JPS6130354A - 金型加工における自動プログラミング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は工作機械特に縦型のマシニングセンタ等でワー
ク素材から金型を加工する際の自動プログラミングにお
ける金型加工装置に関する。

（０）従来の技術 従来、第５図に示すようにワーク素材（イ）図から金型
（ロ）図のような曲面加工を施すには、通常切刃が球状
の形状をしたボールエンドミルを使用して縦型のマシニ
グセンタ等により、切削深さを設定して数回に分けて加
工する切削法、所謂クランプ切削法で行なわれることが
多い。

すなわちクランプ切削法による曲面加工では、ボールエ
ンドミルの刃の部分が普通直径の３〜５倍程度であるか
ら、刃の長さより深い削りは出来ず、かつ刃の長さより
浅くても切削力の関係で一度に深く加工することが出来
ないのが現状である。

そのため、最終の金型の曲面形状に加工するには、数回
に分けて加工を施している。例えばモデル的に示せば、
第６図に示すように、順に（八）〜（ネ）の３回に分け
て加工し、（Ｃ）図のような工具軌跡で実施され、てい
る。

（ハ）問題点　　　゛ 上述の第６図に示した３回に分けて曲面を加工する場合
成形する曲面部分は重複して加工を施しているため無駄
な時間を要し、かつトータルの加工時間を短縮させるこ
とが出来ないという問題があった。

（ニ）目的 本発明の目的は上記事情に−み、問題点を解消するため
に提案されたものであって、曲面削り加工の曲面部分の
重複な削・りをなくし、無駄な時間を省き、延いては削
り加工の効率化を図った自動プログラミングにおける金
型加工装置を提供するにある。

（２）発明の構成 （イ）問題点を解決するための手段 本発明は金型の曲面形状を加工する際に使用している自
動プログラミング法を改良したものであって、曲面形状
記憶装置を介して加工経路生成装置でＸ−Ｙ座標値を算
出する。加工点計算処理装置で、３次元のＺ座標値を求
めた後、Ｚ座標軸で曲面をなし、２回以上の重複した曲
面を加工する場合、１回目は曲面に倣い加工し、２回目
以降はジャンプして早送りするように判別回路で判別し
、かつ計算処理装置で計算する。次いで工具経路データ
記憶装置に記憶させるようにしたものである。

（ＩＩ）実施例 以下本発明の加工表１の一実施態様について図面に基づ
き詳細に説明する。

第１図は従来の加工法と本発明の加工法を比較説明する
モデル図である。第１図（イ）は従来の加工法であって
、加工線（ａ）　　（２点鎖線）に示す如く矢印の通り
（ｎ−１）回目の削り加工で曲線部分を削る。次に、ｎ
回目の削り加工で、加工線（ｂ）を削る場合すでに（ｎ
７１）回目で加工している、曲線部分は重複して倣い加
工がなされていいた。

第１図（Ｕ）において、加工線（ｃ）（２点鎖線）に示
す如く、矢印の通り（ｎ−１）回目の削り加工で曲線部
分を削る。

次にｎ回目の削り加工で加工線（ｄ）を削る場合、すで
に（ｎ−１，、）回目で加工している曲線部分は倣わず
に矢印（ｒ）”（７）如く早送りでジャンプし削り加工
をするのが本発明Ω金形加工装置である。

第１図に示した、ｎ回目の曲線部分に沿って倣わずに矢
印（ｒ）の如く早送りして削り加工を施す自動プログラ
ミングの具体的手段について、第２図を用いて説明する
。

第２図は、本発明の自動プログラミングにおける金型加
工装置の制御系統図である。

第２図において、合金型加工する曲面形状データ例えば
第３図の（八）図の如き曲面形状データを、ＣＰＵＩに
曲面形状入力袋Ｎ２で打込み、入力回路３を介して入力
し、さらに切削加工方法例えば右、左、タテおるいはヨ
コといった削り方向等や加工条件例えば工具の半径、ピ
ンチあるいは種類といった条件を加工方法、加工条件入
力装置４で打込み、入力回路５を介して入力する。

曲面形状入力装置２で入力されたデータはＣＰＵ１で処
理した後曲面形状記憶装置６に記憶する。

加工方法、加工条件入力袋Ｗ４により入力された加工方
法、加工条件から加工経路生成装置７に加工すべき曲面
を投影して、曲面の加工経路を２次元のＸ−Ｙ座標値と
して読み込ませる。

加工経路生成装置７で求めたＸ−Ｙ座標値の点を３次元
としての７点を加工点計算処理装置８により算出する。

加工経路生成装置８により求めた７点を、実際　　　”
の工具軌跡用の経路データすなわちＮＧデータとするた
めに、工具オフセント処理装置９で補正する。工具オフ
セント処理装置９により補正された工具経路データを工
具経路データ記憶装置１０に一旦記憶する。

工具経路データ記憶装置ｌＯに記憶された工具経路デー
タを出力回路１１を介してデータ表示（ＣＲＴ）１２に
表示させたり、出力回路Ｉ３を介してＦＴＰ　（ペーパ
ーテープパンチャー）１４として出力したり、あるいは
出力回路１５を介してＰＲ（プリンター）１６として出
力し、工作機械例えば縦型のマシニングセンタで曲面形
状の切削加工を施すのである。

本発明の加工装置においては、加工点計算処理装置８に
より求め゛られた２点で、重複する曲線部分を早送りす
るために・零個のレジスター１７．１８判別回路１９お
よび計算処理装置２０を接続さ七て早送りのための判別
を行い、計算処理して加工するようにしたのである。こ
の曲線部分を早送りする為の具体的手段について、第３
図を用いて説明する。

第３図の（八）図は金型加工する点Ｚを連続した断面曲
線で示し、座標は、縦軸がＺの値、横軸はＸ、Ｙ軸の二
次元座標の任意断面を示す。ｎ−１番目の加工点は直線
（ａ）−（ｂ）　、曲線　（ｂ）　−（ｃ）および直Ｍ
Ａ　（ｃ）　−（ｄ）からなる加工線Ｚ。Ｃで、すでに
切削加工を施しである。次にｎ番目の加工点である直ｉ
％Ｉ　（ｅ）　−（ｆ）　、曲線（ｆ）−（ｂ）　、曲
線（ｂ）−（ｃ）　。

曲線（ｃ）−（ｉ）および直線（ｉ）−（ｊ）からなる
加工線ＺＣＣを切削加工する場合、第３図の（Ｂ）図で
示した制御動作図により最終的に形成する曲線の点Ｚ１
の値を連続して判定かつ計算処理して行うものである。

ｎ番の加工線ＺＣＣで切削加工する場合、加工線ＺＱＣ
におけるＺ。Ｃレジスタ１７および加工線ＺＣＣレジス
タ１８により、前回の（’ｎ−１）番目の加工線Ｚ。、
からなるＺの値と今回のｎ番目の加工線ＺＣＣからなる
Ｚの値を読み込ませて比較しながら判定し切削加工を施
すようにしたものである。すなわち、今回のｎ番目の加
工線ＺＣＣで直線（ｅ）　−（ｆ）から直線（ｉ）−（
ｊ）までを切削加工する場合、最終的に形成する曲線の
点Ｚ１は、直線（ｅ）−（ｆ）と直＆’ｔｌ（ｉ）−（
ｊ）の範囲ではＺｌ＜ＺＣＣであるから、第３図（Ｂ）
図の（イ）に該当し、切り込み位ＷＣＣの値で送り速度
ＦＣにて直線（ｅ）　−（ｆ）および直線（ｉ）−（ｊ
）を加工する。（第３図（Ａ）の０部分）Ｚｌの値が、
ＺＯＣ≦Ｚ１≦ＺＣＣの時には、曲線（ｆ）−（ｂ）お
よび曲線（ｃ）　−（ｉ）に倣って、第３図（Ｂ）図の
（ｔ＋）に該当し切込み位置はＺｌで送り速度ＦＣにて
加工する。（第３図（Ａ）図の０部分）Ｚ、の値が、Ｚ
ｌ＞ＺＯＣの時には、曲線（ｂ）　−（Ｃ）に倣わず、
ジャンプして直線（ｂ）　−（ｇ）　−（ｈ）　−（ｃ
）と通過し、第３図（Ｂ）図の（ハ）に該当し、Ｚ座標
位置はＣ１で送り、速度ＦＲでＦＣより早く送って（Ｃ
）点まで到達させる。

従って、座標値ｚｈ坤線で数回加工すや場合重複した際
は曲線に倣わずにジャンプして早送りし、切削加工のス
ピードアップを狙ったものである。

本発明における工具軌跡は第４図に示すように、（イ）
図（ｎ−１）番目では曲線部分に倣って加工し、（ロ）
図（ｎ番目）、（ハ）図（ｎ千１番目）のように重複し
た曲線部分ではジャンプして直線移動で早送りして加工
する。

（ハ）作用 第２図および第３図を基にして、本発明の詳細な説明す
る。

曲面形状データを曲面形状入力袋Ｍ２、加工方法、加工
条件のデータを加工方法、加工条件入力装置４で入力す
る。曲面形状データを曲面形状記憶装置６に記憶させる
と共に、加工経路生成装置７で曲面形状を投影したＸ−
Ｙ座標値として算出し、さらに加工点計算処理袋Ｍ８に
より３次元用Ｚ座標値を求め、加工方法、加工条件入力
装置４からのデータ入力で、ＺＣＣおよびＺ。Ｃレジス
タを介して、判別回路１９で判別し、計算処理装置２０
で計算処理し、数回の切削加工をする場合、すなわちＺ
座標値で曲線を数回に分けて切削加工する場合は、重複
する部分は１回のみ加工し、それ以外はジャンプして早
送りをするように自動でプログラミングするようにし、
工具経路データ記１、ａ装置１０に記憶し、実際に金型
の曲面形状を切削する場合、工具経路データ記憶装置１
０から取出して、ＦＴＰ　１４などの出力装置に出力し
工作機械例えば縦型マシニングセンタに接続し、金型加
工を行なうのである。

（３）　　発明の効果 本発明は金型等の曲面形状を加工する際の自動プログラ
ミング装置において、Ｚ座標軸で曲面をなし、２回以上
の重複した曲面を加工する場合、１回目は曲面に倣い加
工し、２回目以降はジャンプして早送りするようにした
から、無駄な切削時間を大幅に省くことが出来、切削加
工コストの低減、延いては削り加工効率が数段とアンプ
し生産性に寄与する効果がある。

さらに、作業者のプログラミング作業は従来どおりの方
法で済み、負担を与えず、本発明は従来装置に華にイ」
加するのみでそのまま適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加工法本発明の加工法を比較説明するモ
デル図、第２図は本発明の自動プログラミングにおける
金型加工製量の制御系統図である。 第３図の（＾）図は３次元のＺ座標軸で金型を加工する
点ｚ、の曲線で自動プログラミングする説明用のモデル
曲線、（Ｂ）図は本発明の主要部である制御動作図であ
る。 第４図は本発明の加工を施す工具の軌跡図、第５図は従
来のワーク素材から曲面形状の金型を加工するモデル図
、第６図は従来の自動プログラミングするモデル図で、
（ａ）は金型を加工する斜視図、（ｂ）図は３次元のＺ
座標軸で加工するモデル曲線図、（ｃ）図は実際に加工
する工具のモデル軌跡図である。 １・・・コンピータ　　　　２・・・曲面形状入力装置
４・・・加工方法、加工条件入力装置 ６・・・曲面形状記憶装置　７・・・加工経路生成装置
８・・・加工・・・計算処理装置 ９・・・工具オフセット処理装置 ＩＯ・・・工具経絡データ記憶装置 １２・・・データ表示部　　　１４・・・ＰＴＰ１６・
・・ＰＲ１７，１８・・・レジスタ１９・・・判別回路
　　　　　２ｏ・・・計算処理装置特許出願人　　　日
立精機株式会社 第１図 （イ） （ロ） 牙２図 牙３ （Ａ） （Ｂ） 手続争甫正書（自発） 昭和６０年　８月２８日 １、事件の表示　　　特願昭５９−第１３２４０４号２
、発明の名称　　自動プログラミングにおける金型加工
装置３、補正をする者 事件との関係　出願人 住所　　東京都千代田区丸の内２の４の１日立精機株式
会社 氏名　　　代表者　出　川　金　六　　（外　　名）４
、代理人 住所　〒１０１東京都千代田区東神田２丁目１番１１号
６、補正の対象 、「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」の制別紙 （１）　　特許請求の範囲を別添のとおり補正する。 （２）　　明細書４ペ一ジ１３行目の「加工がなされて
いいた。」を「加工がなされていた。」に補正する。 （３）明細書７ペ一ジ１０行目ｒＺｏｃＪを削除する。 （４）　　明細書７ペ一ジ１４行目および１８行目のｒ
ＺｃｃＪを削除する。 （５）　　明細書７ペ一ジ１８行目から１９行目にかけ
ての１加工線Ｚ　ｏｃＪを「加工高さＺｏｃＪに補正す
る。 （６）　　明細書７ペ一ジ１９行目の「加工線ＺｃｃＪ
を「加工高さＺｃｃＪに補正する。 （７）明細書７ページの２０行目から８ページの１行目
にかけての「加工線ＺＯＣかららなる」を「加工高さ２
゜Ｃを基準にした場合の」に補正する。 （８）　　明細書８ペ一ジ４行目の「加工線Ｚ。、」を
［加工高さＺｃｃＪに補正する。 （９）８ペ一ジ１１行目の「Ｚｏ、≦Ｚ１≦ＺｃｃＪを
ｒＺｃｃ≦Ｚ、≦Ｚ０゜」に補正する。 ａの　８ペ一ジ２０行目ミの「座標値Ｚ」を［座標値Ｚ
、Ｊに補正する。 ａυ　図面のうち第３図（八）を別添のとおり補正する
。 特許請求の範囲 曲面形状および加工方法・加工条件のデータを人力する
加工データ入力装置と、曲面形状記憶装置のデータから
投影された２次元座標値を算出する加工経路生成装置と
、３゛−座標値を求めるための加工経路生成装置と、２
回以上の重複した同一曲面を加工する場合１回目は曲面
加工を行い２回目以降はジャンプして早送りするように
判別する判別回路と、該判別回路の判別゛ごとに加工デ
ータを算出する計算処理手段と、工具オフセット処理装
置に工具経路データ記憶装置を経てＮＣデータとして出
力する出力装置とからなる自動ブローグラミングにおけ
る金型加工装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 曲面形状および加工方法・加工条件のデータを入力する
   加工データ入力装置と、曲面形状記憶装置のデータから
   投影された２次元座標値を算出する加工経路生成装置と
   、加工点計算処理装置で３次元座標値を求めた後２回以
   上の重複した同一曲面を加工する場合、１回目は曲面加
   工を行ない２回目以降はジャンプして早送りするように
   判別する判別回路と、該判別回路の判別ごとに加工デー
   タを算出する計算処理手段と、工具オフセット処理装置
   、工具経路データ記憶装置を経てＮＣデータとして出力
   する出力装置とからなる自動プログラミングにおける金
   型加工装置。