JPH06246586A - 数値制御プログラム作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 食い込みなどの発生のないＺ方向アプローチ
方式を提供する。 【構成】 ＣＡＤデータより作成・記憶される形状モデ
ルデータメモリ部６、加工条件や出力条件を記憶する加
工データメモリ部１０、加工面への工具のアプローチを
指定するＺアプローチ作成部１１、形状モデルと加工デ
ータ及びアプローチ条件指定部８からの指定情報に基づ
いて作成されるジグザグアプローチ作成部３１より構成
され、且つ形状モデル、加工データ、Ｚ方向及びジグザ
グアプローチより形成され記憶されるＮＣデータメモリ
部３３を有するもので、Ｚ方向へのアプローチにジグザ
グな方向へのアプローチをも組み込んだものである。 【効果】 Ｚ方向にジグザグなアプローチを付加したの
で、工具が加工面に当たるときの切歯の欠損や加工物へ
の食い込みを防止し、凹部へのアプローチが改善され、
更に工具の寿命を大きく増大させることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、数値制御される加工
機に指令を与える数値制御（ＮＣ）プログラム作成する
ＮＣプログラムの作成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、図面やＣＡＤなどのデータを基に
してＮＣデータを作成し、このデータを利用して金型な
どの加工物をＮＣ工作機械により切削工具を用いて加工
する方法が一般化してきている。このようにＮＣ工作機
械により加工物を加工するためには、ＮＣデータを作成
しなければならない。このＮＣデータを作成するのにＮ
Ｃプログラム作成装置が用いられる。すなわちＮＣプロ
グラム作成装置は、ＣＡＤデータなどから加工物の形状
モデルを形成し、切削速度などの加工条件や出力条件、
あるいはアプローチ方法を入力してＮＣデータを作成す
るものである。そして、このＮＣデータを基に、例えば
加工素材を、ＮＣ工作機械によりエンドミルなどの切削
工具を用いて加工し、所望の製品形状を形成するのであ
る。

【０００３】ところでこのような加工工程の中で、切削
工具を移動させて形状の加工を開始する位置まで接近さ
せる段階がある。これをアプローチと称するが、このア
プローチ段階は、加工物を所望の形状に加工するための
形状加工段階における、スタート位置から切削開始点を
経て形状加工開始位置まで切削工具を移動する段階であ
り、加工形状には直接的には影響しない。このようなア
プローチ方法としては、Ｚ方向アプローチや、円弧アプ
ローチ、法線方向アプローチなどがあるのは周知であ
る。このうち工具が加工面に直接降りざるを得ないよう
な加工面を有する形状の場合、そのアプローチ方法とし
てはＺ方向アプローチとなる。

【０００４】以下に、図面を用いて従来の技術を説明す
る。図５は、従来のＺ方向アプローチを形成するための
ＮＣプログラム作成装置のシステムブロック図である。

【０００５】磁気テープ１などの媒体には図面に関する
種々のＣＡＤ情報が入っている。磁気テープ１からの情
報はＣＡＤデータ入力部２に磁気情報にて入力される。
この磁気情報はＣＡＤデータ変換部３で形状データに変
換される。形状モデル作成部５では、ＣＡＤデータ変換
部３からの変換信号に基づき、またタブレットマウス４
などの入力機器からの外部情報の指定により、加工した
い製品の形状モデルを作成する。形状モデル作成部５で
作成された製品の形状モデルは、形状モデルデータメモ
リ部６に記憶される。キーボード７からは、アプローチ
条件指定部８へクリアランスや仕上げ代などのアプロー
チ条件を指定したり、加工データ指定部９へ工具径や取
り代あるいは送り速度や回転数また送り量や加工機械の
出力単位などの切削加工の諸条件や出力条件が入力され
る。そして、加工データメモリ部１０では加工データ指
定部９で指定された種々の加工条件や出力条件を記憶す
る。またＺアプローチ作成部１１では、アプローチ条件
指定部８の条件や加工データなどに基づいてＺ方向のア
プローチ条件を形成する。

【０００６】次に、ＮＣデータ作成部１２では、形状モ
デルデータメモリ部６や加工データメモリ部１０の加工
データの記憶内容と、Ｚアプローチ作成部１１のＺ方向
のアプローチ条件などより、金型加工に必要なＮＣのた
めの諸データを作成する。そしてこのＮＣデータをＮＣ
データメモリ部１３へ記憶し蓄積する。記憶された各Ｎ
Ｃデータは、外部装置へ出力するためのデータ出力機構
である出力信号作成部１４へ入力し、表示信号変換部１
５で変換された表示信号によりＣＲＴ１６にて表示され
たり、記憶信号変換部１７で変換された記憶信号により
フロッピーディスク（以下ＦＤと略記する）１８へ記憶
される。

【０００７】図６は従来のＺ方向アプローチを示す形状
モデルの図で、（Ａ）は加工時の概念を表す斜視図、
（Ｂ）はＺアプローチの詳細を示す模式図である。

【０００８】被加工物である金型２０はボールエンドミ
ル２１によって被加工面２２が形成される。この加工で
のＺアプローチ方式を示したのが（Ｂ）図である。ｄは
ボールエンドミル２１の半径、ｅは金型２０の上面２３
から仕上げ面２４までの取り代、ｇは加工開始時点での
クリアランス、ｈは仕上げ代とする。この時のＺ方向ア
プローチは、まず点Ａをスタート点とし、金型上面２３
までのクリアランスｇを残して切削開始点である点Ｂま
で早送りにてＺ方向の位置決めをする。次に、（ｅ＋ｇ
−ｈ）の量だけ加工面を加工しながら、形状の加工開始
点である点Ｃまで真っ直ぐに下降させる。その後、点Ｃ
から矢印Ｆ方向へ向けて所望の加工を行う。最終的に
は、次の工程で仕上げ面２４までの仕上げ代ｈを切削し
て、加工を完了する。

【０００９】図７は従来のＺ方向アプローチ方式を含む
ＮＣプログラム作成装置の動作を表すフローチャートで
ある。以下に図６の形状モデルを参考にして、図５のＮ
Ｃプログラム作成装置の作用について説明する。

【００１０】まず、磁気テープ１などの媒体に入ってい
るＣＡＤデータをＣＡＤデータ入力部２に入力し（Ｓ
１）、このデータをＣＡＤデータ変換部３で形状データ
に変換する（Ｓ２）。変換されたＣＡＤデータを基にタ
ブレットマウス４からの入力により、形状モデル作成部
５で製品形状のモデルを作成する（Ｓ３）。この形状モ
デルデータは形状モデルデータメモリ部６にて記憶され
保存される（Ｓ４）。次にキーボード７によりアプロー
チ条件指定部８で、加工方向Ｆや、クリアランスｇ、仕
上げ代ｈ、Ｚアプローチの送り速度等のＺアプローチ条
件を入力する（Ｓ５）。同時にやはりキーボード７に
て、工具の種類、工具半径ｄ、取代ｅや、送り速度等の
加工条件を加工データ指定部９で指定する（Ｓ６）。そ
して指定された加工条件や出力条件を加工データメモリ
部１０にて記憶して蓄える（Ｓ７）。また、指定された
アプローチ条件などに基づき、Ｚアプローチ作成部１１
によりＺ方向のアプローチ方式を作成する（Ｓ８）。

【００１１】上記のようにして決められた形状モデルデ
ータや、加工条件や出力条件などの加工データ、および
Ｚ方向アプローチデータなどの入力を基にして、ＮＣデ
ータ作成部１２によりＮＣデータを作成し（Ｓ９）、Ｎ
Ｃデータメモリ部１３に記憶する（Ｓ１０）。このよう
にして記憶されたＮＣデータは出力信号作成部１４に出
力される。出力信号作成部１４では表示信号変換部１５
で表示信号に変換されてＣＲＴ１６にて表示されたり
（Ｓ１１）、記憶信号変換部１７で磁気信号に変換され
てＦＤ１８に外部記憶（Ｓ１２）させることもできる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ＮＣプログラム作成装置によると、切削工具が加工面に
直接下降せざるを得ないような加工面を有する形状の加
工においてはＺ方向アプローチとなる。しかし、ボール
エンドミルやフラットエンドミルのように底部の中心付
近に切歯のない切削工具の場合、切歯が欠けたり食い込
みが起こるなどの、加工上好ましくない現象が発生する
という欠点を有している。

【００１３】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたもので、Ｚ方向のアプローチに際し、食い込みな
どの起こらないようなアプローチ方式を取り入れたＮＣ
プログラム作成装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかるＮＣプログラム作成装置は、切削
を開始する位置から形状を加工するための形状加工開始
位置まで、切削工具が接近する軌跡であるアプローチ軌
跡の算出条件を指定するアプローチ条件指定部と、前記
アプローチ条件指定部により使用される切削工具がエン
ドミルと指定された場合に、アプローチ軌跡がエンドミ
ル回転軸方向の成分とこの回転軸と直交する成分とを常
に有するようにアプローチ軌跡を算出するジグザグアプ
ローチ軌跡算出部とを有している。

【００１５】

【作用】上記構成による本発明のＮＣプログラム作成装
置は、Ｚ方向のアプローチをする際、直接真下に下降さ
せるのではなく、横方向の成分を含む斜め方向からのア
プローチ（ジグザグアプローチ）をも組み込んで下降さ
せるようにしたため、切削速度０での切り込みが無くな
るので、切歯が欠けたり食い込みが起こるなどの加工上
の欠点を除去することができる。

【００１６】

【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。尚、従来技術で説明した構成と同一のものにつ
いては同一番号を付して説明を簡略化してある。図１
は、本発明の構成を使用したＮＣプログラム作成装置の
一例を示すシステムブロック図である。

【００１７】図１において、アプローチ条件指定部８の
指定条件に基づいてＺ方向のアプローチ条件を形成する
Ｚアプローチ作成部１１を有しているところまでは従来
技術と同じである。本発明の特徴とするところは、Ｚ方
向のアプローチとしてＺアプローチ作成部１１を有する
とともに、形状モデルデータメモリ部６や加工データメ
モリ部１０の記憶データを基に、アプローチ条件指定部
８からの指定によって、ジグザグなアプローチ条件を形
成するジグザグアプローチ作成部３１を設けたことであ
る。そして、形状モデルデータメモリ部６や加工データ
メモリ部１０の記憶データ、およびＺアプローチ作成部
１１のＺ方向のアプローチ条件に加えて、ジグザグアプ
ローチ作成部３１で作成したジグザグアプローチを付加
し、ＮＣデータ作成部３２によりＮＣ加工に必要なＮＣ
データを作成する。そしてこのＮＣデータをＮＣデータ
メモリ部３３へ記憶するものである。尚、記憶された各
データは、出力信号作成部１４を介して、ＣＲＴ１６に
表示されたり、ＦＤ１８へ記憶されることは従来技術と
同じである。

【００１８】図２は本発明のＺ方向アプローチを示す形
状モデル図で、（Ａ）は加工時の概念を表す斜視図、
（Ｂ）はアプローチの詳細を示す模式図である。

【００１９】加工物である金型２０の被加工面２２はボ
ールエンドミル２１によって加工される。この加工での
Ｚ方向のアプローチ方式を示したのが（Ｂ）図である。
ｄが半径、ｅが取り代、ｇがクリアランス、ｈが仕上げ
代であることは従来と同じである。更にジグザグアプロ
ーチに関連する数値として、ａはボールエンドミル２１
の回転軸と直交する方向へのシフト量、ｂは回転軸方向
への下降シフト量で加工方向へのもの、ｃは回転軸方向
への下降シフト量で加工方向と逆方向へのものである。
本実施例のジグザグアプローチは、スタート点Ａから切
削加工を始める切削開始点Ｂまでクリアランスｇを残し
て早送りにてＺ方向の位置決めをする。それから、点Ｂ
から点Ｃまで加工方向であるＦ方向の斜め下へ向けて下
降させ、次に点Ｃから点Ｄまで加工方向と反対方向の斜
め下へ向けて下降させながら、形状を加工し始める形状
加工開始位置までアプローチするものである。

【００２０】図３は図１に示すＮＣプログラム作成装置
の作用を示すフローチャートである。次に図１と図２を
参照しながら、本発明のＺ方向へのジグザグアプローチ
を含むＮＣプログラム作成装置について説明する。

【００２１】まず、磁気テープ１等の媒体に入ったＣＡ
ＤデータをＣＡＤデータ入力部２により読み込む（Ｓ２
１）。このＣＡＤデータをＣＡＤデータ変換部３によっ
てＮＣプログラム作成装置用の形状データに変換する
（Ｓ２２）。またタブレットマウス４等の入力機器で形
状データを基に形状モデル作成部５で形状モデルを作成
する（Ｓ２３）。次にキーボード７を用いてアプローチ
条件指定部８へ、ジグザグＺアプローチの区別や、加工
方向Ｆ、加工方向シフト量ａ、クリアランスｇ、仕上げ
代ｈ、アプローチ送り速度等のアプローチ条件の実際の
数値を入力する（Ｓ２４）。同時にキーボード７により
加工データ指定部９ヘ、工具半径ｄ、工具の種類例えば
エンドミルならボールエンドミルかフラットエンドミル
かの区別、取り代ｅ、トレランス、ピックフイード、送
り速度等の加工条件の数値を入力する（Ｓ２５）。

【００２２】次に図２の矢印３１のように、ボールエン
ドミル２１をスタート点Ａより加工仕上げ面２４から
（ｅ＋ｇ）上方の切削開始点Ｂまで、すなわち金型上面
２３までのクリアランスｇを残した位置まで、早送りで
真下に移動しＺ方向の位置決めをする（Ｓ２６）。ここ
で、Ｚアプローチがジグザグアプローチであるか否かを
判定する（Ｓ２７）。ＹＥＳならＳ２８ステップへ進
む。Ｓ２８ステップはジグザグアプローチであって点Ｂ
から点Ｃへの移動であり、ＸＹ方向は加工すべきＦ方向
にシフト量ａだけ、そしてＺ方向は下方にシフト量ｂ
［＝（ｅ＋ｇ−ｈ）／２］だけ、矢印３２のように点Ｂ
から点Ｃに向けて斜め下方向へ送り移動をする（Ｓ２
８）。今度は、ＸＹ方向は加工方向Ｆと逆方向にシフト
量ａだけ、Ｚ方向は下降量ｃ［＝（ｅ＋ｇ−ｈ）／２］
だけ、矢印３３のように、点Ｃから形状の加工開始点Ｄ
に向けて、斜め下方向へボールエンドミル２１を移動し
アプローチする（Ｓ２９）。その後、形状モデルを基に
加工データ作成条件にしたがって、所望の加工を行うた
め点Ｄより加工方向の矢印Ｆ方向へボールエンドミル２
１を移動させる加工データを作成する（Ｓ３０）。

【００２３】一方、Ｓ２７ステップでＮＯであればＳ３
３ステップへ進む。Ｓ３３ステップは従来技術と同様の
Ｚアプローチで、点Ｂから点ＤへＸＹ方向はシフト量が
０すなわち点Ｂと同一位置で、Ｚ方向は下方にシフト量
（ｂ＋ｃ）［＝ｅ＋ｇ−ｈ］だけ、点Ｂから点Ｄに向け
て移動させる（Ｓ３３）。Ｓ３３ステップでＺアプロー
チが終わるとＳ３０ステップへ進み、点Ｄからの加工デ
ータを作成する（Ｓ３０）。

【００２４】加工データを作成するＳ３０ステップの次
はＳ３１ステップに進む。Ｓ３１ステップは、上で作成
したアプローチ条件や加工データあるいは形状モデルデ
ータを基にして、ＮＣデータ作成部３２にてＮＣデータ
を作成し、ＮＣデータメモリ部３３に記憶する（Ｓ３
１）。このＮＣデータは出力信号作成部１４を介して、
ＣＲＴ１６等の表示装置に表示したり、ＦＤ１８等の出
力媒体に出力する（Ｓ３２）。

【００２５】最後に図２を用いて簡単にジグザグアプロ
ーチを用いた加工を説明する。図４は加工の流れを示す
フローチャートである。まずエンドミル２１を点Ａに配
置する（Ｓ４１）。そしてエンドミル２１を回転させ点
Ａから点Ｂまで真下に早送りで移動させＺ方向の位置決
めを行う（Ｓ４２）。次に加工方向であるＦ方向で点Ｂ
から点Ｃまでの斜め下方向へ指定の送り速度で加工する
（Ｓ４３）。更に加工方向Ｆと反対方向で点Ｃから点Ｄ
までの斜め下方向へやはり指定の送り速度で加工し、切
削開始位置へ移動させる（Ｓ４４）。最後に、指定速度
で点Ｄより矢印Ｆ方向に所望の切削を行い（Ｓ４５）加
工を完了する。尚、仕上げ代ｈの加工は次工程で別個に
行う。

【００２６】尚、ボールエンドミルが横に移動する方向
（すなわち点Ｃの位置）は、加工後の形状に影響を与え
ない位置に設定すべきで、点Ｄの位置は加工代の範囲内
に加工データを設定する必要がある。

【００２７】また、本実施例では、ボールエンドミルを
移動させたが、加工物を移動させてもその効果は何等変
わるものではない。

【００２８】上記の実施例の加工では、移動方向の変更
を点Ｂと点Ｃの２回で行い切削の開始点（点Ｄ）に工具
を移動しているが、移動方向の変更は２回に限らず、更
に多くの回数であっても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明のＮＣプログラム
作成装置によれば、工具を加工面に直接降ろさざるを得
ないアプローチ形状の加工に対し、ジグザグなアプロー
チ方式を可能としたので、工具が加工面に当たるとき、
切削速度が０となる切り込みがなくなるため、Ｚアプロ
ーチ時に起こる切歯の欠損や加工物への食い込みを防止
でき、特に凹部の加工時のアプローチが改善され、従来
問題となっていたＺ方向切込みでの諸欠点を改善するこ
とができた。更には、食い込みを防止できることにより
工具の寿命を大幅に増大させ得るなど、多大の効果を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を使用したＮＣプログラム作成装
置の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明のジグザクアプローチを示す形状モデル
図で、（Ａ）は加工時の概念を表す斜視図、（Ｂ）はア
プローチの詳細を示す模式図である。

【図３】図１に示すＮＣプログラム作成装置の作用を示
すフローチャートである。

【図４】本発明のジグザグアプローチ方式を含む加工の
フローチャートである。

【図５】従来のＺ方向アプローチのためのＮＣプログラ
ム作成装置のシステムブロック図である。

【図６】従来のＺ方向アプローチ部分を示す形状モデル
図で、（Ａ）は加工時の概念を表す斜視図、（Ｂ）はＺ
アプローチの詳細を示す模式図である。

【図７】従来のＺ方向アプローチの方法を示すＮＣプロ
グラム作成装置の作用を示すフローチャートである。

【符号の説明】

８ アプローチ条件指定部 ２０ 金型 ２１ エンドミル ３１ ジグザグアプローチ作成部 ３２ ＮＣデータ作成部 ３３ ＮＣデータメモリ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品の形状に基づき加工データを作成
   し、この加工データに従って切削工具および／または加
   工物を相対運動させ切削加工を行う数値制御切削加工機
   の加工データを作成する数値制御プログラム作成装置で
   あって、 切削開始位置から形状加工開始位置まで切削工具が接近
   する軌跡であるアプローチ軌跡の算出条件を指定するア
   プローチ条件指定部と、 前記アプローチ条件指定部により使用される切削工具が
   エンドミルと指定された場合に、アプローチ軌跡がエン
   ドミル回転軸方向の成分とこの回転軸と直交する成分と
   を常に有するようにアプローチ軌跡を算出するジグザグ
   アプローチ軌跡算出部と、 を有することを特徴とする数値制御プログラム作成装
   置。