JPH06170692A - 穴加工のためのｎｃデータ生成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＡＤデータに基づいて穴加工用のＮＣデー
タが自動的に生成され、加工熟練者による工具情報のデ
ータ入力作業が不要なＮＣデータ生成システムを提供す
る。 【構成】 ＮＣデータ自動生成装置１の工具情報格納手
段３には、穴加工のために装着可能な全ての工具につい
て、工具の種類及び工具寸法を含む工具情報が格納され
ている。ＮＣデータ自動生成装置１は、ＣＡＤデータに
基づいて仕上げ形状を認識する手段２と、各穴加工領域
のＣＡＤデータに含まれる面取り形状を表わすＣＡＤデ
ータに基づき、穴加工の種類を判別して、穴加工の種類
及び穴の内径に応じた工具を選択し、各工具について工
具経路を決定する手段４と、一連のＮＣデータを生成す
る手段５とを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御（ＮＣ）工作
機械に関し、特にＣＡＤデータに基づいて穴加工のため
のＮＣデータを自動的に生成するシステムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＡＤデータに基づいてＮＣデー
タを作成し、ＮＣ工作機械を動作させる所謂ＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステムの開発が進んでいる(例えば雑誌「応用機
械工学」1990年7月号、第167頁乃至第173頁、特開昭64-
88804号〔G05B19/403〕参照)。

【０００３】従来のＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて
は、図６の如くＣＡＤシステム(７)から出力されるＣＡ
Ｄデータに基づいて、加工対象物の仕上形状がＣＲＴ等
の表示装置(８)にワイヤーフレームモデルとして描画さ
れ、操作者は、描画された仕上形状を参酌しつつ、加工
に必要なデータ、例えば加工に用いる工具の種類(工具
情報)等を入力装置(９)によりＮＣデータ生成装置(10)
へ入力する。これによってＮＣデータ生成装置(10)がＮ
Ｃデータを作成して、工作機械(６)へ供給するのであ
る。

【０００４】尚、ＣＡＤデータや工具情報に基づいて、
穴加工用のＮＣデータを作成する方式は特公平４−４８
５７３号公報等に提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＣＡ
Ｄ／ＣＡＭシステムにおいては、ＣＡＤデータからＮＣ
データを作成する際に、機械加工の熟練者が操作者とな
って、対話形式により工具情報をデータ入力せねばなら
ず、その入力作業に時間がかかるのみならず、経験の浅
い者には、適切なデータ入力が困難である問題があっ
た。

【０００６】特に穴加工用のＮＣデータ作成の際に、機
械加工の熟練者によるデータ入力が必要であるのは主に
次の理由による。即ち、穴加工には、図７(ａ)のドリル
による１次加工と同図(ｂ)のリーマによる２次加工の２
種類の加工があり、更にリーマ加工には、寸法公差の異
なる種々の仕上げ加工がある。従って、これらの加工の
種類に応じて適切な工具を選択する必要がある。

【０００７】そして更には、加工すべき穴の直径及び深
さに応じて、ＮＣ工作機械に装着可能な複数の工具の中
から、適切な工具寸法(工具径Ｄ、長さＬ)を有する工具
を選択する必要がある。

【０００８】加工すべき穴の種類や個数が少ない場合
は、工具の選択及びデータ入力に熟練は不要であるが、
更に穴の種類や個数が増大すると、工具の選択及びデー
タ入力は熟練者に頼らざるを得ないのである。

【０００９】本発明の目的は、ＣＡＤデータに基づいて
穴加工用のＮＣデータが自動的に生成され、加工熟練者
による工具情報のデータ入力作業が不要なＮＣデータ生
成システムを提供することである。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るＮＣデータ自
動生成システムは、ＣＡＤデータに基づいて穴加工用の
ＮＣデータを生成するものであって、穴加工のために装
着可能な全ての工具について、工具の種類及び工具寸法
を含む工具情報が格納されている手段と、前記ＣＡＤデ
ータに基づいて仕上げ形状を認識し、穴加工を施すべき
穴加工領域を抽出する手段と、各穴加工領域のＣＡＤデ
ータに含まれる面取り形状を表わすＣＡＤデータに基づ
き、穴加工の種類を判別して、前記工具情報格納手段の
中から、穴加工の種類及び穴の内径に応じた工具を選択
する手段と、選択された工具についての工具経路データ
を作成する手段と、選択された全ての工具の工具経路デ
ータに基づいて一連のＮＣデータを作成する手段とを具
えている。

【００１１】

【作用】形状認識処理手段は、ＣＡＤデータ(ワイヤー
フレームデータ)から加工対象物の仕上げ形状のデータ
の取込みを行ない、この中から、ドリル或いはリーマに
よる加工を施すべき穴加工領域のＣＡＤデータを抽出す
る。ここで、穴加工領域のＣＡＤデータには、穴部分の
データ(内径及び深さ)と、該穴部分の開口縁に必要に応
じて形成された面取り形状のデータが含まれている。

【００１２】そこで、工具選択手段は、前記面取り形状
のＣＡＤデータに基づき、穴加工の種類を判別する。例
えば、面取り形状の無い穴についてはドリル加工を施す
べき穴、面取り形状が形成されている穴については、ド
リル加工の後にリーマ加工を施すべき穴と判断する。そ
して、判別された穴加工の種類に応じた工具の種別(ド
リル又はリーマ)が選択される。

【００１３】更に工具選択手段は、前記穴部分のＣＡＤ
データに基づき、選択された工具種別の中から、適切な
工具寸法(直径及び長さ)を有する工具を選択する。

【００１４】工具経路データ作成手段は、各穴加工領域
について、選択された工具による穴加工を施すための工
具経路を決定し、工具経路データを作成する。

【００１５】ＮＣデータ生成手段は、工具経路決定手段
から得られる工具経路データに基づいて一連のＮＣデー
タを作成し、ＮＣ工作機械の制御部に出力する。この結
果、ＮＣ工作機械は、加工領域の変更の際には工具交換
を行ないつつ、穴加工領域について、所定の工具経路で
穴加工を進める。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係るＮＣデータ生成システムに
よれば、ＣＡＤデータに基づいて穴加工の種類及び穴の
内径に応じた適切な工具が自動的に選択され、ＮＣデー
タが生成されるから、機械加工の熟練者による工具情報
のデータ入力作業は不要である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。図１に示すＮＣデータ自動生成装置(１)
は、図中に示す複数の機能(２)〜(５)を実現するマイク
ロコンピュータによって構成されており、図２は、これ
らの機能を実現するための一連の処理手続きを示してい
る。

【００１８】工具情報格納手段(３)は、マイクロコンピ
ュータのメモリによって構成されており、図３に示す如
きテーブルが予め作成され、メモリに登録さている。即
ち、工作機械の自動工具交換装置に装備可能な複数のド
リル及びリーマについて、夫々の工具識別符号(Ｔ₁、Ｔ
₂、…Ｔｎ)、工具種別、加工公差、工具径（Ｄ₁、Ｄ₂、
…Ｄｎ)及び長さ(Ｌ₁、Ｌ₂、…Ｌｎ)が格納されてい
る。

【００１９】ＣＡＤシステムからのワイヤーフレームモ
デルのＣＡＤデータは、形状認識処理手段(２)へ供給さ
れて、穴加工領域についてのＣＡＤデータが抽出され
る。図４は、抽出されたＣＡＤデータをイメージで表わ
したものである。尚、ＣＡＤシステムからのＣＡＤデー
タには、穴の内径及び深さと共に、必要に応じて穴の開
口縁に形成された皿状の面取り形状を規定するデータ
(例えば、テーパ部の直径等)が含まれる。

【００２０】ところで、一般に穴加工に際して形成され
る面取り形状は、図５(ａ)に示す如く面取り無しの場合
や面取り角度θが４５°の場合のパターンＡと、図５
(ｂ)に示す如く面取り角度θが６０°の場合のパターン
Ｂと、図５(ｃ)に示す面取り角度θが７５°の場合のパ
ターンＣに分類され、ドリル加工を施すべき穴にはパタ
ーンＡ、公差の大なるリーマ加工を施すべき穴にはパタ
ーンＢ、公差の小なるリーマ加工を施すべき穴にはパタ
ーンＣが付与される。

【００２１】そして、パターンＡの場合は穴の内径φａ
に対する寸法公差が±０.１以上に設定され、パターン
Ｂの場合は穴の内径φｂに対する寸法公差が＋０.０１
〜＋０.０９又は−０.０１〜−０.０９に設定され、パ
ターンＣの場合は穴の内径φｃに対する寸法公差が＋
０.００５〜＋０.００９又は−０.００５〜−０.００９
に設定される。

【００２２】従って、面取り形状のパターンを判別する
ことにより、穴加工に用いるべき工具を判断することが
出来るのである。尚、パターンＢ或いはＣの場合は、ド
リル加工の後に所定のリーマ加工を施すこととなる。

【００２３】但し、上記の面取り形状は、実際に加工す
るためのものではなく、専ら工具選択のために便宜的に
付与することも可能である。この場合、面取り形状を表
わすＣＡＤデータはＮＣデータ生成に際して無視され
る。

【００２４】図１に示す形状認識処理手段(２)は、ＣＡ
Ｄシステムから加工対象物の仕上げ形状のＣＡＤデータ
の取込みを行ない、仕上げ形状を認識する(図２のステ
ップＳ１、Ｓ２)。

【００２５】ここで、穴加工領域のＣＡＤデータには、
穴部分のデータ(内径及び深さ)以外に、該穴部分の開口
縁に必要に応じて形成された面取り形状のデータ(テー
パ部を形成する２つの円の直径、これらの円の中心座
標)が含まれている。従って、これらのデータから幾何
学的に、パターンＡ、Ｂ、Ｃを分類することが出来る。

【００２６】工具及び工具経路決定手段(４)は、先ず、
前記面取り形状のＣＡＤデータに基づき、幾何学的な判
断によって穴加工の種類(パターンＡ、Ｂ、Ｃ)を判別す
る(ステップＳ３)。そして、工具及び工具経路決定手段
(４)は、判別されたパターンに基づいて、図３に示す工
具情報の工具種別(ドリル又はリーマ)を選択する。図３
の例では、パターンＡの場合はドリルＡ(ステップＳ
４)、パターンＢの場合はリーマＢ(ステップＳ５)、パ
ターンＣの場合はリーマＣ(ステップＳ６)が選択される
ことになる。

【００２７】更に工具及び工具経路決定手段(４)は、穴
の内径及び深さに基づき、加工に用いるべき工具の径及
び長さを決定して、図３に示す工具情報の中から適切な
１本の工具を選択し、選択された工具の移動経路を決定
する(ステップＳ７)。該ステップＳ７は、加工すべき複
数の穴の全てについて実行され、同一の仕上げ形状及び
公差を有する複数の穴については、共通の工具による連
続加工を行なう様、工具経路が決定される。

【００２８】次に工具及び工具経路決定手段(４)は、加
工に用いるべき複数本の工具について、加工順序を決定
する(ステップＳ８)。

【００２９】その後、ＮＣデータ生成手段(５)は、工具
及び工具経路決定手段(４)から得られる工具情報及び工
具経路データに基づいて一連のＮＣデータを作成し(ス
テップＳ９)、ＮＣ工作機械(６)の制御部に出力する(ス
テップＳ10)。この際、ＮＣデータには、工具回転数の
指定、工具早送り指令等、種々の制御データが付加され
る。

【００３０】上記ＮＣデータ生成システムによれば、Ｃ
ＡＤデータに基づいて穴加工の種類及び穴の内径に応じ
た適切な工具が自動的に選択され、ＮＣデータが生成さ
れるから、機械加工の熟練者による工具情報のデータ入
力作業は不要である。従って、完全に自動化されたＣＡ
Ｄ／ＣＡＭシステムの構築が可能となる。

【００３１】又、上述の如く加工の種類をＣＡＤデータ
に付与する方式として、穴加工領域の面取り形状のパタ
ーンによって区別する方式を採ったから、データ付与方
式の標準化が容易である。これに対し、従来の属性デー
タ付与による方式では、属性データのフォーマットを統
一せねばならず、煩雑である。

【００３２】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＮＣデータ生成システムの構成を
示すブロック図である。

【図２】工具選択及びＮＣデータ生成のための一連の手
続きを示すフローチャートである。

【図３】工具情報格納手段の内容を示す図表である。

【図４】穴加工領域を含むＣＡＤデータの内容をイメー
ジで表わした図である。

【図５】穴加工領域の仕上げ形状の３つのパターンを示
す図である。

【図６】従来のＮＣデータ生成システムを示すブロック
図である。

【図７】穴加工に用いるドリル及びリーマを示す正面図
である。

【符号の説明】

(１) ＮＣデータ自動生成装置 (２) 形状認識処理手段 (３) 工具情報格納手段 (４) 工具及び工具経路決定手段 (５) ＮＣデータ生成手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＡＤデータに基づいて穴加工用のＮＣ
   データを生成するシステムにおいて、 穴加工のために装着可能な全ての工具について、工具の
   種類及び工具寸法を含む工具情報が格納されている手段
   と、 前記ＣＡＤデータに基づいて仕上げ形状を認識し、穴加
   工を施すべき穴加工領域を抽出する手段と、 各穴加工領域のＣＡＤデータに含まれる面取り形状を表
   わすＣＡＤデータに基づき、穴加工の種類を判別して、
   前記工具情報格納手段の中から、穴加工の種類及び穴の
   内径に応じた工具を選択する手段と、 選択された工具についての工具経路データを作成する手
   段と、 選択された全ての工具の工具経路データに基づいて一連
   のＮＣデータを作成する手段とを具えたことを特徴とす
   る穴加工のためのＮＣデータ生成システム。