路を共有させるため、二つ並んだ加工形状要素の中央を加工経路とする中央加工経路作成工程と、
面取り工具の逃げ経路及び寄りつき経路を前記中央加工経路作成工程で求めた加工経路に含め、面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う加工形状要素を同時に面取り加工ができる加工経路を作成する同時面取り加工経路作成工程と、
を含み、
前記同時面取り加工経路作成工程は、前記面取り加工動作入力工程から入力された面取り量と面取り工具の最大径より小さい距離で平行に向かい合う加工形状要素間の距離とに基づき、加工経路の面取り加工深さを求めることを特徴とする加工経路作成方法。