JPH0772916A - Ｎｃデータ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣデータの補正を容易に行い得るＮＣデー
タ作成方法を提供する。 【構成】 理論式からインボリュート曲線のデータを求
め（ステップ２）、このインボリュート曲線のデータを
分割して測定点を算出し（ステップ７）、このインボリ
ュート曲線に対して所定誤差範囲内のずれを許容して工
具のトレースを可能にする必要最小限度の切削点を、そ
の切削点の内の幾つかが該測定点と一致するように算出
する（ステップ９）。次に、この切削点からＮＣデータ
を作成し（ステップ１０）、このＮＣデータを基に工作
物の加工を行い（ステップ３３）、この加工した工作物
について測定点とのずれ量を測定する（ステップ４
３）。そして、このずれ量に基づいて該測定点と一致し
ている切削点の位置を移動させることによりＮＣデータ
を補正する（ステップ６５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣデータ作成方法に
関し、更に詳細には曲線形状加工のＮＣデータを作成す
る際の補正を容易に行い得るようにしたＮＣデータの作
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロールコンプレッサのスクロール板
等を作成するためのスクロール加工機は、入力されたＮ
Ｃデータを基に工具をＸ軸上に移動させると同時に、工
作物をＣ軸上に回転させることによりスクロール形状の
加工を行っている。このスクロール加工機による工作物
の加工について図９を参照して説明する。図９は、工作
物８３を上方即ちＺ軸上から見た平面図である。スクロ
ール加工機は、加工を施すスクロール形状に対応するイ
ンボリュート曲線に則して作成されたＮＣデータを基
に、高さ（紙面裏側に向かう方向）を有する工作物８３
をＣ軸上に回転させると共に、工具８１をＸ軸上（図面
水平方向）に徐々に移動させ、工作物８３の外壁８３ａ
及び内壁８３ｂを切削することにより所望形状のスクロ
ール板を作成する。

【０００３】スクロールコンプレッサを用いるエアーコ
ンディショナは、効率が高く静粛性に優れる反面、これ
に用いる２枚のスクロール板には、効率良く冷媒を圧縮
するために２〜３μｍの非常に高度な加工精度が要求さ
れる。このスクロール加工機用のＮＣデータの作成につ
いて、この作成工程を示す図１１を参照して説明する。
先ず、オペレータは、ＮＣデータ作成装置に、インボリ
ュート曲線を特定するためのパラメータ、即ち、基礎円
半径、伸開角及び位相角と、スクロール板に要求されて
いる加工精度とを入力する（ステップ８１）。これを基
に該ＮＣデータ作成装置は、図１２に示すスクロール形
状に対応するインボリュート曲線９３を算出する（ステ
ップ８２）。次に、オペレータは、スクロール板に許容
されている加工時の誤差を入力する（ステップ８３）。
ＮＣデータ作成装置は、この入力された加工誤差（精
度）でインボリュート曲線９３を加工するための教示点
群（図１２に示す点〔Ｘ1 ，Ｙ1 〕、点〔Ｘ2 ，Ｙ2
〕、点〔Ｘ3 ，Ｙ3 〕・・・）を算出し（ステップ８
４）、そして、該教示点群からからＮＣデータを作成す
る（ステップ８５）。なお、インボリュート曲線９３の
中心に向かうに従い曲率が大きくなるため、該教示点
は、加工精度が維持できるように徐々に狭い間隔で置か
れることになる。次に、加工誤差を測定するための測定
点の角度、例えば５度等を作業者が入力する（ステップ
８６）。これにより、該ＮＣデータ作成装置は、図１２
に示す測定点〔Ｌ1 ，Ｃ1 〕、〔Ｌ2 ，Ｃ2 〕・・・を
算出する（ステップ８７）。

【０００４】そして、ステップ８８において、ＮＣデー
タ作成装置で作成されたＮＣデータを基に上述したよう
にスクロール加工機により工作物を加工してスクロール
板を作成する。そして、ステップ８９において、加工さ
れたスクロール板の精度を、測定器を用いて上記算出さ
れた測定点〔Ｌ1 ，Ｃ1 〕、〔Ｌ2 ，Ｃ2 〕のそれぞれ
について測定し、ずれ量を求める。次に、オペレータ
は、全ての測定点においてずれ量が許容された加工誤差
内かを判断し、誤差量が全て許容範囲内の場合（判断ス
テップ９０がＹｅｓ）は、ＮＣデータの作成を完了す
る。他方、許容範囲よりも大きな誤差量を有する測定点
が存在する場合には（判断ステップ９０がＮｏ）、作成
されたＮＣデータの手作業による補正を行う（ステップ
９１）。この補正は、測定された値が上記許容誤差より
大きな測定点について、当該測定点に相当する教示点の
位置を許容誤差範囲内になるように移動させることによ
り行う。次に、ステップ８８に戻り、補正されたＮＣデ
ータに基づき再び加工を行う。そして、加工された工作
物が所定精度内で加工されているかを再び確認し（判断
ステップ９０）、所定精度内でない場合（判断ステップ
９０がＮｏ）には上記ＮＣデータの補正を再度行い（ス
テップ９１）再び加工を行う。このＮＣデータの補正及
び加工の作業を所望の加工精度を満たすまでを繰り返す
ことによりＮＣデータを作成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＮＣデータの作成方法においては、図１２に示すように
ＮＣデータの教示点〔Ｘ1 ，Ｙ1 〕、点〔Ｘ2 ，Ｙ2
〕、点〔Ｘ3 ，Ｙ3 〕と、測定点〔Ｌ1 ，Ｃ1 〕、点
〔Ｌ2 ，Ｃ2 〕とを別々のデータとして作成しているた
め、測定点におけるずれ量が分かっても、このずれ量か
ら教示点上の移動量を判断し難いという問題点があっ
た。例えば、測定点〔Ｌ２，Ｃ２〕においてインボリュ
ート曲線９３から３μｍずれていることが分かっても、
このずれ量からどれだけ教示点を移動すれば良いかが分
かりにくかった。また、補正量が分かっても、測定点に
比較して教示点の数の方が多いためにどの教示点を修正
するかを探すことが困難であるという問題点もあった。
即ち、測定点〔Ｌ２，Ｃ２〕を３μｍ補正するために
は、どの教示点を移動したらよいかが判別しにくかっ
た。このため、加工及び補正を繰り返すスクロール加工
機用のＮＣデータの作成は、補正作業が困難なためオペ
レータに多大な負担がかかった。

【０００６】本発明は、上述した問題を解決するもので
あり、ＮＣデータの補正を容易に行い得るＮＣデータ作
成方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のＮＣデータ作成方法においては、理論式から求
められる理想曲線のデータを分割して測定点群データを
作成し（ステップ７）、この理想曲線に対して所定誤差
範囲内のずれを許容して工具のトレースを可能にする必
要最小限度のＮＣ点群データを、そのＮＣ点群データの
内の幾つかが前記測定点群データと一致するように作成
し（ステップ９）、このＮＣ点群データからなるＮＣデ
ータを作成し（ステップ１０）、このＮＣデータにて工
具を移動制御して工作物の加工を行い（ステップ３
３）、この加工した工作物について前記測定点群データ
とのずれ量を測定し（ステップ４３）、このずれ量に基
づいて前記ＮＣデータを補正する（ステップ６１〜ステ
ップ７０）ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】理論式から求められる理想曲線のデータを分割
して測定点群データを作成し（ステップ７）、この理想
曲線に対して所定誤差範囲内のずれを許容して工具のト
レースを可能にする必要最小限度のＮＣ点群データを、
そのＮＣ点群データの内の幾つかが前記測定点群データ
と一致するように作成する（ステップ９）。そして、こ
のＮＣ点群データからＮＣデータを作成し（ステップ１
０）、このＮＣデータを基に工作物の加工を行い（ステ
ップ３３）、この加工した工作物について前記測定点群
データとのずれ量を測定し（ステップ４３）、このずれ
量に基づいて前記ＮＣデータを補正する（ステップ６１
〜ステップ７０）。ずれ量に基づいて補正を行う際に
も、測定点群データがＮＣ点群データに一致するように
作成されているため、測定されたずれ量を基にＮＣ点群
データを容易に補正することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１０に基づ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例に係るＮＣデ
ータ作成装置１０と、ＮＣデータ作成装置１０により作
成されたＮＣデータを基に工作物８３を加工してスクロ
ール板を形成するスクロール加工機２０と、該スクロー
ル加工機２０により加工されたスクロール板の精度を測
定するための測定器３０とを示す構成図である。ＮＣデ
ータ作成装置１０は、コンピュータ本体１２と、作成さ
れたデータ等を表示する表示器１４と、数値情報等を入
力するためのキーボード１６と、作成されたデータを保
持するための磁気ディスク１８とから構成される。スク
ロール加工機２０は、ＮＣデータ作成装置１０により作
成されたＮＣデータを基に工作物８３をＣ軸上に回転さ
せると共に、工具８１を主にＸ軸上に送ることによりス
クロール形状に加工をするよう構成されている。測定器
３０は、後述する測定点においてスクロール板にプロー
ブを接触させることにより加工誤差を計測するように構
成されている。ＮＣデータ作成装置１０とスクロール加
工機２０とはケーブル４１により、また、ＮＣデータ作
成装置１０と測定器３０とはケーブル４２により接続さ
れている。本実施例では、以下詳述する処理により、複
数のスクロール加工機において用いるためのプロトタイ
プのＮＣデータを作成する。

【００１０】図２は図１に示すＮＣデータ作成装置１０
による、スクロール加工機２０用のＮＣデータ作成の処
理を示すフローチャートである。オペレータは、先ずス
クロール板のインボリュート曲線形状を特定するために
パラメータをキーボード１６を介して該ＮＣデータ作成
装置１０に入力する。このパラメータは、インボリュー
ト曲線の基礎円半径ａ、伸開角φ及び位相角αからな
る。ＮＣデータ作成装置１０は、該パラメータが入力さ
れると（判断ステップ１がＹｅｓ）、当該パラメータか
らインボリュート曲線の形状データを作成し（ステップ
２）、表示器１４上に図７に示すインボリュート曲線９
３の形状を表示し（ステップ３）、形状データを磁気デ
ィスク１８に記憶する（ステップ４）。

【００１１】なお、ＮＣデータ作成装置１０は、インボ
リュート曲線を次式に基づき算出する。外壁 ９３ａ

【数１】Ｘ＝ａ（cos(φ）＋（φ＋α）sin(φ））

【数２】Ｙ＝ａ（sin(φ）−（φ＋α）cos(φ））内壁
９３ｂ

【数３】Ｘ＝ａ（cos(φ）＋（φ−α）sin(φ））

【数４】Ｙ＝ａ（sin(φ）−（φ−α）cos(φ）） ここで、図中Ｌ0 はＬ0 ＝ａ（φ＋α）で、また、Ｌi
はＬi ＝ａ（φ−α）で表すことができる。

【００１２】次に、オペレータは、スクロール板の許容
誤差（例えば２μｍ）と測定点の角度（例えば５度）と
をキーボード１６から入力する。ＮＣデータ作成装置１
０は、許容誤差と測定点角度とが入力されると（判断ス
テップ５がＹｅｓ、判断ステップ６がＹｅｓ）、先ず、
ステップ７において図８に示すような測定点データを算
出する。即ち、インボリュート曲線９３に沿って、中心
から５度毎に図中○印で示す測定点Ｐ1 、Ｐ2 ・・・を
算出し、ステップ８において測定点データとして磁気デ
ィスク１８に記憶する。

【００１３】更に、ＮＣデータ作成装置１０は、インボ
リュート曲線９３に沿って教示点データを作成する（ス
テップ９）。このステップ９における処理について図３
のフローチャートを参照して詳細に説明する。先ず、ス
テップ２１において、測定点を“１”に初期化し測定点
Ｐ1 の値を呼び出す。そして、ステップ２２において、
測定点Ｐi をＰi+1 へ結ぶ線分と、作成したインボリュ
ート曲線との最大誤差を算出する。即ち、ここでは測定
点Ｐ1 と測定点Ｐ2 とを直線補間して加工を行った場合
に生ずる加工面（線）とインボリュート曲線との誤差を
求める。次に、判断ステップ２３において、この誤差
が、図２に示すフローチャートのステップ５で入力され
た許容誤差（２μｍ）以内か否かを判断する。誤差が許
容誤差内の場合（判断ステップ２３がＹｅｓ）には、ス
テップ２６へ進み測定点Ｐi （ここではＰ1 ）を切削点
（教示点）として登録する。他方、誤差が許容誤差より
も大きな場合（判断ステップ２３がＮｏ）は、ステップ
２４へ進み、測定点Ｐi とＰi+1 との間に、許容誤差を
満たすために付加する教示点Ｑj （必要に応じて複数の
教示点Ｑj+1 、Ｑj+2)を算出する。即ち、図８に示すよ
うに、Ｐ1 からＰ2 に向けて工具を直接送ると誤差が許
容範囲よりも大きくなるときは（判断ステップ２３がＮ
ｏの場合）、この測定点Ｐ1 、Ｐ2 の間に点Ｑ1 を置く
ようにするのである。そして、ステップ２５へ進み、測
定点Ｐi と点Ｑｊとを切削点として登録する。次に、判
断ステップ２７へ進み、全ての測定点についてこの登録
が終了したかを判断し、終了していない場合（判断ステ
ップ２７がＮｏ）には、ステップ２２へ戻り次の測定点
について同様な処理を進める。他方、終了した場合には
（判断ステップ２７がＹｅｓ）、図３に示す教示点デー
タ算出の処理を完了する。

【００１４】再び、図２に戻りＮＣデータ作成の処理の
説明を続ける。ステップ９における教示点データ作成の
完了に引き続きステップ１０において、当該教示点デー
タに基づきＮＣデータを作成する。そして、ステップ１
１において、該ＮＣデータを磁気ディスク１８に記憶
し、ＮＣデータ作成の処理を終了する。

【００１５】次に、図４に示すフローチャートを参照し
て、本実施例のスクロール加工機２０による工作物８３
の加工について説明する。先ず、オペレータは、上述し
た処理により作成したＮＣデータをＮＣデータ作成装置
１０側からスクロール加工機２０側に転送する。スクロ
ール加工機２０は、ＮＣデータが入力され（判断ステッ
プ３１がＹｅｓ）、そして、オペレータにより加工開始
が指令されると（判断ステップ３２がＹｅｓ）、工作物
８３を加工してスクロール板を作成する（ステップ３
３）。この加工について、図１の工作物８３を矢印Ｄ方
向から見た平面図である図９を参照して説明する。

【００１６】スクロール加工機２０は、上記インボリュ
ート曲線９３に則して作成された教示点群から作成され
たＮＣデータに従い、該教示点間を直線補間することに
より、高さ（紙面裏側に向かう方向）を有する工作物８
３をＣ軸上に回転させると共に、工具８１をＸ軸上（図
面水平方向）に徐々に送り、工作物８３の外壁８３ａ及
び内壁８３ｂを切削することにより所望形状のスクロー
ル板を完成する。この図９は、工作物８３の外壁８３ａ
の加工が完了して、工具８１が内壁８３ｂの加工を行っ
ている所を示している。

【００１７】上記処理により加工が終了すると、引き続
き、測定器３０によりスクロール板の加工精度の測定を
行う。この処理について図５のフローチャートを参照し
て説明する。測定点データが入力され（判断ステップ４
１がＹｅｓ）、そして、測定開始がオペレータから指令
されると（判断ステップ４２がＹｅｓ）、測定器３０
は、測定を開始する（ステップ４３）。測定は、測定点
データ中の各測定点Ｐ1、Ｐ2 ・・毎に、測定用のプロ
ーブをスクロール板に接触させることにより行う。全て
の測定点について計測が完了すると、ステップ４４にお
いて、測定結果を測定データとして図示しない磁気ディ
スクに記憶する。

【００１８】この測定結果を基に再びＮＣデータ作成装
置１０を用いてＮＣデータの補正を行う。この処理につ
いて図６のフローチャートを参照して説明する。オペレ
ータは、測定点データ、測定データ及びＮＣデータをＮ
Ｃデータ作成装置１０に入力する。この入力が行われる
と（判断ステップ６１がＹｅｓ）、ＮＣデータ作成装置
１０は、先ず、ＮＣデータを基に切削点（教示点）デー
タを算出する（ステップ６２）。次に、測定点データと
測定データとから、各測定点（Ｐ1 、Ｐ2 ・・・）毎の
誤差量を算出する（ステップ６３）。そして、ステップ
６４において、算出された誤差量を図１０に示すように
図形式に変換して表示器１４に表示する。なおここで、
図中の実線はスクロール板の表面を、また、Δｔで示さ
れている点線は±２μｍの許容誤差の範囲を示してお
り、この許容誤差（２μｍ）を越えるずれ量が測定され
た測定点（図中のＰ4 ）は点の色を変えて表示されるよ
うになっている。この表示を基に当該測定点Ｐ4 の移動
量をオペレータが入力する。移動量が入力されると（判
断ステップ６５がＹｅｓ）、ＮＣデータ作成装置１０
は、測定点Ｐi とこの測定点Ｐi の前後に位置する測定
点Ｐi-1 、Ｐi+1 （ここでは、Ｐ3 、及びＰ4 ）と間に
切削点が存在するかを判断する（判断ステップ６６）。
ここでは切削点Ｑj-1 、Ｑj （Ｑ3 、Ｑ4 ）が存在する
ため（判断ステップ６６がＹｅｓ）、処理はステップ６
７へ進み、該測定点Ｐi の前後に位置する切削点Ｑj-1
、Ｑj （ここでは、切削点Ｑ3 及びＱ4 ）の移動量を
次式で表される最小二乗法により算出する。

【数５】Ｒ'j＝Ｒi ＋｜Ｒi+1 −Ｒi ｜×〔｜θ'j−θ
i ｜／｜θj+1 −θi ｜〕 なおここで、Ｒi は測定点Ｐi の回転中心からの距離 θi は測定点Ｐi とＸ軸のなす角 Ｒ'jは切削点Ｑj （Ｑj-1 ）の回転中心からの距離 θ'jは切削点Ｑj （Ｑj-1 ）とＸ軸のなす角

【００１９】次に、ＮＣデータ作成装置１０は、前後の
測定点Ｑj-1,Ｑj （Ｑ3 、Ｑ4 ）を、算出した移動量を
基に移動する（ステップ６８）。そして、判断ステップ
６９へ進み、許容誤差範囲外にある全ての測定点につい
て移動が完了したか否かを判断する。移動が完了してい
ない場合には（判断ステップ６９がＮｏ）、判断ステッ
プ６５へ戻り、次の測定点についての移動の処理を開始
する。他方、移動が完了した場合（判断ステップ６９が
Ｙｅｓ）は、ステップ７０へ進み、移動した測定点（切
削点）の位置に基づきＮＣデータを算出する。そして、
ステップ７１において、該ＮＣデータを磁気ディスク１
８に記憶する。

【００２０】以上のステップ６１からステップ７１まで
の処理により、ＮＣデータの補正が完了し、この補正さ
れたＮＣデータを基に工作物８３の加工をスクロール加
工機２０により再度行い、そして、ステップ６１からス
テップ６６までの処理により工作物が設定された精度で
加工できているかを確認する。所定の精度が満たされて
いる場合には、スクロール加工機２０用のＮＣデータの
作成が完了する。一方、満たされない場合は、更に測定
点を移動することによりＮＣデータの補正を行う。

【００２１】このスクロール板の加工においては、回転
中心に向かうに伴い曲率が大きくなるため、加工精度を
維持するために測定点間の切削点を多く設ける必要があ
るが、本実施例では、測定点と切削点とが一致している
ために、切削点の多い回転中心付近においても補正が容
易に行える利点がある。また、この実施例においては、
移動が必要な切削点のみならず、併せて移動させること
が望ましい隣接する切削点も自動的に移動させることが
できるため、オペレータの手間を著しく軽減することが
可能である。

【００２２】なお、上述した実施例においては、本発明
のＮＣデータ作成方法をスクロール加工機２０のＮＣデ
ータ作成に用いる例について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、曲線形状を加工する種々の
加工機械用ＮＣデータの作成に用いることができる。ま
た、更に、上述した実施例では、測定点の移動量をオペ
レータの手動作で入力する例を挙げたが、これを自動的
に行うよう構成することも可能である。また更に、上述
した実施例においては、切削点間を直線補間して工具を
送る例について説明したが、本発明のＮＣデータ作成方
法は、曲線補間を行う場合にも好適に用い得ることは言
うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】本発明においては、測定点と切削点とが
一致するように作成されているため、測定点において計
測されたずれ量に基づいて、補正が必要な切削点を簡単
に移動することができるため、ＮＣデータを容易に補正
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＮＣデータ作成装置の
構成図である。

【図２】図１に示すＮＣデータ作成装置によるＮＣデー
タ作成の処理を示すフローチャートである。

【図３】図２に示すフローチャートの教示点算出のため
の処理を示すフローチャートである。

【図４】図２に示す処理により作成されたＮＣデータに
基づくスクロール加工機による加工処理を示すフローチ
ャートである。

【図５】図４に示す処理により加工された工作物の精度
測定のための測定器による処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】図１に示すＮＣデータ作成装置によるＮＣデー
タの補正の処理を示すフローチャートである。

【図７】加工を行うスクロール板の形状に則したインボ
リュート曲線を示す図である。

【図８】本実施例のＮＣデータ作成装置による測定点と
切削点のプロットの状態を示す図である。

【図９】スクロール加工機により加工されている工作物
の状態を示す平面図である。

【図１０】本実施例のＮＣデータ作成装置の表示器の表
示画面を示す図である。

【図１１】従来技術に係るＮＣデータ作成の工程図であ
る。

【図１２】従来技術によるデータ作成装置による測定点
と切削点のプロットの状態を示す図である。

【符号の説明】

１０ ＮＣデータ作成装置 ２０ スクロール加工機 ３０ 測定器 ８１ 工具 ８３ 工作物 ９３ インボリュート曲線 Ｐ1 、Ｐ2 測定点 Ｑ1 、Ｑ2 切削点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 理論式から求められる理想曲線のデー
   タを分割して測定点群データを作成し、 この理想曲線に対して所定誤差範囲内のずれを許容して
   工具のトレースを可能にする必要最小限度のＮＣ点群デ
   ータを、そのＮＣ点群データの内の幾つかが前記測定点
   群データと一致するように作成し、 このＮＣ点群データからなるＮＣデータを作成し、 このＮＣデータにて工具を移動制御して工作物の加工を
   行い、 この加工した工作物について前記測定点群データとのず
   れ量を測定し、 このずれ量に基づいて前記ＮＣデータを補正することを
   特徴とするＮＣデータ作成方法。
2. 【請求項２】 前記補正は、所定量以上のずれ量が測
   定された測定点群データに対応するＮＣ点群データを前
   記ずれ量に応じて移動させ、この移動に伴い該測定点群
   データに近接するＮＣ点群データも該測定点群データの
   移動量に関連づけて移動させて、この移動させたＮＣ点
   群データを基にＮＣデータを作成することにより行うこ
   とを特徴とする請求項１記載のＮＣデータ作成方法。