JP2000259218A - 高速加工用工具経路の作成方法 - Google Patents
高速加工用工具経路の作成方法Info
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- JP2000259218A JP2000259218A JP11057088A JP5708899A JP2000259218A JP 2000259218 A JP2000259218 A JP 2000259218A JP 11057088 A JP11057088 A JP 11057088A JP 5708899 A JP5708899 A JP 5708899A JP 2000259218 A JP2000259218 A JP 2000259218A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金型などの製品の高速加工において、凹凸部
などの形状が変化する部分においても工具の送り速度の
減少を小さくし得る、工具経路の作成方法を提案する。 【解決手段】 本発明による高速加工用工具経路の作成
方法においては、形状変化部分、特に下方に凸となる折
れ部、例えば凸型形状の立ち上がり部分や、凹部の壁部
から底部、あるいは底部から壁部に亘る部分の加工のた
めの工具経路を、当該折れ部に円弧をかけて滑らかなも
のとする。それによって工具の送り速度の減速を小さく
することができる。したがって、複雑な形状を有する製
品の加工が高速かつ効率良く行うことが可能となる。
などの形状が変化する部分においても工具の送り速度の
減少を小さくし得る、工具経路の作成方法を提案する。 【解決手段】 本発明による高速加工用工具経路の作成
方法においては、形状変化部分、特に下方に凸となる折
れ部、例えば凸型形状の立ち上がり部分や、凹部の壁部
から底部、あるいは底部から壁部に亘る部分の加工のた
めの工具経路を、当該折れ部に円弧をかけて滑らかなも
のとする。それによって工具の送り速度の減速を小さく
することができる。したがって、複雑な形状を有する製
品の加工が高速かつ効率良く行うことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型などの製品を
ＮＣ（数値制御）工作機械により高速加工する際の、加
工工具の経路、特に凹凸形状部分を加工する際のよう
な、工具の送りに上下方向の変化を伴う場合における工
具の経路を求める方法に関するものである。
ＮＣ（数値制御）工作機械により高速加工する際の、加
工工具の経路、特に凹凸形状部分を加工する際のよう
な、工具の送りに上下方向の変化を伴う場合における工
具の経路を求める方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、金型などの自由曲面（平面を含
む）で構成される製品をＮＣ工作機械を用いて高速加工
するに際しては、製品の形状モデルからその形状に沿う
ような工具経路を作成し、その経路に沿ってボールエン
ドミルなどの工具を移動させて切削加工を行う形状沿い
加工が行われる。
む）で構成される製品をＮＣ工作機械を用いて高速加工
するに際しては、製品の形状モデルからその形状に沿う
ような工具経路を作成し、その経路に沿ってボールエン
ドミルなどの工具を移動させて切削加工を行う形状沿い
加工が行われる。
【０００３】かかる形状沿い加工においては、加工する
形状に応じて工具の送り速度を加減速する制御を行って
いるが、形状が変化する箇所、例えば凸型形状の立ち上
がり部分や、凹部などを加工する場合、工具の送りに上
下方向の変位が生じるなど工具の動作が急激に変化する
こととなるため、工具の送り速度を減速させなければな
らない。そのため、こうした箇所における工具送り速度
の減速が製品加工全体の速度に影響する場合がある。
形状に応じて工具の送り速度を加減速する制御を行って
いるが、形状が変化する箇所、例えば凸型形状の立ち上
がり部分や、凹部などを加工する場合、工具の送りに上
下方向の変位が生じるなど工具の動作が急激に変化する
こととなるため、工具の送り速度を減速させなければな
らない。そのため、こうした箇所における工具送り速度
の減速が製品加工全体の速度に影響する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決し、形状変化部分においても工具の送り速度を大
きく減速させることなく加工することのできる、工具経
路の作成方法を提案するものである。
を解決し、形状変化部分においても工具の送り速度を大
きく減速させることなく加工することのできる、工具経
路の作成方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記の問題点を解決するため、本発明は、所定の形状を有
する製品形状モデルから、当該製品形状を加工するため
の工具経路の作成において、前記製品形状モデル中の、
下方に凸となる折れ部での工具経路の作成に際し、前記
折れ部の稜線と２点で内接する、加工工具の半径よりも
大きい値を半径とする円弧を求めるステップと、前記円
弧に等しい半径を有する仮想工具の工具中心の軌跡を前
記折れ部の稜線に沿って求めるステップと、前記円弧が
前記稜線と内接する２点間での前記加工工具の経路を、
前記仮想工具の工具中心を中心とし、前記円弧の半径と
前記加工工具の半径との差の値を半径とする円筒の輪郭
線に沿って求めるステップとを具えることを特徴とする
ものである。
記の問題点を解決するため、本発明は、所定の形状を有
する製品形状モデルから、当該製品形状を加工するため
の工具経路の作成において、前記製品形状モデル中の、
下方に凸となる折れ部での工具経路の作成に際し、前記
折れ部の稜線と２点で内接する、加工工具の半径よりも
大きい値を半径とする円弧を求めるステップと、前記円
弧に等しい半径を有する仮想工具の工具中心の軌跡を前
記折れ部の稜線に沿って求めるステップと、前記円弧が
前記稜線と内接する２点間での前記加工工具の経路を、
前記仮想工具の工具中心を中心とし、前記円弧の半径と
前記加工工具の半径との差の値を半径とする円筒の輪郭
線に沿って求めるステップとを具えることを特徴とする
ものである。
【０００６】すなわち、本発明による高速加工用工具経
路の作成方法においては、形状変化部分、特に下方に凸
となる折れ部、例えば凸型形状の立ち上がり部分や、凹
部の加工のための工具経路を、当該折れ部に円弧をかけ
て滑らかなものとする。それによって工具の送り速度の
減速を小さくすることができる。したがって、複雑な形
状を有する製品の加工が高速かつ効率良く行うことが可
能となる。
路の作成方法においては、形状変化部分、特に下方に凸
となる折れ部、例えば凸型形状の立ち上がり部分や、凹
部の加工のための工具経路を、当該折れ部に円弧をかけ
て滑らかなものとする。それによって工具の送り速度の
減速を小さくすることができる。したがって、複雑な形
状を有する製品の加工が高速かつ効率良く行うことが可
能となる。
【０００７】本発明に係る方法の好適な実施形態におい
ては、加工工具の移動方向が前記折れ部の折れ曲がり方
向に沿って上下方向に変化する場合に、前記加工工具の
経路を求めることを特徴とする。
ては、加工工具の移動方向が前記折れ部の折れ曲がり方
向に沿って上下方向に変化する場合に、前記加工工具の
経路を求めることを特徴とする。
【０００８】すなわち、本発明による高速加工用工具経
路の作成方法においては、工具の移動方向が製品の形状
変化の方向に沿って上下方向の変化を伴う場合にのみ、
前述したような滑らかな工具経路を作成し、それ以外の
場合には前述した工具経路の作成は行わない。それによ
って、不必要な処理を行うことなく、工具経路の作成お
よびこの経路に沿った加工を行うことが可能となる。
路の作成方法においては、工具の移動方向が製品の形状
変化の方向に沿って上下方向の変化を伴う場合にのみ、
前述したような滑らかな工具経路を作成し、それ以外の
場合には前述した工具経路の作成は行わない。それによ
って、不必要な処理を行うことなく、工具経路の作成お
よびこの経路に沿った加工を行うことが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。
適な実施形態について説明する。
【００１０】図１は、本発明による工具経路の作成手順
を示すフローチャートである。以下、本図を参照してそ
の手順を説明する。
を示すフローチャートである。以下、本図を参照してそ
の手順を説明する。
【００１１】まず、ステップ11で、所望の製品の形状モ
デルに沿った加工を行うために使用するボールエンドミ
ルなどの工具（使用工具）についての、当該形状に沿っ
た経路（工具経路）を計算により求めるための点列を作
成する。この点列は、製品形状全体について作成するも
のとする。続くステップ12で、形状モデル中に含まれる
折れ部、例えば凸型形状の立ち上がり部分や凹部を検出
する。なお、これらステップの処理は、従来より行われ
ている処理手順を用いる。
デルに沿った加工を行うために使用するボールエンドミ
ルなどの工具（使用工具）についての、当該形状に沿っ
た経路（工具経路）を計算により求めるための点列を作
成する。この点列は、製品形状全体について作成するも
のとする。続くステップ12で、形状モデル中に含まれる
折れ部、例えば凸型形状の立ち上がり部分や凹部を検出
する。なお、これらステップの処理は、従来より行われ
ている処理手順を用いる。
【００１２】次のステップ13では、前のステップ11で求
めた点列の中から、ステップ12で求めた折れ部の範囲に
含まれる点を検出し、該当する全ての点に関するデータ
として、その点が折れ部の範囲内にある旨の情報を付加
する。これは、後の処理において、折れ部の加工をする
ための工具経路を作成するために、作成する経路の対象
となる点（範囲）を指定するためである。
めた点列の中から、ステップ12で求めた折れ部の範囲に
含まれる点を検出し、該当する全ての点に関するデータ
として、その点が折れ部の範囲内にある旨の情報を付加
する。これは、後の処理において、折れ部の加工をする
ための工具経路を作成するために、作成する経路の対象
となる点（範囲）を指定するためである。
【００１３】上記各ステップを具体的に示すと以下のよ
うになる。すなわち、ステップ11では、図２に示すよう
に、形状21の表面に沿った使用工具22の工具中心23の、
図に矢印で示す加工方向の経路（工具経路）24を得るた
めの点列を求める。なお、図では形状21の折れ部25近傍
のみを示しているが、工具経路24を得るための点列は形
状21全体について求めるものとする。さらにステップ12
では工具経路24中で形状21の折れ部25とその近傍の加工
を行う範囲（折れ部の範囲）Ａを求め、ステップ13では
前記工具経路24を構成する点列の中から前記折れ部の範
囲Ａに含まれる点を検出する。
うになる。すなわち、ステップ11では、図２に示すよう
に、形状21の表面に沿った使用工具22の工具中心23の、
図に矢印で示す加工方向の経路（工具経路）24を得るた
めの点列を求める。なお、図では形状21の折れ部25近傍
のみを示しているが、工具経路24を得るための点列は形
状21全体について求めるものとする。さらにステップ12
では工具経路24中で形状21の折れ部25とその近傍の加工
を行う範囲（折れ部の範囲）Ａを求め、ステップ13では
前記工具経路24を構成する点列の中から前記折れ部の範
囲Ａに含まれる点を検出する。
【００１４】続くステップ14では、前記折れ部の範囲に
おいて、当該折れ部の稜線に沿った仮想工具の経路、す
なわち当該仮想工具の工具中心の軌跡を求める。この仮
想工具の大きさは、実際の加工に使用する使用工具の工
具半径ｒに、所定の長さＲを加えた半径ｒ＋Ｒとする。
なお、このＲの値は任意に設定可能とするが、半径ｒ＋
Ｒの円が折れ部の稜線と２点で接するように設定するも
のとする。このように円、すなわち仮想工具を設定した
後、この仮想工具の工具中心を折れ部の幅方向、すなわ
ち使用工具の工具経路と直角な方向に移動させ、その移
動の軌跡を求める。
おいて、当該折れ部の稜線に沿った仮想工具の経路、す
なわち当該仮想工具の工具中心の軌跡を求める。この仮
想工具の大きさは、実際の加工に使用する使用工具の工
具半径ｒに、所定の長さＲを加えた半径ｒ＋Ｒとする。
なお、このＲの値は任意に設定可能とするが、半径ｒ＋
Ｒの円が折れ部の稜線と２点で接するように設定するも
のとする。このように円、すなわち仮想工具を設定した
後、この仮想工具の工具中心を折れ部の幅方向、すなわ
ち使用工具の工具経路と直角な方向に移動させ、その移
動の軌跡を求める。
【００１５】具体的には、まず、図３(a) に示すように
形状21の折れ部25近傍における表面に２点Ｃ1 ，Ｃ2 で
内接する半径ｒ＋Ｒの内接円26を設定する。次いでこの
内接円26の半径と等しい半径を有し、中心27を工具中心
とする仮想工具28を仮定し、この仮想工具28を形状21の
幅方向、すなわち工具経路24と直角な方向に移動させ
る。それによって図３(b) に示すように、仮想工具28の
前記移動に沿った工具中心の位置29，30が随時定まり、
それによって軌跡31が求められる。
形状21の折れ部25近傍における表面に２点Ｃ1 ，Ｃ2 で
内接する半径ｒ＋Ｒの内接円26を設定する。次いでこの
内接円26の半径と等しい半径を有し、中心27を工具中心
とする仮想工具28を仮定し、この仮想工具28を形状21の
幅方向、すなわち工具経路24と直角な方向に移動させ
る。それによって図３(b) に示すように、仮想工具28の
前記移動に沿った工具中心の位置29，30が随時定まり、
それによって軌跡31が求められる。
【００１６】次のステップ15では、前記点列に沿った使
用工具の工具中心を求めて工具経路を作成すると共に、
折れ部の範囲においては、前のステップ14で求めた仮想
工具の工具中心の位置を中心とする半径Ｒの円筒の外周
に沿うように工具経路を作成する。以上の手順によっ
て、使用工具の経路が求められる。
用工具の工具中心を求めて工具経路を作成すると共に、
折れ部の範囲においては、前のステップ14で求めた仮想
工具の工具中心の位置を中心とする半径Ｒの円筒の外周
に沿うように工具経路を作成する。以上の手順によっ
て、使用工具の経路が求められる。
【００１７】これを具体的に示すと、ステップ15は、図
４に示すように、使用工具（工具半径ｒ）32の経路33を
求めるものであるが、形状21の折れ部25とその近傍にお
ける工具経路は、点34を中心とする半径Ｒの円35の外周
に沿って作成する。なお、この中心点34とは、先のステ
ップ14で求めた仮想工具28の工具中心27である。その結
果、使用工具32の先端部は、折れ部25付近を、半径ｒ＋
Ｒの円弧を経路として加工することとなる。なお、この
場合、削り残し部36が発生することとなるが、この箇所
は後に工具32よりも小さい工具半径を有する工具によっ
て加工する。
４に示すように、使用工具（工具半径ｒ）32の経路33を
求めるものであるが、形状21の折れ部25とその近傍にお
ける工具経路は、点34を中心とする半径Ｒの円35の外周
に沿って作成する。なお、この中心点34とは、先のステ
ップ14で求めた仮想工具28の工具中心27である。その結
果、使用工具32の先端部は、折れ部25付近を、半径ｒ＋
Ｒの円弧を経路として加工することとなる。なお、この
場合、削り残し部36が発生することとなるが、この箇所
は後に工具32よりも小さい工具半径を有する工具によっ
て加工する。
【００１８】以上の手順によって工具経路を求めること
により、例えば図５(a) に示すような形状41の凸部の立
ち上がり箇所42近傍における使用工具43の経路44が、破
線で示す経路44' ではなく、実線で示すように滑らかな
円弧状をなすものとなる。また、図5(b)に示すような形
状45中の凹部46における使用工具47の経路48も、破線で
示す経路48' ではなく、滑らかな円弧状をなすものとな
る。それによって、加工時において、こうした形状変化
を生じる箇所においても工具送り速度を大きく減少させ
ることなく加工を行うことができるようになる。
により、例えば図５(a) に示すような形状41の凸部の立
ち上がり箇所42近傍における使用工具43の経路44が、破
線で示す経路44' ではなく、実線で示すように滑らかな
円弧状をなすものとなる。また、図5(b)に示すような形
状45中の凹部46における使用工具47の経路48も、破線で
示す経路48' ではなく、滑らかな円弧状をなすものとな
る。それによって、加工時において、こうした形状変化
を生じる箇所においても工具送り速度を大きく減少させ
ることなく加工を行うことができるようになる。
【００１９】図６は、上述した工具経路の作成におい
て、上述した処理手順により経路を作成するか否かの判
断を行う場合を示すものである。図６(a) では、形状50
中に存在する凸部51を加工する際の工具52の経路、特に
凸部51の立ち上がり箇所53（図では円弧をかけた状態で
示す）を通過する二つの場合について示している。
て、上述した処理手順により経路を作成するか否かの判
断を行う場合を示すものである。図６(a) では、形状50
中に存在する凸部51を加工する際の工具52の経路、特に
凸部51の立ち上がり箇所53（図では円弧をかけた状態で
示す）を通過する二つの場合について示している。
【００２０】まず工具52が経路Ａ、すなわち立ち上がり
箇所（折れ部）53を経て凸部51を加工する経路を取る場
合には、図１に示した手順により、立ち上がり箇所53近
傍で円弧状の滑らかな経路を作成する。
箇所（折れ部）53を経て凸部51を加工する経路を取る場
合には、図１に示した手順により、立ち上がり箇所53近
傍で円弧状の滑らかな経路を作成する。
【００２１】一方、工具52が経路Ｂ、すなわち凸部51の
側部を通過する経路を取る場合には、図１に示した手順
による経路の作成は行わない。これは、工具経路Ｂが単
に立ち上がり箇所53の側部を通過するのみで、上下方向
の変化を伴わないからである。それゆえ前述した処理手
順を用いて工具経路を作成する必要は無い。
側部を通過する経路を取る場合には、図１に示した手順
による経路の作成は行わない。これは、工具経路Ｂが単
に立ち上がり箇所53の側部を通過するのみで、上下方向
の変化を伴わないからである。それゆえ前述した処理手
順を用いて工具経路を作成する必要は無い。
【００２２】なお、これらの判断は、図１のステップ13
において行うものとする。
において行うものとする。
【００２３】以上説明したように、本発明によれば、形
状変化が生じる箇所の加工のための工具経路を滑らかな
ものとすることができ、当該箇所における工具送り速度
を大きく減速させることなく加工を行うことが可能とな
る。したがって、複雑な形状を有する製品の加工が高速
かつ効率良く行うことができるようになる。
状変化が生じる箇所の加工のための工具経路を滑らかな
ものとすることができ、当該箇所における工具送り速度
を大きく減速させることなく加工を行うことが可能とな
る。したがって、複雑な形状を有する製品の加工が高速
かつ効率良く行うことができるようになる。
【図１】 本発明による工具経路作成手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図２】 製品形状中の折れ部を通過する工具経路を示
す図である。
す図である。
【図３】 本発明による経路作成方法における仮想工具
と製品形状との関係を示す図である。
と製品形状との関係を示す図である。
【図４】 本発明による方法を用いて使用工具の経路を
作成した状態を示す図である。
作成した状態を示す図である。
【図５】 本発明による方法を用いて作成した工具経路
を示す図である。
を示す図である。
【図６】 本発明による方法を適用する場合および適用
しない場合をそれぞれ示す図である。
しない場合をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】 21，41，45，50 形状 22，32，43，47，52 使用工具 23 工具中心 24，33，44，48 工具経路 25 折れ部 26 折れ部の内接円 27 内接円の中心 28 仮想工具 29，30 仮想工具の工具中心 31 仮想工具の工具中心の軌跡 34 円の中心 35 点34を中心とする円 36 削り残し部 42 形状41中の凸部の立ち上がり箇所 46 形状45中の凹部 51 形状50中の凸部 53 凸部51の立ち上がり箇所
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の形状を有する製品形状モデルか
ら、当該製品形状を加工するための工具経路の作成にお
いて、 前記製品形状モデル中の、下方に凸となる折れ部での工
具経路の作成に際し、 前記折れ部の稜線と２点で内接する、加工工具の半径よ
りも大きい値を半径とする円弧を求めるステップと、 前記円弧に等しい半径を有する仮想工具の工具中心の軌
跡を前記折れ部の稜線に沿って求めるステップと、 前記円弧が前記稜線と内接する２点間での前記加工工具
の経路を、前記仮想工具の工具中心を中心とし、前記円
弧の半径と前記加工工具の半径との差の値を半径とする
円筒の輪郭線に沿って求めるステップと、 を具えることを特徴とする、高速加工用工具経路の作成
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記加工工具の移動方向が前記折れ部の折れ曲がり方向
に沿って上下方向に変化する場合に、前記加工工具の経
路を求めることを特徴とする、高速加工用工具経路の作
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11057088A JP2000259218A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 高速加工用工具経路の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11057088A JP2000259218A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 高速加工用工具経路の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000259218A true JP2000259218A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13045755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11057088A Withdrawn JP2000259218A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 高速加工用工具経路の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000259218A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007046328A1 (de) | 2006-09-29 | 2008-07-03 | Okuma Corporation | Verfahren zur Steuerung einer maschinellen Bearbeitung und Verfahren zur Erzeugung von Informationen zur maschinellen Verarbeitung für eine Werkzeugmaschine |
| JP2012071417A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | ヘリングボーンギアを有する歯車の製造処理、および、加工物にヘリングボーンギアを形成するための制御データを生成するための処理および装置 |
| CN104678893A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-03 | 华中科技大学 | 一种整体叶轮粗加工周向定切宽走刀路径的规划方法 |
| CN117862819A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-04-12 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种高效根角加工方法 |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11057088A patent/JP2000259218A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8249742B2 (en) | 2006-09-29 | 2012-08-21 | Okuma Corporation | Machining control method and machining information generating method for machine tool |
| JP2012071417A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | ヘリングボーンギアを有する歯車の製造処理、および、加工物にヘリングボーンギアを形成するための制御データを生成するための処理および装置 |
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| CN104678893B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-09-12 | 华中科技大学 | 一种整体叶轮粗加工周向定切宽走刀路径的规划方法 |
| CN117862819A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-04-12 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种高效根角加工方法 |
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