JPS60118451A - テ−パ付き工具を用いた数値制御加工方法 - Google Patents
テ−パ付き工具を用いた数値制御加工方法Info
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- JPS60118451A JPS60118451A JP22496583A JP22496583A JPS60118451A JP S60118451 A JPS60118451 A JP S60118451A JP 22496583 A JP22496583 A JP 22496583A JP 22496583 A JP22496583 A JP 22496583A JP S60118451 A JPS60118451 A JP S60118451A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は2本の曲線の対応点をそれぞれ結んでなる曲面
をテーパ付き工具の胴部Cカッタサイド)で加工する数
値制御加工方法に関する。
をテーパ付き工具の胴部Cカッタサイド)で加工する数
値制御加工方法に関する。
〈従来技術〉
第1図に示すように2本の曲線CV1%CV。
上の対応点町、−1=1.2、・・・)をそれぞれ結ん
でなる曲面SFを工具BTの胴部で数値制御加工する方
法がある。この加工方法は第1、第2の曲線Cv1、c
vs上の対応点m is n i(1=1.2、・・・
)を工具BTの胴部(カッタサイド)が同時にたどるよ
うに工具BTをワークWKに対して相対的に移動制御し
て、曲面加工を行なうものでありワーク上面と下面の形
状が異なる曲面加工を行なえ有効である。又、この加工
方法によれば第2図に示すような工具BTの先端でのみ
加工する方法に比べ加工能率を著しく向上させることが
できる。
でなる曲面SFを工具BTの胴部で数値制御加工する方
法がある。この加工方法は第1、第2の曲線Cv1、c
vs上の対応点m is n i(1=1.2、・・・
)を工具BTの胴部(カッタサイド)が同時にたどるよ
うに工具BTをワークWKに対して相対的に移動制御し
て、曲面加工を行なうものでありワーク上面と下面の形
状が異なる曲面加工を行なえ有効である。又、この加工
方法によれば第2図に示すような工具BTの先端でのみ
加工する方法に比べ加工能率を著しく向上させることが
できる。
〈従来技術の欠点〉
ところで、か\る従来方法で使用される工具は、第3図
(A)、(B)に示すように工具径が工具軸方向に一定
なものであった。このため。
(A)、(B)に示すように工具径が工具軸方向に一定
なものであった。このため。
上記従来方法では第4図(A)、 (B)に示すような
チー・平付き工具を用いて2本の曲線の対応点をそれぞ
れ結んでなる曲面の加工ができなかった。
チー・平付き工具を用いて2本の曲線の対応点をそれぞ
れ結んでなる曲面の加工ができなかった。
又、従来の加工方法においては第5図を参照するとワー
クWKの上面及び下面の加工形状を特定する第1、第2
の曲線上の対応点mi、n1(i =1.2.3、・・
・)からそれぞれ工具径rだけ曲面法線方向にオフセッ
トした工具補正位置ml’、ni’をめ、工具中心軸T
CLが該工具補正位置mi’%ni’に同時(7) に位置するように工具BTをワークWKに対して相対的
に移動させて加工を行なうものであり、工具先端中心位
置は工具補正位置n l/(i−1,2、・・・)を連
続的にたどり、工具先端端部がワーク下面の第2曲線に
沿って移動する。
クWKの上面及び下面の加工形状を特定する第1、第2
の曲線上の対応点mi、n1(i =1.2.3、・・
・)からそれぞれ工具径rだけ曲面法線方向にオフセッ
トした工具補正位置ml’、ni’をめ、工具中心軸T
CLが該工具補正位置mi’%ni’に同時(7) に位置するように工具BTをワークWKに対して相対的
に移動させて加工を行なうものであり、工具先端中心位
置は工具補正位置n l/(i−1,2、・・・)を連
続的にたどり、工具先端端部がワーク下面の第2曲線に
沿って移動する。
そしてこのように、従来方法では工具先端端部がワーク
下面の第2曲線に沿って移動するため加工部品の下面に
ケバが生じ良好な加工ができない欠点があり、しかも切
削性が悪い欠点があった。
下面の第2曲線に沿って移動するため加工部品の下面に
ケバが生じ良好な加工ができない欠点があり、しかも切
削性が悪い欠点があった。
又、部品によってはワーク下部に段を有する部品が要求
される場合があるが上記従来方法では工具先端端部がワ
ーク下面の第2曲線に沿って移動するためワーク下部に
段を有する部品加工ができない欠点があった。
される場合があるが上記従来方法では工具先端端部がワ
ーク下面の第2曲線に沿って移動するためワーク下部に
段を有する部品加工ができない欠点があった。
〈発明の目的〉
本発明の目的はテーパ付き工具を用いて2本の曲線の対
応点をそれぞれ結んでなる曲面の加工ができる数値制御
加工方法を提供する(8) ことである。
応点をそれぞれ結んでなる曲面の加工ができる数値制御
加工方法を提供する(8) ことである。
本発明の別の目的はチーt4付き工具先端をワーク下面
から所定量突出させて該工具の胴部(カッタサイド)で
、2本の曲線の対応点を結んでなる曲面の加工ができる
数値制御加工方法を提供することである。
から所定量突出させて該工具の胴部(カッタサイド)で
、2本の曲線の対応点を結んでなる曲面の加工ができる
数値制御加工方法を提供することである。
本発明の更に別の目的はテーパ付き工具の先端端部をワ
ーク下面から所定l:引き上げた状態で2本の曲線の対
応点を結んでなる曲面の加工を行なってワーク下部に段
を有する部品を得る数値制御加工方法を提供することで
ある。
ーク下面から所定l:引き上げた状態で2本の曲線の対
応点を結んでなる曲面の加工を行なってワーク下部に段
を有する部品を得る数値制御加工方法を提供することで
ある。
〈発明の概要〉
第6図及び第7図は本発明の概略説明図である。本発明
は第1曲線cvl 及び第2曲線CV、上の対応点m1
%nl (’i = 1.2、・)をそれぞれ結んでな
る曲面SFをテーパ付き工具BTを用いて加工する数値
制御加工方法であり、前記2本の曲線cvl 、CV、
を特定する曲線情報と、テーパ付き工具のチー/4’角
αと工具先端の工具径rを特定するデータと、工具先端
位置補正量d又はd′と、工具径補正方向を少なくとも
含むデータを入力するステップ、2本の曲線上の対応点
mi、niを結ぶ母線ベクトルSに垂直な工具補正方向
の法線ベクトルNをめると共に、該母線ペクト具中心軸
ベクトルTと、該工具中心軸ベクトルに垂直なベクトル
Rをそれぞれめるステップ、前記対応点ni より母線
ベクトル方向に前記工具先端位置補正量に応じた量だけ
シフトとしたポイントの位置ベクトルPl をめると共
に、該位置ベクトルPi とベクトルRと工具先端の工
具半径rとから工具先端中心の位置ベクトルPl を演
算するステップ、工具先端中心の位置ベクトルPl と
工具中心軸ベクトルTを用いて数値制御工作機械の各軸
移動データを演算するステップ、該各軸移動データに基
いてテーパ付き工具BTをワークWKK対し相対的に移
動させて曲面加工を施すステップを有するテーパ付き工
具を用いた数値制御加工方法である。伺、工具先端位置
補正量d′を零とすることにより、第7図点線で示す位
置に工具をもたらして曲面SFの加工ができる。
は第1曲線cvl 及び第2曲線CV、上の対応点m1
%nl (’i = 1.2、・)をそれぞれ結んでな
る曲面SFをテーパ付き工具BTを用いて加工する数値
制御加工方法であり、前記2本の曲線cvl 、CV、
を特定する曲線情報と、テーパ付き工具のチー/4’角
αと工具先端の工具径rを特定するデータと、工具先端
位置補正量d又はd′と、工具径補正方向を少なくとも
含むデータを入力するステップ、2本の曲線上の対応点
mi、niを結ぶ母線ベクトルSに垂直な工具補正方向
の法線ベクトルNをめると共に、該母線ペクト具中心軸
ベクトルTと、該工具中心軸ベクトルに垂直なベクトル
Rをそれぞれめるステップ、前記対応点ni より母線
ベクトル方向に前記工具先端位置補正量に応じた量だけ
シフトとしたポイントの位置ベクトルPl をめると共
に、該位置ベクトルPi とベクトルRと工具先端の工
具半径rとから工具先端中心の位置ベクトルPl を演
算するステップ、工具先端中心の位置ベクトルPl と
工具中心軸ベクトルTを用いて数値制御工作機械の各軸
移動データを演算するステップ、該各軸移動データに基
いてテーパ付き工具BTをワークWKK対し相対的に移
動させて曲面加工を施すステップを有するテーパ付き工
具を用いた数値制御加工方法である。伺、工具先端位置
補正量d′を零とすることにより、第7図点線で示す位
置に工具をもたらして曲面SFの加工ができる。
〈実施例〉
以下、第6図及び第7図を参照しながら本発明の数値制
御加工方法を詳細に説明する。
御加工方法を詳細に説明する。
(1) まず、曲面の加工に先立って2本の曲線CVt
、CV@ を特定する曲線情報と、テーパ付き工具の
チーpJ?角αと工具先端の工具径rを特定するデータ
などの工具形状情報と、工具進行方向の左側或いは右側
に工具径補正をするかを示す工具径補正方向情報(G機
能命令G41又は04m。但しG41は左側オフセラ)
%G4mは右側オフセットである)と、前記各曲線を分
割する分割情報と、工具先端位置補正量d又はd′と工
具長tを入力してメモIJ IC格納する。伺、曲+1
1ilCvl はワークWK上面の加工形状、曲線Cv
3はワーク下面の(11) 加工形状であり、工具先端位置補正量d′は下面の曲線
Cv冨 上のポイントni から、曲面の母線ベクトル
方向に工具先端を突出あるいは引き上げる量であり、d
′=0の場合には工具はワーク下面から突出も又引き上
げられもしない。
、CV@ を特定する曲線情報と、テーパ付き工具の
チーpJ?角αと工具先端の工具径rを特定するデータ
などの工具形状情報と、工具進行方向の左側或いは右側
に工具径補正をするかを示す工具径補正方向情報(G機
能命令G41又は04m。但しG41は左側オフセラ)
%G4mは右側オフセットである)と、前記各曲線を分
割する分割情報と、工具先端位置補正量d又はd′と工
具長tを入力してメモIJ IC格納する。伺、曲+1
1ilCvl はワークWK上面の加工形状、曲線Cv
3はワーク下面の(11) 加工形状であり、工具先端位置補正量d′は下面の曲線
Cv冨 上のポイントni から、曲面の母線ベクトル
方向に工具先端を突出あるいは引き上げる量であり、d
′=0の場合には工具はワーク下面から突出も又引き上
げられもしない。
(2) ついで、前記ステップ(1)で入力した分割情
報に基いて各曲線CVt 、 CVsをそれぞれ分割し
、分割点m1bniをめる。たとえば分割情報として分
割数Mが入力されていれば各曲線なA:Bに分割する分
割点は以下の2−1)〜2−4)の手順によりめられる
(#%A+B=Mとする)。
報に基いて各曲線CVt 、 CVsをそれぞれ分割し
、分割点m1bniをめる。たとえば分割情報として分
割数Mが入力されていれば各曲線なA:Bに分割する分
割点は以下の2−1)〜2−4)の手順によりめられる
(#%A+B=Mとする)。
2−1)第1曲線CV、或いは第2曲線CV。
の各線素(曲線を構成する線分あるいは円弧を線素と称
する)の長さをめ、それ等を合計して曲線の長さDをめ
る。
する)の長さをめ、それ等を合計して曲線の長さDをめ
る。
2−3)分割の基点となる曲線の一方の端よりD′の長
さの位置を含む線素を抽出する。
さの位置を含む線素を抽出する。
Cl2)
この線素の抽出は最初の線素の長さをD1%次の線素の
長さをDo、以下同様にり、%・・・、oi・・・とす
るとき となるkをめることにより行われる。
長さをDo、以下同様にり、%・・・、oi・・・とす
るとき となるkをめることにより行われる。
2−4)k番目の線素に対し、その始点よりとなるに番
目の線素上の点をめる。このめた点が曲線を一方の端点
からA:Bに分割する点である。岡、2−3)において
l(= 1の又、分割情報として分割ピッチN(w*)
が与えられ\は以下の手順により分割点m i sni
をめる。
目の線素上の点をめる。このめた点が曲線を一方の端点
からA:Bに分割する点である。岡、2−3)において
l(= 1の又、分割情報として分割ピッチN(w*)
が与えられ\は以下の手順により分割点m i sni
をめる。
2−1)’ 菓1曲線CVs 及び第2曲線cv。
の長さDB(m)、DI(11111)をめる。
2 +、 2 ) ’ Mt =Dt /N%M雪=
D t /N の演算を行なう。
D t /N の演算を行なう。
2−3)’ MlとM、の大小を比較し、大きい方を分
割数として前記2−2)〜2−4)のステップを実行す
れば分割点m is n l がまる。
割数として前記2−2)〜2−4)のステップを実行す
れば分割点m is n l がまる。
(3) 曲線cv、、cvz 上の対応する分割点ml
s n iが1ればワーク下面形状を特定する第2曲
線CV、上の分割点n1における工具径補正方向側の法
線ベクトルNを演算する。
s n iが1ればワーク下面形状を特定する第2曲
線CV、上の分割点n1における工具径補正方向側の法
線ベクトルNを演算する。
この法線ベクトルNは第8図、第9図を参照して以下の
手順でめられる。
手順でめられる。
3−1)分割点ni の1つ手前及び1つ後の分割点n
1−1 s ni+1 をめる。伺、1つ手前の分割点
n1−1は既に工具BTがml−1、nl−IK移動す
る際に演算されているから、分割点n1−1 をめれば
よい。
1−1 s ni+1 をめる。伺、1つ手前の分割点
n1−1は既に工具BTがml−1、nl−IK移動す
る際に演算されているから、分割点n1−1 をめれば
よい。
3−2)上記3点nl −1、nl、 nl+1を通る
円弧CRI (第8図)をめると共に1分割点ni に
おいて円弧CR,に接する接線ベクトルU(単位ベクト
ル)をめる。
円弧CRI (第8図)をめると共に1分割点ni に
おいて円弧CR,に接する接線ベクトルU(単位ベクト
ル)をめる。
3−3)次に、曲面SFの母線ベクトルS(単位ベクト
ル)を よりめれば、法線ベクトルNは接線ペクト9図)、 N=8XU より分割点ni における法線ベクトルNがまる。但し
、記号norm は単位ベクトルであることを示し、P
m1、Pnlは分割点m1%niの位置ベクトルである
。
ル)を よりめれば、法線ベクトルNは接線ペクト9図)、 N=8XU より分割点ni における法線ベクトルNがまる。但し
、記号norm は単位ベクトルであることを示し、P
m1、Pnlは分割点m1%niの位置ベクトルである
。
(4) ついで、母線ベクトルSと法線ベクトルNとテ
ーノ’?角αとから工具中心軸ベクトルTと、該工具中
心軸ベクトルに垂直なベクトルRを次式により (15) 演算する。伺、工具中心軸ベクトルTとベクトルRが(
5)、 (e)式よりまる理由は第10図を参照された
い。
ーノ’?角αとから工具中心軸ベクトルTと、該工具中
心軸ベクトルに垂直なベクトルRを次式により (15) 演算する。伺、工具中心軸ベクトルTとベクトルRが(
5)、 (e)式よりまる理由は第10図を参照された
い。
線ベクトル方向に工具先端位置補正量d′シフトしたポ
イントP1の位置ベクトルPi を次式により Pl−Pnl−d′・5(7) 求める。同、工具先端位置補正量として第7図に示すd
が与えられ\ば次式により d′=d/可α (8) d′をめた後、(7)式の演算を行なう。
イントP1の位置ベクトルPi を次式により Pl−Pnl−d′・5(7) 求める。同、工具先端位置補正量として第7図に示すd
が与えられ\ば次式により d′=d/可α (8) d′をめた後、(7)式の演算を行なう。
(6)ついで、位置ベクトルP1 とベクトルRと工具
先端の工具半径rとから工具先端中心の位置ベクトルP
i を次式より PH=P1 + r−R(9) 演算する。
先端の工具半径rとから工具先端中心の位置ベクトルP
i を次式より PH=P1 + r−R(9) 演算する。
(16)
(7)シかる後、工具先端中心の位置ベクトルPi (
X、Y、Z)と、工具中心軸ベクトルT(I、J、K)
とから数値制御工作機械の各制御軸の位置データを演算
する。たとえば、第11図に示すように工具BTを垂直
回転方向(B軸方向)及び水平回転方向CC軸方向)に
回転してワークに対する工具中心軸方向を制御し、且つ
該工具をX%Y、zの3軸方向に移動させてワークに所
望の加工を施す同時5軸のフライス盤を考えると、工具
中心軸ベクトルT(1,J、K)と、工具先端中心の位
置ベクトルP1 (X%Y%z)と、工具長tとから工
具回転中心Qの直交座標値(X% 3’% Z )と、
工具BTの回転角位置を示す球座標値(b、c)は次式
から演算できる。
X、Y、Z)と、工具中心軸ベクトルT(I、J、K)
とから数値制御工作機械の各制御軸の位置データを演算
する。たとえば、第11図に示すように工具BTを垂直
回転方向(B軸方向)及び水平回転方向CC軸方向)に
回転してワークに対する工具中心軸方向を制御し、且つ
該工具をX%Y、zの3軸方向に移動させてワークに所
望の加工を施す同時5軸のフライス盤を考えると、工具
中心軸ベクトルT(1,J、K)と、工具先端中心の位
置ベクトルP1 (X%Y%z)と、工具長tとから工
具回転中心Qの直交座標値(X% 3’% Z )と、
工具BTの回転角位置を示す球座標値(b、c)は次式
から演算できる。
■
−1v/π履ド Q3
b=tan()
伺、α場、64式は直交座標系から球座標系への変換式
である。即ち、第12図に示すように工具BTの回転中
心Qを原点として直交座標系と球座標系を想定し、長さ
tの工具をB軸方向(垂直回転方向へb%ご軸方向(水
平回転方向)へC回転させると工具先端の直交座標(I
%J%K)は I=t−自b1部c QQ J=l −5fnb −1(11c QIK=1(2)
b Qη で表わせ、これ等00〜69式からb% Cをめると(
至)、64式となる。
である。即ち、第12図に示すように工具BTの回転中
心Qを原点として直交座標系と球座標系を想定し、長さ
tの工具をB軸方向(垂直回転方向へb%ご軸方向(水
平回転方向)へC回転させると工具先端の直交座標(I
%J%K)は I=t−自b1部c QQ J=l −5fnb −1(11c QIK=1(2)
b Qη で表わせ、これ等00〜69式からb% Cをめると(
至)、64式となる。
(8)最後に、OI〜α→式からめたX、 y。
2%b、eを用いて同時5軸のパルス分配演算を行なっ
て工具BTを曲線cvl の分割点m i + 1 か
ら分割点ml へ及び曲線CV、の分割点n1−sから
分割点nl へ移動させる。
て工具BTを曲線cvl の分割点m i + 1 か
ら分割点ml へ及び曲線CV、の分割点n1−sから
分割点nl へ移動させる。
以後、上記ステップ(1)〜(8)を繰り返えして、工
具BTを曲線CVl、CV、に沿って移動させれば所望
の曲面SFのフライス加工が行われる。
具BTを曲線CVl、CV、に沿って移動させれば所望
の曲面SFのフライス加工が行われる。
伺、以上においてd′=0とすればテーパ付き工具の先
端端部はワーク下面の加工形状を特定する第2曲線に沿
って移動し、又d′〉0とすればテーパ付き工具の先端
端部は母線ベクトル方向にワーク下面からd′だけ突出
して良好な加工が行なえ、更にd′〈0とすればチーt
+付き工具の先端端部は母線ベクトル方向にワーク下面
からd′だけ引き上げられて底付きの曲面加工が行なわ
れる。又、以上ではd′を入力するものとして説明した
が、テーパ付き工具の先端端部を第2曲線K(19) 沿って移動させて加工する場合にはd′を入力せず、前
記ステップ(5)を省略するようにシステムを構成でき
る。
端端部はワーク下面の加工形状を特定する第2曲線に沿
って移動し、又d′〉0とすればテーパ付き工具の先端
端部は母線ベクトル方向にワーク下面からd′だけ突出
して良好な加工が行なえ、更にd′〈0とすればチーt
+付き工具の先端端部は母線ベクトル方向にワーク下面
からd′だけ引き上げられて底付きの曲面加工が行なわ
れる。又、以上ではd′を入力するものとして説明した
が、テーパ付き工具の先端端部を第2曲線K(19) 沿って移動させて加工する場合にはd′を入力せず、前
記ステップ(5)を省略するようにシステムを構成でき
る。
更に、以上においては分割数或いは分割ピッチを入力し
て第1、第2曲線の分割点mI、nB をめ、これら第
1、第2曲線の分割点mi%”iを対応点とした場合に
ついて説明したが、以下のように曲線情報を入力して対
応点をめるようにしてもよい。すなわち、第1曲線CV
1 と第2曲線Cvs における線素をそれぞれ第13
図に示すようKGl、Gs。
て第1、第2曲線の分割点mI、nB をめ、これら第
1、第2曲線の分割点mi%”iを対応点とした場合に
ついて説明したが、以下のように曲線情報を入力して対
応点をめるようにしてもよい。すなわち、第1曲線CV
1 と第2曲線Cvs における線素をそれぞれ第13
図に示すようKGl、Gs。
Gs%Gy ・”:Gss G4 s Gs 、Gs
”’とし、又線素G、とGM、GM とG、、G、とG
、 、G、とC8・・・・・・・・・が互いに対応する
ものとすると曲線情報は、 Gl : Sl s S冨、40 G意:811%S7%40 Gg : C1、CWs s、 、ss 、40G4
: Cg % CWs 81 s 8@ s 40・・
・(4)Gs :Ss%s、、a。
”’とし、又線素G、とGM、GM とG、、G、とG
、 、G、とC8・・・・・・・・・が互いに対応する
ものとすると曲線情報は、 Gl : Sl s S冨、40 G意:811%S7%40 Gg : C1、CWs s、 、ss 、40G4
: Cg % CWs 81 s 8@ s 40・・
・(4)Gs :Ss%s、、a。
C20】
Gg :86 % Sg 、30
G7 : C3、CWs 541i ss 、50G@
: 811 、810% 50 となる。但し、各線素の端点S1−5to 1円弧C1
、CI、C3は既に定義済であるものとする。又、上記
曲線情報のうちcw“は時計方向の円弧であることを示
し、又末尾の数値30.40.50は各線素G1の分割
数である。そして、第14図(A)に示すように分割数
をM、2点Pa%pbの座標値をそれぞれ(x、、yl
l)、(x B、yb)とすれば該2点を結ぶ直線LM
の第j分割点Pjの座標値xj、yj(j=1.2、・
・・・・・M)はとなる。又、!14図(B)に示すよ
うに、C0を中心角、rを円弧半径、Mを分割数、θ(
θ。/M )を角度増分とすれば第j分割点Pjの座標
値xj%yj、(j=1.2、・・・・・・M)は X j”X j−1’cosθ−y・1・崗θ (19
&)− 7j” xj−1”石θ+7j−□’Cmθ (19b
)となる。但し、上式中X (1”” X a 、Y
”’ 3’ Bである。
: 811 、810% 50 となる。但し、各線素の端点S1−5to 1円弧C1
、CI、C3は既に定義済であるものとする。又、上記
曲線情報のうちcw“は時計方向の円弧であることを示
し、又末尾の数値30.40.50は各線素G1の分割
数である。そして、第14図(A)に示すように分割数
をM、2点Pa%pbの座標値をそれぞれ(x、、yl
l)、(x B、yb)とすれば該2点を結ぶ直線LM
の第j分割点Pjの座標値xj、yj(j=1.2、・
・・・・・M)はとなる。又、!14図(B)に示すよ
うに、C0を中心角、rを円弧半径、Mを分割数、θ(
θ。/M )を角度増分とすれば第j分割点Pjの座標
値xj%yj、(j=1.2、・・・・・・M)は X j”X j−1’cosθ−y・1・崗θ (19
&)− 7j” xj−1”石θ+7j−□’Cmθ (19b
)となる。但し、上式中X (1”” X a 、Y
”’ 3’ Bである。
第15図は本発明の実施例を示すブロック図である。図
中、101は第1曲線、第2曲線を特定する曲線情報D
CV 1 s D CV 2 、テーパ付き工具のテ
ーパ角α、工具先端の工具径r、工具長t1工具補正方
向データG41又は041 %切削速度F、各曲線を分
割する分割情報M1工具先端位置補正量d′が記録され
た外部記憶媒体、102は入力制御部であり外部記憶媒
体101から上記情報を読取り曲線7”−IDCVI
、DCV、を第1メモリー03に格納し、又分割数M、
テーノ+角α、工具径r、工具長t、工具先端位置補正
td’Th切削速度F及び工具補正方向データを第2メ
モリ104に格納する。105は操作盤、106は数値
制御部、10Tは分割点演算ユニットであり、曲線Cv
1、Cvlを特定する曲線データDCV1、DCV、及
び分割比A二Bを入力されて分割点m1.nlの座標値
を演算する。
中、101は第1曲線、第2曲線を特定する曲線情報D
CV 1 s D CV 2 、テーパ付き工具のテ
ーパ角α、工具先端の工具径r、工具長t1工具補正方
向データG41又は041 %切削速度F、各曲線を分
割する分割情報M1工具先端位置補正量d′が記録され
た外部記憶媒体、102は入力制御部であり外部記憶媒
体101から上記情報を読取り曲線7”−IDCVI
、DCV、を第1メモリー03に格納し、又分割数M、
テーノ+角α、工具径r、工具長t、工具先端位置補正
td’Th切削速度F及び工具補正方向データを第2メ
モリ104に格納する。105は操作盤、106は数値
制御部、10Tは分割点演算ユニットであり、曲線Cv
1、Cvlを特定する曲線データDCV1、DCV、及
び分割比A二Bを入力されて分割点m1.nlの座標値
を演算する。
108は分割比記憶レジスタであり、前述の(11〜(
8)のステップが完了する毎に数値制御部106にて 1+1→A % M−A−)B い1 の演算が行われ、その演算結果が記憶される。
8)のステップが完了する毎に数値制御部106にて 1+1→A % M−A−)B い1 の演算が行われ、その演算結果が記憶される。
岡、初期時1=0である。109は分割点座標記憶レジ
スタであり、現在工具が位置1〜ている現分割点mi
−1、J−1、次に工具が移動する分割点mi、ni及
び次の次の分割点m1nt。
スタであり、現在工具が位置1〜ている現分割点mi
−1、J−1、次に工具が移動する分割点mi、ni及
び次の次の分割点m1nt。
” i+x の位置ベクトルがそれぞれ配憶される。
110は母線ベクトル及び法線ベクトルを演算する演算
ユニットであり、G機能命令で与えられる工具径補正方
向情報を用いてステラ(23) プ3−1)〜3−3)により母線ベクトルS′と第2曲
線の分割点nIKおける法線ベクトルNを演算する。1
11は工具中心軸ベクトルTと該工具中心軸ベクトルに
垂直なベクトルRを(5)〜(6)式により演算する演
算ユニット、112は分割点n1 より母線ベクトル方
向にd′シフトしたポイントPi の位置ベクトル→I Pl を(7)式より演算する演算ユニット、113は
工具先端中心の位置ベクトルを演算する演算ユニットで
あり、(9)弐により工具先端中心の位置ベクトルPl
(X−Ys Z )を演算する。114は位置データ演
算ユニットであり、工具中心軸ベクトルT(I、J、K
)及び工具先端中心の位置ベクトルPI(X%Y、 Z
)と工具長tを入力され、01−04式からX%Y12
軸及び8%C軸の位置データx、y、z、5% Cを演
算して出力する。115はi4ルス分配器であり、数値
制御部106から構成される装置データΔX1ΔY1Δ
2.ΔB1ΔCを入力され、周知の・9ルス分配演算を
実(24) 行して各軸の分配パルスX2、Yl、21、B9、Cを
発生する。同、各軸分配ノ9ルスはそれそれ図示しない
各軸のサー?回路に入力され、各軸のモータを駆動し工
具を曲線CVt%CV。
ユニットであり、G機能命令で与えられる工具径補正方
向情報を用いてステラ(23) プ3−1)〜3−3)により母線ベクトルS′と第2曲
線の分割点nIKおける法線ベクトルNを演算する。1
11は工具中心軸ベクトルTと該工具中心軸ベクトルに
垂直なベクトルRを(5)〜(6)式により演算する演
算ユニット、112は分割点n1 より母線ベクトル方
向にd′シフトしたポイントPi の位置ベクトル→I Pl を(7)式より演算する演算ユニット、113は
工具先端中心の位置ベクトルを演算する演算ユニットで
あり、(9)弐により工具先端中心の位置ベクトルPl
(X−Ys Z )を演算する。114は位置データ演
算ユニットであり、工具中心軸ベクトルT(I、J、K
)及び工具先端中心の位置ベクトルPI(X%Y、 Z
)と工具長tを入力され、01−04式からX%Y12
軸及び8%C軸の位置データx、y、z、5% Cを演
算して出力する。115はi4ルス分配器であり、数値
制御部106から構成される装置データΔX1ΔY1Δ
2.ΔB1ΔCを入力され、周知の・9ルス分配演算を
実(24) 行して各軸の分配パルスX2、Yl、21、B9、Cを
発生する。同、各軸分配ノ9ルスはそれそれ図示しない
各軸のサー?回路に入力され、各軸のモータを駆動し工
具を曲線CVt%CV。
に沿って移動させる。
伺、数値制御部106は位置データ演算ユニット114
から各軸の位置データX s )’ 5zsbscが入
力され\ば翰弐の演算を行なって分割比A、Bをめ、こ
れを分割点記憶レジスター08に記憶し、且つ分割点演
算ユニツ)107に対し次の分割点演算の開始を指示す
る。又、数値制御部106は現在位置メモリー16に記
憶されている各軸現在位置XいYい2いBいC&と人力
された位置デl Xs ys Z%b、cの差分を演算
して各軸インクリメンタル値Xi%Yi%z1、B1−
Clをめ、これらと切削速度Fとから各軸方向の速度成
分Fx%Fy%F2、Fb%F0を次式%式% よりめ、しかる後予め定められている時間ΔT(たとえ
ば16m1・C)の間に各軸方向に移動すべき移動量Δ
X1ΔY、Δ2.ΔB。
から各軸の位置データX s )’ 5zsbscが入
力され\ば翰弐の演算を行なって分割比A、Bをめ、こ
れを分割点記憶レジスター08に記憶し、且つ分割点演
算ユニツ)107に対し次の分割点演算の開始を指示す
る。又、数値制御部106は現在位置メモリー16に記
憶されている各軸現在位置XいYい2いBいC&と人力
された位置デl Xs ys Z%b、cの差分を演算
して各軸インクリメンタル値Xi%Yi%z1、B1−
Clをめ、これらと切削速度Fとから各軸方向の速度成
分Fx%Fy%F2、Fb%F0を次式%式% よりめ、しかる後予め定められている時間ΔT(たとえ
ば16m1・C)の間に各軸方向に移動すべき移動量Δ
X1ΔY、Δ2.ΔB。
ΔCを次式
%式%
よりめ、これらΔX1ΔY1Δ2.ΔB。
ΔCを時間ΔT毎にパルス分、配器115に出力する。
パルス分配器115は入力データに基づいて同時5軸の
ノJ?ルス分配演算を行って分配パルスX1、Yl、2
1、B2、C9を発生して各軸のザーポ回路(図示せず
)に出力し、工具を切削通路に沿って移動させる。
ノJ?ルス分配演算を行って分配パルスX1、Yl、2
1、B2、C9を発生して各軸のザーポ回路(図示せず
)に出力し、工具を切削通路に沿って移動させる。
数値制御部106は又31秒毎に現在位置メモリ116
の現在位置Xa、 Y、L%Z、、 Ba。
の現在位置Xa、 Y、L%Z、、 Ba。
C0を次式により
Xa±ΔX−+X8
Ya±ΔY−+Y 。
Z&土Δ2−→za
Ba±ΔB −) B 。
Ca±ΔC−+C,L
更新しく符号は移動方向に依存する)、又同様に31秒
毎に残移動量メモリ117に記憶されている残移動量X
r%Yr1zr%Br、cr(初期値はそれぞれXi、
Yi、 Zi、 Bl、cl)を次式により Xr−ΔX−+Xr (27) Yr−Δy−ayr Zr −Δ2→ zr Br −ΔB→ Br Cr −ΔC−+ Cr 更新する。そして数値制御部106は Xr−Yr=zr=Br=Cr=。
毎に残移動量メモリ117に記憶されている残移動量X
r%Yr1zr%Br、cr(初期値はそれぞれXi、
Yi、 Zi、 Bl、cl)を次式により Xr−ΔX−+Xr (27) Yr−Δy−ayr Zr −Δ2→ zr Br −ΔB→ Br Cr −ΔC−+ Cr 更新する。そして数値制御部106は Xr−Yr=zr=Br=Cr=。
となれば次の位置データを位置データ演算ユニット11
・4から取り込み上記処理を繰返えす。
・4から取り込み上記処理を繰返えす。
又、外部記憶媒体101がらのデータの読取りは、操作
盤105から読取指令があったとき数値制御部106が
入力制御部102に読取開始を指示する。更に、数値制
御加工の起動命令も操作盤105がら指令され、数値制
御部106は起動命令を受信すればQ −+ iとして
(ホ)式の演算を行って分割比A、Bをめ、これを分割
比レジスタ10Bに記憶すると共に、分割点演算ユニッ
ト1oTに分割点演算を指示する。
盤105から読取指令があったとき数値制御部106が
入力制御部102に読取開始を指示する。更に、数値制
御加工の起動命令も操作盤105がら指令され、数値制
御部106は起動命令を受信すればQ −+ iとして
(ホ)式の演算を行って分割比A、Bをめ、これを分割
比レジスタ10Bに記憶すると共に、分割点演算ユニッ
ト1oTに分割点演算を指示する。
(28)
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によればテーノN付き工具
を用いて2本の曲線の対応点をそれぞれ結んでなる曲面
の加工ができる。
を用いて2本の曲線の対応点をそれぞれ結んでなる曲面
の加工ができる。
又、本発明によればテーパ付き工具の先端をワーク下面
から所定量突出させてカッタサイドで2本の曲線の対応
点を結んでなる曲面の加工ができるから、ワーク下面に
ケバが生じることがなく、仕上り形状が良好な、しかも
切削性の良い曲面加工ができる。
から所定量突出させてカッタサイドで2本の曲線の対応
点を結んでなる曲面の加工ができるから、ワーク下面に
ケバが生じることがなく、仕上り形状が良好な、しかも
切削性の良い曲面加工ができる。
又、本発明によれば工具先端補正量を適当に定めること
によりテーパ付き工具の先端端部なワーク下面から所定
量引き上げた状態で2本の曲線の対応点を結んでなる曲
面の加工を行ってワーク下部に段を有する部品を得るこ
とができる。
によりテーパ付き工具の先端端部なワーク下面から所定
量引き上げた状態で2本の曲線の対応点を結んでなる曲
面の加工を行ってワーク下部に段を有する部品を得るこ
とができる。
伺、第15図のブロック図をマイクロコンピュータを用
いて構成することもでき、その場合プロセッサの処理は
前述のステップ(11〜(8)Kよる。又、以上は位置
データ演算ユニット114で得られた位置データに友い
て直ちK t4ルス分配演算を行って工作機械を制御し
た場合であるが、該位置データを用いてNCテープを一
旦作成し、該NCテープ情報をNC装置に入力して数値
制御加工することもできる。
いて構成することもでき、その場合プロセッサの処理は
前述のステップ(11〜(8)Kよる。又、以上は位置
データ演算ユニット114で得られた位置データに友い
て直ちK t4ルス分配演算を行って工作機械を制御し
た場合であるが、該位置データを用いてNCテープを一
旦作成し、該NCテープ情報をNC装置に入力して数値
制御加工することもできる。
第1図、第2図及び第5図は従来の数値制御加工方法説
明図、第3図は従来方法に用いられる工具径一定の工具
説明図、第4図は本発明に用いられるテーノQ付き工具
の説明図、第6図及び!7図は本発明に係る数値制御加
工方法の説明図、第8図及び第9図は法線ベクトルの演
算説明図、第10図は工具中心軸ベクトルなどの演算説
明図、第11図及び第12図は各軸の位置データ演算法
説明図、第13図は曲線情報説明図、第14図は対応点
演算説明図%第15図は本発明の実施例を示すブロック
図である。 101・・・・・・外部記憶媒体 102・・・・・・入力制御部 103・・・・・・第1メモリ 104・・・・・・第2メモリ 106・・・・・・数値制御部 107・・・・・・分割点演算ユニット109・・・・
・・分割点座標記憶レジスタ110〜113・・・・・
・演算ユニット114・・・・・・位置データ演算ユニ
ット115・・・・・・l?ルス分配器 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士齋藤千幹 (31)
明図、第3図は従来方法に用いられる工具径一定の工具
説明図、第4図は本発明に用いられるテーノQ付き工具
の説明図、第6図及び!7図は本発明に係る数値制御加
工方法の説明図、第8図及び第9図は法線ベクトルの演
算説明図、第10図は工具中心軸ベクトルなどの演算説
明図、第11図及び第12図は各軸の位置データ演算法
説明図、第13図は曲線情報説明図、第14図は対応点
演算説明図%第15図は本発明の実施例を示すブロック
図である。 101・・・・・・外部記憶媒体 102・・・・・・入力制御部 103・・・・・・第1メモリ 104・・・・・・第2メモリ 106・・・・・・数値制御部 107・・・・・・分割点演算ユニット109・・・・
・・分割点座標記憶レジスタ110〜113・・・・・
・演算ユニット114・・・・・・位置データ演算ユニ
ット115・・・・・・l?ルス分配器 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士齋藤千幹 (31)
Claims (8)
- (1)第1曲線及び第2曲線上の対応点をそれぞれ結ん
でなる曲面なテーパ付き工具を用いて加工する数値制御
加工方法において、前記2本の曲線を特定する曲線情報
と、工具のテーパ角αと工具先端の工具径を特定するデ
ータと、工具径補正方向を少なくとも含むデータを入力
するステップ、2本の曲線上の対応点ml、nlを結ぶ
母線ベクトルSに垂直な工具補正方向の法線ベクトル線
ベクトルNとテーノ臂角αとから工具中心軸ベクトルT
と、該工具中心軸ベクトルに垂直なベクトルRをそれぞ
れめるステップ、対応点niの位置ベクトルPni と
ベクトルRと工具先端の工具半径rとから該対応点nl
より工具径オフセットした工具補正位置nl′を演算
するステップ、工具補正位置ベクトルP ′と工具中心
軸ペクトi ルを用いて数値制御工作機械の各軸移動データを演算す
るステップ、該各軸移動データに基いて工具をワークに
対し相対的に移動させて曲面加工を施すステップを有す
るテーパ付き工具を用いた数値制御加工方法。 - (2)工具中心軸ベクトルTと該工具中心軸ベクトルに
垂直なベクトルRを により演算することを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項記載のテーパ付き工具を用いた数値制御加工方法。 - (3)工具補正位置ベクトルPnl′ をにより演算す
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項又は第(
2)項記載のテーノ4付き工具を用いた数値制御加工方
法。 - (4) 第1曲線及び第2曲線上の対応点をそれぞれ結
んでなる曲面をテーパ付き工具を用いて加工する数値制
御加工方法において、前記2本の曲線を特定する曲線情
報と、工具のテーパ角αと工具先端の工具径を特定する
データと、工具先端位置補正量と、工具径補正方向を少
なくとも含むデータを入力するステラ1,2本の曲線上
の対応点mi%ni を結ぶ母線ベクトルSに垂直な工
具補正方向の法線ベクトルNをめると共チーi’?角α
とから工具中心軸ベクトルTと、該工具中心軸ベクトル
に垂直なベクトルRをそれぞれめるステップ、前記対応
点 n1 より母線ベクトル方向に前記工具先端位置補正量
に応じた量だけシフトとしたディントの位置ベクトルP
(をめると共に、該位置ベクトルP1とベクトルRと工
具光(3) 端の工具半径rとから工具先端中心の位置ベクトルPI
を演算するステップ、工具先端中心の位置ベクトルPi
と工具中心軸ベクトルTを用いて数値制御工作機械の
各軸移動データを演算するステップ、該各軸移動データ
に基いて工具をワークに対し相対的に移動させて曲面加
工を施すステップを有するテーノ+付き工具を用いた数
値制御加工方法。 - (5)工具中心軸ベクトルTと該工具中心軸ベクトルに
垂直なベクトルRを により演算することを特徴とする特許請求の範囲第(4
)項記載のテーパ付き工具を用いた数値制御加工方法。 - (6)前記母線ベクトル方向の工具先端位置補正量をd
′とするとき、位置ベクトルP・(4) Pi −Pni −d′・S よりめ、工具先端中心の位置ベクトルPlを Pl=P1 + r ・R よりめることを特徴とする特許請求の範囲第(4)項又
は第(5)項記載のテーパ付き工具を用いた数値制御加
工方法。 - (7)前記第1の曲線及び第2の曲線をそれぞれワーク
上面及び下面の加工形状とすると共に、前記工具先端位
置補正量を正の値とすることにより工具をワーク面より
突出させて加工を行なうことを特徴とする特許請求の範
囲第(6)項記載のテーパ付き工具を用いた数値制御加
工方法。 - (8) 前記第1の曲線及び第2の曲線をそれぞれワー
ク下面の加工形状とすると共に、前記工具先端位置補正
量を負の値とすることによりワーク下部に段を有する部
品の加工を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第(
6)項記載のチーij付き工具を用いた数値制御加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22496583A JPS60118451A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | テ−パ付き工具を用いた数値制御加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22496583A JPS60118451A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | テ−パ付き工具を用いた数値制御加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118451A true JPS60118451A (ja) | 1985-06-25 |
Family
ID=16821978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22496583A Pending JPS60118451A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | テ−パ付き工具を用いた数値制御加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118451A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5305228A (en) * | 1990-08-09 | 1994-04-19 | Fanuc, Ltd. | Tool axis direction calculation method |
-
1983
- 1983-11-29 JP JP22496583A patent/JPS60118451A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5305228A (en) * | 1990-08-09 | 1994-04-19 | Fanuc, Ltd. | Tool axis direction calculation method |
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