JP2003256010A - Control method and control device of machine tool, program of causing computer to execute its control, and computer readable storage media storing program - Google Patents
Control method and control device of machine tool, program of causing computer to execute its control, and computer readable storage media storing programInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転する工具によ
ってワークの加工面の切削を行い所定形状の製品を形成
する工作機械の制御方法及びその制御装置、並びに、そ
の制御をコンピュータに実行させるプログラム及びそれ
を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a machine tool for cutting a machined surface of a work by a rotating tool to form a product having a predetermined shape, a control device therefor, and a program for causing a computer to execute the control. And a computer-readable recording medium recording the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、切削加工、例えばNC(数値制
御)切削加工は、ワーク(金属材料)の加工面における
所定の工具経路を辿るように切削用の工具を移動させる
ことにより行われる。しかし、その切削加工中に工具に
かかる負荷の状態が変化することがある。例えば、自動
車のボディをプレス成形する金型のように自由曲面を多
くもつワークの切削加工においては、主に三次元切削が
可能なボールエンドミルが使用されるが、切削負荷が頻
繁に変化する傾向がある。2. Description of the Related Art Generally, cutting, for example, NC (numerical control) cutting is carried out by moving a cutting tool so as to follow a predetermined tool path on a work surface of a work (metal material). However, the state of the load applied to the tool may change during the cutting process. For example, in the machining of workpieces with many free-form surfaces such as metal molds for press-molding automobile bodies, ball end mills that enable three-dimensional cutting are mainly used, but the cutting load tends to change frequently. There is.
【0003】この問題に対して、従来、切削加工中に工
具にかかる負荷を検出し、この検出された負荷の変動に
応じて工具の相対送り速度を制御することにより、工具
に過大負荷がかかることが避けることが行なわれてい
る。また、特開昭61−30355号公報には、工具を
ワークに向かって前進させ、ワークに対する接触を検出
すると、これに応答して適応制御を開始するとともに、
その開始時の工具の送り速度を低減させることにより、
過大負荷による工具の切削刃先の損傷を避けることが開
示されている。To solve this problem, conventionally, the load applied to the tool during cutting is detected, and the relative feed speed of the tool is controlled according to the fluctuation of the detected load, whereby the tool is overloaded. Things are being avoided. Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-30355, when a tool is advanced toward a workpiece and contact with the workpiece is detected, adaptive control is started in response to this, and
By reducing the feed rate of the tool at the start,
It is disclosed to avoid damaging the cutting edge of the tool due to overload.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、図
15に示すように、ワーク2の加工面にいわゆるポケッ
ト部8といわれる凹部が形成されており、そのポケット
部8表面を工具5(ボールエンドミル)で切削する場
合、工具5はポケット部8の一方の開口端から底部に下
降移動した後、底部から他方の開口端に向かって上昇移
動する。このとき、工具5の送り速度を一定とすると、
工具5が下降移動するときに比べて上昇移動するときの
方が工具5にかかる負荷が大きいことが分かっている。
そして、工具5に過大負荷がかかると、工具5の破損を
招く虞が高まり、そのために工具寿命が短くなってしま
うこととなる。By the way, for example, as shown in FIG. 15, a concave portion called a so-called pocket portion 8 is formed on the machined surface of the work 2, and the surface of the pocket portion 8 is formed by the tool 5 (ball end mill). ), The tool 5 moves downward from one open end of the pocket 8 to the bottom, and then moves upward from the bottom toward the other open end. At this time, if the feed rate of the tool 5 is constant,
It is known that the load applied to the tool 5 is larger when the tool 5 moves up as compared to when it moves down.
When the tool 5 is overloaded, the tool 5 is more likely to be damaged, which shortens the life of the tool.
【0005】本発明の課題は、ボールエンドミルのよう
な回転する工具によってワークの加工面の切削を行い所
定形状の製品を形成する工作機械において、工具に過大
負荷がかかって破損するのを防止し、それによって工具
寿命を延ばすことである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent a tool from being damaged by an excessive load applied to it in a machine tool for cutting a work surface of a work by a rotating tool such as a ball end mill to form a product having a predetermined shape. , Thereby extending tool life.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ワークに対す
る工具の接触面積が工具にかかる負荷に深く関与してい
ることに基づいてなされたものであり、工具の送り速度
をワークとの接触面積に基づいて設定するようにしたも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the fact that the contact area of a tool with a work is deeply related to the load applied to the tool. The setting is based on.
【0007】具体的には、本発明の工作機械の制御方法
は、回転する工具によってワークの加工面の切削を行い
所定形状の製品を形成する工作機械のものであって、ワ
ーク形状情報と製品形状情報と工具情報とに基づいて、
ワークに対する工具の工具経路を算出するステップと、
前記工具で前記ワークを切削するときの第1送り速度を
設定するステップと、前記ワーク形状情報と前記工具情
報とに基づいて、前記ワークに対する前記工具の接触面
積を算出するステップと、前記ワークに対する前記工具
の接触面積に基づいて、前記第1送り速度を補正した第
2送り速度を設定するステップと、前記工具経路と前記
第2送り速度とに基づいて、前記工具で前記ワークを切
削させるステップと、を備えていることを特徴とする。Specifically, a machine tool control method of the present invention is for a machine tool that cuts a machined surface of a work with a rotating tool to form a product having a predetermined shape. Based on the shape information and tool information,
Calculating the tool path of the tool for the workpiece,
A step of setting a first feed rate when cutting the work with the tool; a step of calculating a contact area of the tool with the work based on the work shape information and the tool information; Setting a second feed rate that is a correction of the first feed rate based on the contact area of the tool; and cutting the work with the tool based on the tool path and the second feed rate. And are provided.
【0008】ワークに対する工具の接触面積と工具にか
かる負荷とは略比例する関係にあり、その接触面積をみ
ることは間接的に工具にかかる負荷をみることを意味す
る。従って、上記のようにすれば、ワークに対する工具
の接触面積に基づいて、第1送り速度を補正した第2送
り速度が設定されるので、その接触面積が広い場合に
は、第1送り速度を低めた第2送り速度に補正すること
により、工具に過大負荷がかかって破損することを防止
でき、また、それによって工具寿命を延ばすことができ
る。The contact area of the tool with the work and the load applied to the tool are in a substantially proportional relationship, and observing the contact area means indirectly viewing the load applied to the tool. Therefore, according to the above, the second feed speed, which is the correction of the first feed speed, is set based on the contact area of the tool with respect to the work. Therefore, when the contact area is wide, the first feed speed is By compensating for the lower second feed rate, it is possible to prevent the tool from being damaged by being overloaded, and by doing so, the tool life can be extended.
【0009】本発明の工作機械の制御方法は、前記ワー
クに対する前記工具の接触面積が広いほど前記第2送り
速度を遅く設定するものとしてもよい。In the method for controlling a machine tool of the present invention, the second feed rate may be set slower as the contact area of the tool with respect to the work is wider.
【0010】このようにすれば、第2送り速度がワーク
に対する工具の接触面積に対応したものとなるので、工
具の接触面積に基づいて第2送り速度が不連続に変化し
て設定される場合に比較して本発明の作用がより適正に
営まれることとなる。With this configuration, the second feed rate corresponds to the contact area of the tool with the workpiece, so that the second feed rate is discontinuously changed and set based on the contact area of the tool. Compared with the above, the action of the present invention is performed more appropriately.
【0011】本発明の工作機械の制御方法は、前記第1
送り速度を、前記工具の1切削刃の1回転当たりの切削
量が一定となるように設定するものとしてもよい。A method of controlling a machine tool according to the present invention is the first method described above.
The feed rate may be set so that the cutting amount per one rotation of one cutting edge of the tool is constant.
【0012】工具の1切削刃の1回転当たりの切削量と
その切削刃にかかる切削負荷とは略比例する関係にあ
り、1切削刃の1回転当たりの切削量をみることは間接
的に1切削刃にかかる切削負荷をみることを意味する。
従って、工具の1切削刃の1回転当たりの切削量が一定
となるようにすれば、工具の刃数又は回転数が変わって
も、工具にかかる切削負荷には大差がないということに
なる。上記のようにすれば、工具の1切削刃の1回転当
たりの切削量が一定となるように第1送り速度を設定す
るようにしているので、刃数や回転数に拘わらず各切削
刃に過大負荷がかかることを防止して工具寿命を延ばす
ことができ、しかも、切削量の少ない箇所、例えば浅く
切削するところでは第1送り速度が速くなるので、切削
加工時間が全体的に長くなることを避けることができ
る。The cutting amount per one rotation of the cutting blade of the tool and the cutting load applied to the cutting blade are in a substantially proportional relationship, and it is indirect to see the cutting amount per one rotation of the cutting blade. It means to see the cutting load on the cutting blade.
Therefore, if the cutting amount per one rotation of one cutting blade of the tool is made constant, even if the number of blades or the number of rotations of the tool is changed, the cutting load applied to the tool is not so different. According to the above, the first feed speed is set so that the cutting amount per one rotation of one cutting blade of the tool is constant, so that the cutting blade is set to each cutting blade regardless of the number of blades and the number of rotations. The tool life can be extended by preventing an excessive load from being applied, and the first feed speed becomes faster in a place where the cutting amount is small, for example, in a place where shallow cutting is performed, so that the cutting processing time becomes long as a whole. Can be avoided.
【0013】本発明の工作機械の制御方法は、前記ワー
クに接触してから離れるまでの前記工具の移動経路を複
数の区分に分割し、前記ワーク形状情報と前記工具情報
とに基づいて、各区分において前記工具を一定の回転数
で回転させたときにおける前記ワークに対する前記工具
の接触部分のうち回転半径方向の接触長さの最も長い位
置での工具周速度を求め、次に所定の複数の区分の工具
周速度の平均である平均工具周速度と、前記ワークに対
する前記工具の最も接触確率の高い回転半径方向の位置
である接触高確率位置とを求め、次いで前記接触高確率
位置で前記平均工具周速度となるように前記第1送り速
度における前記工具の回転数を算出するステップをさら
に備えているものとしてもよい。In the machine tool control method according to the present invention, the movement path of the tool from the time when the work comes into contact with the time when the work leaves the work is divided into a plurality of sections, and each is based on the work shape information and the tool information. Obtain the tool peripheral speed at the position of the longest contact length in the radial direction of rotation of the contact portion of the tool with respect to the work when the tool is rotated at a constant number of rotations in a section, and then determine a predetermined plurality of An average tool peripheral velocity that is the average of the tool peripheral velocities of the sections, and a contact high probability position that is the position in the rotational radial direction with the highest contact probability of the tool with respect to the work are obtained, and then the average at the contact high probability position. The method may further include a step of calculating the rotation speed of the tool at the first feed speed so as to obtain the tool peripheral speed.
【0014】ボールエンドミルのような工具では、一定
回転数で回転させても回転半径方向の位置によって周速
度が異なるために、ワークに対する工具の接触位置によ
って切削状態が異なるものとなってしまう。しかしなが
ら、上記のようにすれば、ワークに対する工具の接触位
置に対応した平均化された工具の回転数が設定されるの
で、それによって切削状態の均一化を図ることができ
る。With a tool such as a ball end mill, even if the tool is rotated at a constant rotational speed, the peripheral speed varies depending on the position in the radial direction of rotation, so the cutting state varies depending on the contact position of the tool with respect to the work. However, according to the above, the averaged rotation speed of the tool corresponding to the contact position of the tool with respect to the work is set, so that the cutting state can be made uniform.
【0015】この場合、本発明の工作機械の制御方法
は、前記第1送り速度における前記工具の回転数を、工
具変更時に設定変更することが望ましい。切削加工時に
工具の回転数を変更した場合、加工表面に段差が生じる
ことがある。しかしながら、上記のようにすれば、工具
の回転数の設定変更を工具変更時に行うようにしている
ので、かかる段差が加工表面に形成されることがないか
らである。In this case, in the machine tool control method of the present invention, it is preferable that the rotational speed of the tool at the first feed speed is set and changed when the tool is changed. When the rotational speed of the tool is changed during cutting, a step may occur on the processing surface. However, according to the above, the setting of the rotational speed of the tool is changed at the time of changing the tool, so that such a step is not formed on the processing surface.
【0016】上記の制御方法を実行することができる本
発明の工作機械の制御装置は、回転する工具によってワ
ークの加工面の切削を行い所定形状の製品を形成する工
作機械のものであって、ワーク形状情報と製品形状情報
と工具情報とに基づいて、ワークに対する工具の工具経
路を算出する工程経路算出手段と、前記工具で前記ワー
クを切削するときの第1送り速度を設定する第1送り速
度設定手段と、前記ワーク形状情報と前記工具情報とに
基づいて、前記ワークに対する前記工具の接触面積を算
出する接触面積算出手段と、前記ワークに対する前記工
具の接触面積に基づいて、前記第1送り速度を補正した
第2送り速度を設定する第2送り速度設定手段と、前記
工具経路と前記第2送り速度とに基づいて、前記工具で
前記ワークを切削させる切削実行手段と、を備えている
ことを特徴とする。A control device for a machine tool of the present invention capable of executing the above control method is a machine tool for cutting a machined surface of a work by a rotating tool to form a product having a predetermined shape. Based on the work shape information, the product shape information, and the tool information, a process path calculating means for calculating a tool path of the tool with respect to the work, and a first feed for setting a first feed speed when cutting the work with the tool. The speed setting means, the contact area calculating means for calculating the contact area of the tool with the work based on the work shape information and the tool information, and the first contact area based on the contact area of the tool with the work. Cutting the workpiece with the tool based on the second feed rate setting means for setting the second feed rate in which the feed rate is corrected, and the tool path and the second feed rate. Characterized in that it comprises a cutting execution means, a to.
【0017】上記の制御方法のうち、第2送り速度の設
定を実行させる本発明の工作機械の制御をコンピュータ
に実行させるプログラムは、回転する工具によってワー
クの加工面の切削を行い所定形状の製品を形成する工作
機械のものであって、コンピュータに、ワーク形状情報
と製品形状情報と工具情報とに基づいて、ワークに対す
る工具の工具経路を算出する手順と、前記工具で前記ワ
ークを切削するときの第1送り速度を設定する手順と、
前記ワーク形状情報と前記工具情報とに基づいて、前記
ワークに対する前記工具の接触面積を算出する手順と、
前記ワークに対する前記工具の接触面積に基づいて、前
記第1送り速度を補正した第2送り速度を設定する手順
と、を実行させることを特徴とする。Of the above control methods, a program for causing a computer to control the machine tool of the present invention for executing the setting of the second feed rate is a product having a predetermined shape by cutting a work surface of a work with a rotating tool. And a step of calculating a tool path of the tool with respect to the work based on the work shape information, the product shape information, and the tool information, and when cutting the work with the tool. Of setting the first feed speed of
Based on the work shape information and the tool information, a procedure for calculating the contact area of the tool to the work,
And a step of setting a second feed rate obtained by correcting the first feed rate based on a contact area of the tool with respect to the work.
【0018】本発明のコンピュータ読み取り可能な記録
媒体は、上記のプログラムを記録したことを特徴とす
る。かかる記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク
やCD−ROMである。A computer-readable recording medium of the present invention is characterized by recording the above program. Such a recording medium is, for example, a flexible disk or a CD-ROM.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークに対する工具の接触面積が広い場合には、第1送
り速度を低めた第2送り速度に補正することにより、工
具に過大負荷がかかって破損することを防止でき、ま
た、それによって工具寿命を延ばすことができる。As described above, according to the present invention,
When the contact area of the tool with the work is large, by compensating the first feed speed with the second feed speed, it is possible to prevent the tool from being damaged due to excessive load, and also to improve the tool life. It can be postponed.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】図1は、ワーク2の加工面を切削して製品
である金型を製造するためのNC工作機械4及びその制
御装置の全体構成を示す。FIG. 1 shows the overall construction of an NC machine tool 4 for cutting a machined surface of a work 2 to manufacture a die, which is a product, and its control device.
【0022】上記制御装置は、CAD(コンピュータ支
援デザイン)システム1とCAM(コンピュータ支援生
産)システム3とで構成されている。CADシステム1
は、ワーク2及び製品である金型のモデルから形状デー
タ(ワーク形状情報、製品形状情報)を作成するもので
ある。CAM(コンピュータ支援生産)システム3は、
CADシステム1で作成された形状データを取り込ん
で、工具経路の計算、CL(カッタロケーション)デー
タの作成、CLデータのNCデータへの変換、NCデー
タ及びワーク素材形状情報に基づく工具の送り速度Fの
設定、指示書作成等を行い、また、工程経路算出手段、
第1送り速度設定手段、接触面積算出手段、第2送り速
度設定手段及び切削実行手段を構成するものである。The control device comprises a CAD (computer-aided design) system 1 and a CAM (computer-aided production) system 3. CAD system 1
Is for creating shape data (work shape information, product shape information) from the model of the work 2 and the mold which is the product. The CAM (Computer Aided Manufacturing) system 3
The shape data created by the CAD system 1 is imported, the tool path is calculated, CL (cutter location) data is created, CL data is converted into NC data, and the tool feed speed F is based on the NC data and work material shape information. Settings, instruction sheet creation, process route calculation means,
The first feeding speed setting means, the contact area calculating means, the second feeding speed setting means, and the cutting executing means are configured.
【0023】NC工作機械4は、CAMシステム3から
の指示書を受けてボールエンドミルによるワーク2の切
削加工を行うものである。The NC machine tool 4 receives an instruction from the CAM system 3 and cuts the work 2 with a ball end mill.
【0024】図2は、CAMシステム3での処理の流れ
を示す。FIG. 2 shows a processing flow in the CAM system 3.
【0025】スタート後のステップS1では、CADデ
ータを取り込み、工具の工具経路の計算を行う。In step S1 after the start, CAD data is fetched and the tool path of the tool is calculated.
【0026】続くステップS2では、編集手段による荒
取り用、仕上げ用及び小径工具用の各工具経路の編集を
行う。In the following step S2, the tool paths for roughing, finishing and small diameter tool are edited by the editing means.
【0027】続くステップS3では、荒取り用、仕上げ
用及び小径の各工具をディスプレイの画面上で動かし、
それぞれ主軸の干渉の有無を確認し、編集データの再編
集を行う。In the following step S3, the tools for roughing, finishing and small diameter are moved on the screen of the display,
Check the presence or absence of interference of each spindle and edit the edited data again.
【0028】続くステップS4では、編集データを使用
する制御装置及びNC工作機械4に適合するフォーマッ
トに変換してNCデータを作成する。なお、ステップS
4の前処理として、例えば、各工具の加工位置へのアプ
ローチを設定する、工具の工具経路の切削順序を設定す
る(工具長の短い工具が優先し、また、同じ工具を使用
できる箇所を優先する。)、加工条件及びピックフィー
ド(加工エリア間の工具経路であり、切削は行なわれな
い)高さを設定する、工具に無駄な動きがあればそれを
しないようにカットする、CLファイルから切削距離を
みて使用する工具本数を割り出し、工具交換位置を設定
する、CLファイルから指示書作成に必要な情報のリス
トする等を行う。In the subsequent step S4, the edited data is converted into a format suitable for the control device and the NC machine tool 4 to create the NC data. Note that step S
As the pre-processing of 4, for example, the approach to the machining position of each tool is set, the cutting order of the tool path of the tool is set (a tool with a short tool length has priority, and a place where the same tool can be used has priority). Set the machining conditions and pick feed (a tool path between the machining areas, and no cutting is performed) height, cut so as not to do unnecessary movement of the tool, from the CL file The number of tools to be used is calculated by looking at the cutting distance, the tool replacement position is set, and the information necessary for creating the instruction sheet is listed from the CL file.
【0029】続くステップS5では、NCデータ及びワ
ーク素材形状情報に基づいてシミュレーションにより工
具の送り速度Fの設定を行う。そして、以上によって得
られた使用する工具に関する情報、切削順序等の情報、
及びNCデータ変換後の情報に基づいて指示書を作成す
る。In the following step S5, the tool feed speed F is set by simulation based on the NC data and the work material shape information. And information about the tool to be used, information such as cutting order, etc.
And an instruction sheet is created based on the information after the NC data conversion.
【0030】ステップS5の制御での工具の送り速度F
の設定は、CAMシステム3において以下の処理を行う
データ処理プログラムを使用することにより行われる。
その処理プログラムはコンピュータ読取可能な記録媒体
(フレキシブルディスク、CD−ROM等)に記録され
て提供される。以下、図3及び図4に示すフローチャー
トに従って、処理プログラムの内容を詳細に説明する。Tool feed rate F in the control of step S5
Is set by using a data processing program that performs the following processing in the CAM system 3.
The processing program is provided by being recorded in a computer-readable recording medium (flexible disk, CD-ROM, etc.). The contents of the processing program will be described in detail below with reference to the flowcharts shown in FIGS.
【0031】スタート後のステップA1では、NCデー
タファイルをオープンしてNCデータ(工具の標準回転
数Sなどの工具情報等)を取り出す。In step A1 after the start, the NC data file is opened and NC data (tool information such as the standard rotation speed S of the tool) is extracted.
【0032】続くステップA2では、予め定めておいた
基準となる材質、使用する工具のL/D(工具突出し長
さ/径)での1切削刃当たりの切削量VBに対して、ワ
ーク2の材料、硬度に対する係数V1及び工具のL/D
に対して段階的に数種類定めた係数のうち使用する工具
に対応する係数V2により、工具の1切削刃の1回転当
たりの切削量V(=VB×V1×V2、以下、指定体積
又は設定1刃体積Vともいう)を計算する。予め定めて
おく切削量VB、係数V1及びV2は、工具寿命及び加
工時間の観点から最適な値になるようにする。In the following step A2, the material of the predetermined reference, the cutting amount VB per cutting edge in the L / D (tool protruding length / diameter) of the tool to be used is compared with the work 2 Material, coefficient V1 for hardness and L / D of tool
With respect to the coefficient V2 corresponding to the tool to be used among the several kinds of coefficients determined stepwise, the cutting amount V (= VB × V1 × V2) per rotation of one cutting edge of the tool, hereinafter, designated volume or setting 1 Calculate the blade volume V). The predetermined cutting amount VB and the coefficients V1 and V2 are set to optimal values from the viewpoint of tool life and machining time.
【0033】続くステップA3では、NCデータファイ
ルをオープンして全てのNCデータを読み込み、続くス
テップA4に進む。At the following step A3, the NC data file is opened to read all the NC data, and the process proceeds to the following step A4.
【0034】ステップA4では、読み込んだNCデータ
が座標データであることを示す指定コード(例えば、直
線近似コードG1、円弧補間コードG2,G3、NUR
BS補間コードG6.2)であるか否かを判定類別し、
指定コードでないコメント等のNCデータであればその
まま書き出し(後述のステップA32)、指定コードで
ある座標データのみを抽出してステップA5に進む。こ
こで、指定コードであるNCデータは、図5に例示する
構成点(同図の●)の座標データであり、相互に隣接し
た一対の1構成点間が1つの工具経路を構成する。な
お、同図では、工具5として複数の切削刃6を有するボ
ールエンドミルを示している。At step A4, a designated code indicating that the read NC data is coordinate data (for example, straight line approximation code G1, circular interpolation codes G2, G3, NUR).
It is determined whether or not it is the BS interpolation code G6.2),
If it is NC data such as a comment that is not the designated code, it is written as it is (step A32 described later), only the coordinate data that is the designated code is extracted, and the process proceeds to step A5. Here, the NC data, which is the designated code, is the coordinate data of the constituent points (● in the same figure) illustrated in FIG. 5, and one pair of mutually adjacent one constituent points constitutes one tool path. In the figure, a ball end mill having a plurality of cutting blades 6 is shown as the tool 5.
【0035】ステップA5では、1構成点間により構成
される各工具経路を複数の区分に区切ることにより、ワ
ーク2に対して工具が接触してから離れるまでの工具軌
跡を多数の区分に区切る。In step A5, each tool path constituted by one constituent point is divided into a plurality of sections, so that the tool path from the contact of the tool with the work 2 to the separation thereof is divided into a plurality of sections.
【0036】続くステップA6では、各区分点において
工具を標準回転数Sで回転させたときにおける工具とワ
ーク2との接触部分のうち回転半径方向での接触長さの
最も長い位置での工具周速度を計算する。具体的には、
図6に示すように、工具の回転軸をZ軸とするZマップ
座標系において、ワーク2に対する工具の接触部分のう
ち最も多いZ座標値の位置での周速度を工具周速度とす
る。In the following step A6, the tool circumference at the position of the longest contact length in the radial direction of rotation of the contact portion between the tool and the work 2 when the tool is rotated at the standard rotation speed S at each division point. Calculate speed. In particular,
As shown in FIG. 6, in the Z map coordinate system in which the rotation axis of the tool is the Z axis, the peripheral speed at the position of the most Z coordinate value in the contact portion of the tool with the work 2 is the tool peripheral speed.
【0037】続くステップA7では、工具周速度を1つ
前の区分点までのものに加算、すなわち、積分すると共
に、工具とワーク2との接触部分のうち回転半径方向の
各位置での接触長さについても積分し、そして、区分点
数をカウントする。In the subsequent step A7, the tool peripheral velocity is added to, ie, integrated with, the one up to the previous section point, and the contact length at each position in the radial direction of rotation of the contact portion between the tool and the workpiece 2 is increased. Is also integrated, and the number of division points is counted.
【0038】続くステップA8では、全区分点での工具
周速度を計算したか否かを判定し、全区分点での計算が
終了していないときには、ステップA6に戻り、次の区
分点の工具周速度を計算し、全区分点での計算が終了し
たときには続くステップA9に進む。At the subsequent step A8, it is judged whether or not the tool peripheral speeds at all the division points have been calculated. If the calculation at all the division points has not been completed, the procedure returns to step A6 and the tool at the next division point is determined. The peripheral velocity is calculated, and when the calculation at all the division points is completed, the process proceeds to the subsequent step A9.
【0039】ステップA9では、ワーク2に対して工具
が接触してから離れるまでの全区分点の工具周速度の平
均である平均工具周速度と、ワーク2に対する工具の接
触確率の最も高い回転半径方向での位置である最高確率
接触位置(工具とワーク2との接触位置の積分値の最大
位置)とを求め、その最高確率接触位置で平均工具周速
度となるときの工具の回転数Sを後述の工具の第1送り
速度Fにおけるものとして算出し、工具の標準回転数を
それに置き換える。工具の回転数Sは、工具変更時に変
更設定され、従って、同一の工具での切削加工中では一
定である。In step A9, the average tool peripheral speed which is the average of the tool peripheral speeds of all the division points from the contact of the tool to the work 2 to the separation thereof, and the turning radius with the highest contact probability of the tool with the work 2. The maximum probability contact position (the maximum position of the integrated value of the contact position between the tool and the workpiece 2) that is the position in the direction is calculated, and the rotation speed S of the tool when the average tool peripheral speed is reached at the highest probability contact position is calculated. It is calculated as in the first feed speed F of the tool, which will be described later, and the standard rotation speed of the tool is replaced with it. The rotational speed S of the tool is changed and set when the tool is changed, and thus is constant during cutting with the same tool.
【0040】ステップA10〜ステップA29では、一
対の構成点間により構成される工具経路毎での工具の送
り速度Fの設定を行う。In steps A10 to A29, the tool feed speed F is set for each tool path formed between a pair of component points.
【0041】ステップA10では、工具経路がワーク2
の加工面に対して工具が垂直になって前進送りされる垂
直移動区間か否かを判定し、垂直移動区間であれば、ス
テップA11に進んで垂直移動用の分割長さをセットす
る一方、垂直移動区間でなければ、ステップA12に進
んで垂直移動以外の分割長さをセットする。In step A10, the tool path is the work 2
It is determined whether or not the tool is vertical to the machining surface and is forward-fed, and if it is the vertical movement section, the process proceeds to step A11 to set the division length for vertical movement, If it is not the vertical movement section, the process proceeds to step A12 and the division length other than the vertical movement is set.
【0042】続くステップA13では、工具経路をセッ
トされた長さに分割する。すなわち、図7に例示するよ
うに、垂直移動区間では短い分割長さをセットしてP1
→P12-1→P12-2→…→P2と分割し、垂直移動以外の
区間では長めの分割長さをセットしてP1→P12-1→P
2と分割する。垂直移動区間では工具の送り速度Fを減
速させるために分割数を多くするものである。In the following step A13, the tool path is divided into the set lengths. That is, as illustrated in FIG. 7, in the vertical movement section, a short division length is set and P1 is set.
→ P12-1 → P12-2 →… → P2 is divided, and a longer division length is set for sections other than vertical movement, and P1 → P12-1 → P
Divide into two. In the vertical movement section, the number of divisions is increased in order to reduce the feed speed F of the tool.
【0043】ステップA14〜ステップA28では、一
対の構成点間で構成される各工具経路を分割した区分毎
の工具の送り速度Fの設定を行う。At steps A14 to A28, the tool feed speed F is set for each of the divided sections of each tool path formed between a pair of constituent points.
【0044】ステップA14では、形状データから必要
範囲の形状データを読み込む。具体的には、計算に使用
するための形状データの範囲(X−Y座標)が使用メモ
リをオーバーしているか否かを判定する。オーバーして
いる場合は不要な形状データを書き出し、図8に示すよ
うに、計算に必要な形状データの範囲のみとして、ワー
ク素材形状の形状データを読み込む。形状データ範囲の
制限により、メモリ上にヘッダー情報の他に要素マップ
情報を付加することが容易になり、Z座標値を効率的に
取り出すことができる。At step A14, the shape data of the required range is read from the shape data. Specifically, it is determined whether or not the range (XY coordinates) of the shape data used for calculation exceeds the used memory. If it is over, unnecessary shape data is written out, and as shown in FIG. 8, the shape data of the work material shape is read only as the range of the shape data necessary for calculation. Due to the limitation of the shape data range, it becomes easy to add the element map information to the memory in addition to the header information, and the Z coordinate value can be efficiently extracted.
【0045】続くステップA15では、円弧又はNUR
BS(Non-Uniform RationalB-Spline)の処理が必要か
否か、つまり円弧補間やNURBS補間の区間か否かを
判定し、円弧又はNURBSの処理が必要であれば、ス
テップA16に進んで指定トレランス値でその区間をさ
らに分割する。つまり、当該曲線区間を、分割点を直線
で結んだ折れ線区間で近似し、複数の直線区間の集合と
することにより、体積(切削量)計算を容易にするもの
である。In the following step A15, an arc or NUR
It is determined whether or not BS (Non-Uniform Rational B-Spline) processing is required, that is, whether it is a section of circular arc interpolation or NURBS interpolation, and if processing of circular arc or NURBS is necessary, proceed to step A16 and specify tolerance. A value divides the interval further. That is, the curve section is approximated by a polygonal line section in which division points are connected by a straight line, and a set of a plurality of straight line sections is obtained to facilitate volume (cutting amount) calculation.
【0046】続くステップA17では、分割された1区
間の加工体積(必要切削量)Xを工具経路と素材形状の
形状データとに基づいて計算する。図9に示すように始
点と終点とに高低差がある傾斜した区間では、図10に
示すようにこれを階段状に分割し、各段7の素材形状の
Z座標値と加工後のZ座標値との差に各段7の平面積を
乗じ、それらの総和で加工体積Xを近似するようにすれ
ばよい。In the following step A17, the machining volume (required cutting amount) X of the divided one section is calculated based on the tool path and the shape data of the material shape. As shown in FIG. 9, in an inclined section where there is a difference in height between the start point and the end point, as shown in FIG. 10, this is divided into steps, and the Z coordinate value of the material shape of each step 7 and the Z coordinate after processing are processed. The difference from the value may be multiplied by the plane area of each step 7, and the sum of them may approximate the machining volume X.
【0047】続くステップA18では、NCデータを加
工後の形状データに置き換える。この置き換えられた形
状データは、その工具経路に対してさらに別の工具で切
削加工する場合の送り速度設定用のデータとなる。At step A18, the NC data is replaced with the processed shape data. The replaced shape data becomes data for setting the feed rate when the tool path is cut with another tool.
【0048】続くステップA19では、図4に示すよう
に、工具の1切削刃が指定体積Vとなるように工具の送
り速度(第1送り速度)Fを求める。すなわち、その計
算式は、F=V×S×E×L/Xである。In the subsequent step A19, as shown in FIG. 4, the feed rate (first feed rate) F of the tool is determined so that one cutting edge of the tool has the designated volume V. That is, the calculation formula is F = V × S × E × L / X.
【0049】F:工具送り速度(mm/min)
V:設定1刃体積(mm3)
S:工具回転速度(rpm)
E:工具の刃数
L:区間長さ(mm)
X:1区間の加工体積(mm3)
続くステップA20では、当該区間の始点(構成点又は
分割点)でのワーク2に対する工具の接触面積を算出
し、送り速度Fをその接触面積に基づいて補正したもの
(第2送り速度)Fに置き換える。ここで、この送り速
度Fの補正は係数を乗じることにより行われる。その係
数は、図11に示すように、接触面積が小さい所定範囲
では1.0で一定、次いで、接触面積が大きくなるに従
ってリニアに小さくなり、接触面積が大きい所定範囲で
は例えば0.3程度で一定である。F: Tool feed speed (mm / min) V: Set 1 blade volume (mm 3 ) S: Tool rotation speed (rpm) E: Number of tool blades L: Section length (mm) X: Section Machining volume (mm 3 ) In the subsequent step A20, the contact area of the tool with the work 2 at the start point (configuration point or division point) of the section is calculated, and the feed rate F is corrected based on the contact area (first 2 Feed speed) Replace with F. Here, the correction of the feed speed F is performed by multiplying by a coefficient. As shown in FIG. 11, the coefficient is constant at 1.0 in a predetermined range where the contact area is small, then linearly decreases as the contact area increases, and is about 0.3 in a predetermined range where the contact area is large. It is constant.
【0050】続くステップA21では、当該区間の始点
(構成点又は分割点)でのワーク2に対する工具の接触
位置を求め、送り速度Fをその接触位置に基づいて補正
したもの(第3送り速度)Fに置き換える。ここで、こ
の送り速度Fの補正は係数を乗じることにより行われ
る。その係数は、図12に示すように、ダウンカット加
工となるときには1.0、アッパカット加工となるとき
には例えば0.7〜0.8である。ダウンカット加工に
比べてアッパカット加工では工具にかかる負荷が大きく
なるが、これによってアッパカット加工の際に工具にか
かる負荷が軽減される。In the following step A21, the contact position of the tool with respect to the work 2 at the start point (configuration point or division point) of the section is obtained, and the feed speed F is corrected based on the contact position (third feed speed). Replace with F. Here, the correction of the feed speed F is performed by multiplying by a coefficient. As shown in FIG. 12, the coefficient is 1.0 when the down-cut processing is performed, and is 0.7 to 0.8 when the upper-cut processing is performed, for example. The load applied to the tool is higher in the upper cut processing than in the down cut processing, but this reduces the load applied to the tool during the upper cut processing.
【0051】続くステップA22では、送り速度Fが予
め定められたMAX値(最大値)を越えるか否かを判定
し、越える場合はステップA23に進んで送り速度Fを
MAX値に置き換える。これは、工具の耐久性又はNC
工作機械4の仕様の観点から送り速度Fに制限を加える
ものである。At the subsequent step A22, it is determined whether or not the feed speed F exceeds a predetermined MAX value (maximum value), and if it exceeds, the routine proceeds to step A23, where the feed speed F is replaced with the MAX value. This is the durability of the tool or NC
The feed rate F is limited from the viewpoint of the specifications of the machine tool 4.
【0052】続くステップA24では、当該区間が垂直
移動区間であれば、送り速度Fを所定速度低下させる処
理を行う。従って、垂直移動区間では上述の各分割位置
で送り速度Fが減速補正されることにより、段階的に送
り速度Fが遅くなるため、工具がワーク2の加工面に対
して高い速度で垂直に突っ込んで破損することが避けら
れる。In the following step A24, if the section is a vertical movement section, a process of lowering the feed speed F by a predetermined speed is performed. Therefore, in the vertical movement section, the feed speed F is decelerated and corrected at each of the above-mentioned divided positions, so that the feed speed F gradually decreases, so that the tool vertically pierces the machined surface of the workpiece 2 at a high speed. It is possible to avoid damage.
【0053】続くステップA25では、送り速度Fが予
め定められたMIN値(最小値)よりも低いか否かを判
定し、低い場合にはステップA26に進んで送り速度F
をMIN値に置き換える。これは、送り速度Fが遅すぎ
る場合にはNC工作機械4に振動を生ずるおそれがある
ためである。In the following step A25, it is determined whether or not the feed speed F is lower than a predetermined MIN value (minimum value), and if it is lower, the flow proceeds to step A26 to advance the feed speed F.
Is replaced with the MIN value. This is because if the feed speed F is too slow, the NC machine tool 4 may vibrate.
【0054】続くステップA27では、当該区間の1つ
前の区間に対して与えられた送り速度Fとの関係で送り
速度Fを補正して置き換える。すなわち、図13に示す
ように、1つ前の区間P0→P1に与えられ送り速度を
F0、当該区間P1→P2について計算された送り速度
をFCとするとき、その変化率K=ΔF01/F0(但し
ΔF01=│F0−FC│)が所定値Ko以上であるとき
は、当該区間の送り速度F1として計算値FCを与える
が、所定値Koよりも小さいときは、当該区間の送り速
度F1として1つ前の区間の送り速度F0を与えるもの
である。これにより、送り速度制御が煩雑になること、
機械の動きがぎこちなくなることを避け、安定した加工
を行うことができるようになる。所定値Koは、1つ前
の区間P0→P1について与えられた送り速度F0が高
くなるほど大きくする。これにより、送り速度Fが高い
箇所(切削負荷が低い箇所)では、送り速度Fが求めら
れた値と多少違っても、切削負荷は大きく変わらないか
ら、これを無視することになり、かえって送り速度Fの
変動が防止されるから、加工の安定性の確保に有利にな
る。一方、送り速度Fが低い箇所(切削負荷が高い箇
所)では、計算で求められた送り速度Fの変化に対応さ
せて、送り速度Fを細かく制御することになり、これに
より、切削刃に過大負荷が加わることを避けることがで
きる。At the subsequent step A27, the feed speed F is corrected and replaced according to the relation with the feed speed F given to the immediately preceding section. That is, as shown in FIG. 13, when the feed rate given to the immediately preceding section P0 → P1 is F0 and the feed rate calculated for the section P1 → P2 is FC, the change rate K = ΔF01 / F0. When (ΔF01 = | F0−FC |) is equal to or greater than the predetermined value Ko, the calculated value FC is given as the feed speed F1 of the section, but when it is smaller than the predetermined value Ko, the feed rate F1 of the section is given. The feed speed F0 of the preceding section is given. This makes the feed rate control complicated,
It is possible to carry out stable processing while avoiding awkward movements of the machine. The predetermined value Ko is increased as the feed speed F0 given for the immediately preceding section P0 → P1 increases. As a result, at a portion with a high feed speed F (a portion with a low cutting load), even if the feed speed F is slightly different from the calculated value, the cutting load does not change so much, so this is ignored, and the feed is rather changed. The fluctuation of the speed F is prevented, which is advantageous for ensuring the stability of processing. On the other hand, at a portion where the feed speed F is low (a portion where the cutting load is high), the feed speed F is finely controlled in accordance with the change in the feed speed F calculated, so that the cutting blade becomes excessively large. The load can be avoided.
【0055】続くステップA28では、区間数をカウン
トして全区間で工具の送り速度Fを設定したか否かを判
定し、全区間での設定が終了していないときには、ステ
ップA14に戻り、次の区間の工具の送り速度Fを設定
し、全区間での計算が終了したときには、続くステップ
A29に進む。In the subsequent step A28, the number of sections is counted to determine whether or not the tool feed speed F has been set in all sections. If the setting in all sections has not been completed, the process returns to step A14, When the tool feed speed F in the section is set and the calculation in all the sections is completed, the process proceeds to the following step A29.
【0056】ステップA29では、図14(a)及び
(b)に例示するように、一対の構成点間の各区間で設
定された工具の送り速度Fを丸める。図14に例示のも
のでは、始点である構成点で送り速度F1000mm/
min(以下、単位省略)、終点である構成点で125
0、その間の5つの区分点で始点側から順に1040、
1090、1120、1150及び1175と設定され
ており、これらが丸められて、始点である構成点で送り
速度F1000、終点である構成点で1250、その間
の始点側から3つ目の区分点で1120と設定されてい
る。これにより、工具の送り速度Fの急激な変化が防止
されて工具が滑らかに動作するように制御される。In step A29, as illustrated in FIGS. 14A and 14B, the tool feed speed F set in each section between the pair of constituent points is rounded. In the example illustrated in FIG. 14, the feed rate F1000 mm /
min (hereinafter, unit omitted), 125 at the end point
0, 5 division points in between, from the start point side in order 1040,
1090, 1120, 1150, and 1175 are rounded, and these are rounded so that the feed rate F1000 is at the starting point, the end point is 1250, and the third dividing point from the starting point is 1120. Is set. This prevents a rapid change in the tool feed speed F and controls the tool to operate smoothly.
【0057】続くステップA30では、以上により求め
られた各一対の構成点間での送り速度Fをメモリ上に保
存する。At step A30, the feed speed F between the pair of constituent points obtained as described above is stored in the memory.
【0058】続くステップA31では、構成点数をカウ
ントして全構成点間で工具の送り速度Fを設定したか否
かを判定し、全ての構成点間での設定が終了していない
ときには、ステップA10に戻り、次の構成点間の工具
の送り速度Fを設定し、全ての構成点間での設定が終了
したときには、続くステップA32に進む。In the following step A31, the number of constituent points is counted to determine whether or not the feed rate F of the tool has been set between all the constituent points. If the setting among all the constituent points has not been completed, the step A31 is executed. Returning to A10, the tool feed speed F between the next constituent points is set, and when the setting between all constituent points is completed, the process proceeds to the following step A32.
【0059】続くステップA32では、各構成点間にG
コードを付し、Gコード別に工具の送り速度Fのデータ
を含むNCデータの書き出しを行う。このとき、ステッ
プA4からの座標データでないNCデータも合わせて書
き出す。In the following step A32, G is added between the constituent points.
A code is added, and NC data including data of the tool feed speed F is written for each G code. At this time, NC data other than the coordinate data from step A4 is also written out.
【0060】続くステップA33では、切削後の形状デ
ータの書き出しを行う。In the following step A33, the shape data after cutting is written.
【0061】続くステップA34では、NCデータファ
イルをクローズし、その後にエンドとなる。In the following step A34, the NC data file is closed, and then the process ends.
【0062】そして、以上のようなNC工作機械4の制
御方法によって、例えば、自動車用エンジンのシリンダ
ヘッドを鋳造するために使用される金型の切削加工を行
うことができる。With the control method of the NC machine tool 4 as described above, it is possible to perform cutting of a die used for casting a cylinder head of an automobile engine, for example.
【0063】以上のNC工作機械4の制御方法によれ
ば、ワーク2に対する工具の接触面積に基づいて、切削
量に基づいて設定された第1の送り速度Fを補正した第
2の送り速度Fが設定されるので、その接触面積が広い
場合には送り速度Fが下げられ、工具に過大負荷がかか
って破損することを防止でき、また、それによって工具
寿命を延ばすことができる。しかも、所定範囲において
は、ワーク2に対する工具の接触面積が広いほど送り速
度Fを遅く設定するようにしているので、送り速度Fが
ワーク2に対する工具の接触面積に対応したものとな
り、工具の接触面積に基づいて送り速度Fを不連続に変
化させる場合に比較して上記の作用が適正に営まれるこ
ととなる。According to the control method of the NC machine tool 4 described above, the second feed speed F obtained by correcting the first feed speed F set based on the cutting amount based on the contact area of the tool with the work 2 is corrected. Is set, the feed speed F is reduced when the contact area is large, and it is possible to prevent the tool from being damaged by being overloaded, and to extend the life of the tool. Moreover, in the predetermined range, the feed speed F is set to be slower as the contact area of the tool with the work 2 is wider, so the feed speed F corresponds to the contact area of the tool with the work 2, and the contact of the tool Compared with the case where the feed rate F is discontinuously changed based on the area, the above-mentioned action is properly performed.
【0064】また、工具の1切削刃の1回転当たりの切
削量とその切削刃にかかる切削負荷とは略比例する関係
にあり、1切削刃の1回転当たりの切削量をみることは
間接的に1切削刃にかかる切削負荷をみることを意味す
るが、上記の制御方法によれば、工具の1切削刃の1回
転当たりの切削量が一定となるように補正前の工具の第
1の送り速度Fを設定するようにしているので、刃数や
回転数Sに拘わらず各切削刃に過大負荷がかかることを
防止して工具寿命を延ばすことができ、しかも、切削量
の少ない箇所、例えば浅く切削するところでは送り速度
Fが速くなるので、切削加工時間が全体的に長くなるこ
とを避けることができる。Further, the cutting amount per one rotation of the cutting blade of the tool and the cutting load applied to the cutting blade are in a substantially proportional relationship, and it is indirect to see the cutting amount per one rotation of the cutting blade. It means that the cutting load applied to one cutting edge is observed, but according to the above control method, the first amount of the tool before correction is adjusted so that the cutting amount per one rotation of one cutting edge of the tool becomes constant. Since the feed speed F is set, it is possible to prevent the cutting blade from being overloaded regardless of the number of blades and the number of revolutions S, thereby prolonging the tool life, and further, in a place where the cutting amount is small, For example, since the feed speed F becomes faster in a place where the cutting is performed shallowly, it is possible to prevent the cutting processing time from becoming long as a whole.
【0065】さらに、ボールエンドミルのような工具で
は、一定回転数で回転させても回転軸からの位置によっ
て周速度が異なるために、工具の接触位置によって切削
状態が異なるものとなってしまうが、上記の制御方法で
は、ワーク2に対する工具の接触位置に対応した工具の
回転数Sの設定を行っているので、それによって切削状
態の均一化を図ることができる。Further, in the case of a tool such as a ball end mill, even if the tool is rotated at a constant number of revolutions, the peripheral speed varies depending on the position from the rotation axis, so the cutting state varies depending on the contact position of the tool. In the above control method, the rotation speed S of the tool corresponding to the contact position of the tool with respect to the work 2 is set, so that the cutting state can be made uniform.
【0066】また、切削加工中に工具の回転数Sを変更
した場合、加工表面に段差が生じることがあるが、上記
の制御方法では、送り速度Fにおける工具の回転数Sを
工具変更時に設定変更するようにしているので、かかる
段差が加工表面に形成されることがない。When the rotational speed S of the tool is changed during cutting, a step may occur on the machining surface. However, in the above control method, the rotational speed S of the tool at the feed speed F is set when the tool is changed. Since it is changed, such a step is not formed on the processed surface.
【0067】なお、上記実施形態では、工具としてボー
ルエンドミルを例示したが、他のエンジミルその他のフ
ライス乃至は回転する工具に本発明は適用することがで
きる。In the above embodiment, the ball end mill is exemplified as the tool, but the present invention can be applied to other engine mills and other milling or rotating tools.
【0068】以下に、工作機械の制御方法により工具に
かかる負荷がどのように異なるかについて調べるために
行った実験について説明する。An experiment conducted for investigating how the load applied to the tool differs depending on the control method of the machine tool will be described below.
【0069】(実験方法)
<実験1>図15に示すように、直径10mm、首下5
0mmの2枚刃のボールエンドミルを工具5とし、その
送り速度を一定にする制御を行って、幅55mmで厚さ
30mmの金属製のワーク2(ポケット部8を有する)
を切削加工した。なお、切り込み量を0.5〜1.0m
m、工具の回転数を7100rpmとした。(Experimental Method) <Experiment 1> As shown in FIG.
A 0 mm 2-flute ball end mill is used as the tool 5, and the feed speed is controlled to be constant, and a metal work 2 (having a pocket portion 8) having a width of 55 mm and a thickness of 30 mm.
Was cut. The cut amount is 0.5 to 1.0 m
m, and the rotation speed of the tool was 7100 rpm.
【0070】<実験2>工具の送り速度を工具の1切削
刃の1回転当たりの切削量が一定となるように制御を行
ってワークを切削加工した。<Experiment 2> The work was cut by controlling the feed rate of the tool so that the cutting amount per one rotation of one cutting edge of the tool was constant.
【0071】<実験3>工具の送り速度を工具の1切削
刃の1回転当たりの切削量が一定となるようにし且つワ
ークに対する工具の接触面積に基づいて補正をする制御
を行ってワークを切削加工した。<Experiment 3> The work is cut by controlling the feed rate of the tool so that the cutting amount per one rotation of one cutting edge of the tool is constant and correcting the feed rate based on the contact area of the tool with the work. processed.
【0072】(実験結果)図16(a)〜(c)は、そ
れぞれ実験1〜3の時間と切削力、すなわち、工具にか
かる負荷との関係を示す。(Experimental Results) FIGS. 16 (a) to 16 (c) show the relationship between the time of Experiments 1 to 3 and the cutting force, that is, the load applied to the tool.
【0073】これらの図によれば、工具の送り速度を一
定に制御した場合には、工具にかかる負荷がポケット部
の上昇移動時に対応して最大600Nとなっており、工
具の送り速度を工具の1切削刃の1回転当たりの切削量
が一定となるように制御した場合、それが300N強程
度にまで軽減されているのが分かる。これは、工具の1
切削刃の1回転当たりの切削量が一定となるように工具
の送り速度を設定することにより、切削刃に過大負荷が
かかることが防止されるためであると考えられる。According to these figures, when the feed rate of the tool is controlled to be constant, the load applied to the tool is up to 600 N corresponding to the upward movement of the pocket portion. It can be seen that when the cutting amount per revolution of one cutting blade is controlled to be constant, it is reduced to about 300 N or more. This is one of the tools
This is considered to be because the cutting blade is prevented from being overloaded by setting the feed rate of the tool so that the cutting amount per one rotation of the cutting blade is constant.
【0074】また、工具の送り速度を工具の1切削刃の
1回転当たりの切削量が一定となるように制御した場
合、工具にかかる負荷がポケット部の上昇移動時に対応
して300N強となっており、工具の送り速度を工具の
1切削刃の1回転当たりの切削量が一定となるようにし
且つワークに対する工具の接触面積に基づいて補正をす
るように制御した場合、それが300N弱程度にまで軽
減されているのが分かる。これは、工具の1切削刃の1
回転当たりの切削量が一定となるようにする制御に加え
てワークに対する工具の接触面積に基づく補正がなされ
ることにより、切削刃に過大負荷がかかることがより一
層有効に防止されるためであると考えられる。When the feed rate of the tool is controlled so that the cutting amount per revolution of one cutting edge of the tool is constant, the load applied to the tool becomes a little over 300N in correspondence with the upward movement of the pocket portion. If the feed rate of the tool is controlled so that the cutting amount per one rotation of one cutting edge of the tool is constant and is corrected based on the contact area of the tool with the work, it is about 300 N or less. You can see that it has been reduced to. This is 1 of 1 cutting edge of tool
This is because it is possible to more effectively prevent an excessive load from being applied to the cutting edge by performing correction based on the contact area of the tool with the work in addition to the control that makes the cutting amount per rotation constant. it is conceivable that.
【図1】本発明の実施形態に係る工作機械の制御装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a machine tool control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施形態のCAMシステムでの処理の流れを
示すフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing in the CAM system of the same embodiment.
【図3】同実施形態の工具送り速度設定のための処理の
流れの一部を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing a part of a processing flow for setting a tool feed speed according to the same embodiment.
【図4】同実施形態の工具送り速度設定のための処理の
流れの残部を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart showing the rest of the flow of processing for setting the tool feed speed in the same embodiment.
【図5】同実施形態の工具及びNCデータ構成点を示す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing tools and NC data configuration points of the same embodiment.
【図6】同実施形態のワークに対する工具の接触部分を
示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a contact portion of the tool with respect to the work according to the embodiment.
【図7】同実施形態の垂直移動区間及び他の移動区間の
分割態様を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a division mode of a vertical movement section and another movement section of the same embodiment.
【図8】同実施形態のエリアマップの一部を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing a part of an area map of the same embodiment.
【図9】同実施形態の形状データの一部を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing a part of the shape data of the same embodiment.
【図10】同実施形態の傾斜部の加工体積(必要切削
量)の計算方法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of calculating a processing volume (required cutting amount) of the inclined portion of the same embodiment.
【図11】同実施形態の接触面積と係数との関係を示す
グラフである。FIG. 11 is a graph showing a relationship between a contact area and a coefficient according to the same embodiment.
【図12】同実施形態のワークに対する工具の接触位置
による送り速度の補正を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing correction of the feed rate according to the contact position of the tool with respect to the work according to the embodiment.
【図13】同実施形態の送り速度Fの補正の説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram of correction of a feed speed F according to the same embodiment.
【図14】同実施形態の送り速度を丸める処理を示す説
明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a process of rounding the feed rate according to the embodiment.
【図15】実施例における実験方法及び従来の工具によ
るワークの切削を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing an experimental method in an example and cutting of a work by a conventional tool.
【図16】実施例における実験結果を示すグラフであ
る。FIG. 16 is a graph showing the experimental results in the examples.
1 CADシステム 2 ワーク 3 CAMシステム 4 工作機械 5 工具 6 切削刃 7 段 8 ポケット部 1 CAD system 2 work 3 CAM system 4 machine tools 5 tools 6 cutting blades 7 steps 8 pockets
フロントページの続き (72)発明者 井筒 幸雄 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 西本 光毅 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 5H269 AB01 AB37 BB12 EE01 NN07Continued front page (72) Inventor Yukio Izutsu 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Within the corporation (72) Inventor Mitsuyoshi Nishimoto 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Within the corporation F-term (reference) 5H269 AB01 AB37 BB12 EE01 NN07
Claims (8)
切削を行い所定形状の製品を形成する工作機械の制御方
法であって、 ワーク形状情報と製品形状情報と工具情報とに基づい
て、ワークに対する工具の工具経路を算出するステップ
と、 前記工具で前記ワークを切削するときの第1送り速度を
設定するステップと、 前記ワーク形状情報と前記工具情報とに基づいて、前記
ワークに対する前記工具の接触面積を算出するステップ
と、 前記ワークに対する前記工具の接触面積に基づいて、前
記第1送り速度を補正した第2送り速度を設定するステ
ップと、 前記工具経路と前記第2送り速度とに基づいて、前記工
具で前記ワークを切削させるステップと、を備えている
ことを特徴とする工作機械の制御方法。1. A method of controlling a machine tool, wherein a machined surface of a work is cut by a rotating tool to form a product having a predetermined shape, which is based on the work shape information, the product shape information, and the tool information. Calculating the tool path of the tool, setting the first feed rate when cutting the work with the tool, and contacting the tool with the work based on the work shape information and the tool information Based on the tool path and the second feed speed; a step of calculating an area; a step of setting a second feed speed that is a correction of the first feed speed based on a contact area of the tool with respect to the work; And a step of cutting the work with the tool, the method of controlling a machine tool.
法において、 前記ワークに対する前記工具の接触面積が広いほど前記
第2送り速度を遅く設定することを特徴とする工作機械
の制御方法。2. The method of controlling a machine tool according to claim 1, wherein the second feed speed is set slower as the contact area of the tool with the work is wider.
制御方法において、 前記第1送り速度を、前記工具の1切削刃の1回転当た
りの切削量が一定となるように設定することを特徴とす
る工作機械の制御方法。3. The method for controlling a machine tool according to claim 1, wherein the first feed speed is set so that a cutting amount per one rotation of one cutting blade of the tool is constant. A method for controlling a machine tool characterized by.
た工作機械の制御方法において、 前記ワークに接触してから離れるまでの前記工具の移動
経路を複数の区分に分割し、前記ワーク形状情報と前記
工具情報とに基づいて、各区分において前記工具を一定
の回転数で回転させたときにおける前記ワークに対する
前記工具の接触部分のうち回転半径方向の接触長さの最
も長い位置での工具周速度を求め、次に所定の複数の区
分の工具周速度の平均である平均工具周速度と、前記ワ
ークに対する前記工具の最も接触確率の高い回転半径方
向の位置である接触高確率位置とを求め、次いで前記接
触高確率位置で前記平均工具周速度となるように前記第
1送り速度における前記工具の回転数を算出するステッ
プをさらに備えていることを特徴とする工作機械の制御
方法。4. The method of controlling a machine tool according to claim 1, wherein a moving path of the tool from contacting the work to leaving the work is divided into a plurality of sections. Based on the shape information and the tool information, at the position of the longest contact length in the radial direction of rotation of the contact portion of the tool with respect to the workpiece when the tool is rotated at a constant rotation speed in each section. Obtaining the tool peripheral speed, then an average tool peripheral speed which is an average of the tool peripheral speeds of a plurality of predetermined sections, and a contact high probability position which is a position in the rotation radius direction where the tool has the highest contact probability with respect to the work. And then calculating the rotational speed of the tool at the first feed speed so that the average tool peripheral speed is obtained at the contact high probability position. Method of controlling a work machine.
法において、 前記第1送り速度における前記工具の回転数を、工具変
更時に設定変更することを特徴とする工作機械の制御方
法。5. The method of controlling a machine tool according to claim 4, wherein the rotational speed of the tool at the first feed speed is set and changed when the tool is changed.
切削を行い所定形状の製品を形成する工作機械の制御装
置であって、 ワーク形状情報と製品形状情報と工具情報とに基づい
て、ワークに対する工具の工具経路を算出する工程経路
算出手段と、 前記工具で前記ワークを切削するときの第1送り速度を
設定する第1送り速度設定手段と、 前記ワーク形状情報と前記工具情報とに基づいて、前記
ワークに対する前記工具の接触面積を算出する接触面積
算出手段と、 前記ワークに対する前記工具の接触面積に基づいて、前
記第1送り速度を補正した第2送り速度を設定する第2
送り速度設定手段と、 前記工具経路と前記第2送り速度とに基づいて、前記工
具で前記ワークを切削させる切削実行手段と、を備えて
いることを特徴とする工作機械の制御装置。6. A machine tool control device for cutting a machined surface of a work by a rotating tool to form a product having a predetermined shape, which is based on the work shape information, the product shape information, and the tool information. Based on the process path calculation means for calculating the tool path of the tool, the first feed speed setting means for setting the first feed speed when cutting the work with the tool, and the work shape information and the tool information A contact area calculating means for calculating a contact area of the tool with respect to the work; and a second feed speed for correcting the first feed speed based on a contact area of the tool with respect to the work.
A machine tool control device comprising: a feed speed setting unit; and a cutting execution unit that cuts the workpiece with the tool based on the tool path and the second feed speed.
切削を行い所定形状の製品を形成する工作機械の制御を
コンピュータに実行させるプログラムであって、 コンピュータに、 ワーク形状情報と製品形状情報と工具情報とに基づい
て、ワークに対する工具の工具経路を算出する手順と、 前記工具で前記ワークを切削するときの第1送り速度を
設定する手順と、 前記ワーク形状情報と前記工具情報とに基づいて、前記
ワークに対する前記工具の接触面積を算出する手順と、 前記ワークに対する前記工具の接触面積に基づいて、前
記第1送り速度を補正した第2送り速度を設定する手順
と、を実行させることを特徴とするプログラム。7. A program for causing a computer to control a machine tool for cutting a machined surface of a work by a rotating tool to form a product having a predetermined shape, the computer including the work shape information, the product shape information, and the tool. Based on the information, the procedure of calculating the tool path of the tool with respect to the work, the procedure of setting the first feed speed when cutting the work with the tool, based on the work shape information and the tool information A step of calculating a contact area of the tool with respect to the work, and a step of setting a second feed rate obtained by correcting the first feed rate based on a contact area of the tool with respect to the work. Characteristic program.
したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録
媒体8. A computer-readable recording medium in which the program according to claim 7 is recorded.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013536097A (en) * | 2010-08-23 | 2013-09-19 | サンドヴィック リミテッド | Machining method of workpiece |
WO2015037143A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | Toolpath evaluation method, toolpath generation method, and toolpath generation device |
EP3486032A4 (en) * | 2016-07-15 | 2020-02-26 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Machining program generation device and machining method |
KR102182204B1 (en) | 2019-10-11 | 2020-11-24 | 현대위아 주식회사 | Automatic selection method for machine tool process condition |
CN112470089A (en) * | 2018-07-24 | 2021-03-09 | 三菱电机株式会社 | Tool path correction device, tool path correction method, and numerical control device |
WO2022044989A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | ファナック株式会社 | Speed adjustment device |
WO2022149569A1 (en) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | ファナック株式会社 | Machining system provided with machine tool, method of revising parameter for revising parameter in machining system, program revision system for revising machining program, and method of revising program |
-
2002
- 2002-03-06 JP JP2002059710A patent/JP2003256010A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013536097A (en) * | 2010-08-23 | 2013-09-19 | サンドヴィック リミテッド | Machining method of workpiece |
US9817390B2 (en) | 2010-08-23 | 2017-11-14 | Sandvik Limited | Method for machining a workpiece |
WO2015037143A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | Toolpath evaluation method, toolpath generation method, and toolpath generation device |
CN105518550A (en) * | 2013-09-13 | 2016-04-20 | 株式会社牧野铣床制作所 | Toolpath evaluation method, toolpath generation method, and toolpath generation device |
JPWO2015037143A1 (en) * | 2013-09-13 | 2017-03-02 | 株式会社牧野フライス製作所 | Tool path evaluation method, tool path generation method, and tool path generation device |
US10088824B2 (en) | 2013-09-13 | 2018-10-02 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Toolpath evaluation method, toolpath generation method, and toolpath generation device |
EP3486032A4 (en) * | 2016-07-15 | 2020-02-26 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Machining program generation device and machining method |
CN112470089A (en) * | 2018-07-24 | 2021-03-09 | 三菱电机株式会社 | Tool path correction device, tool path correction method, and numerical control device |
CN112470089B (en) * | 2018-07-24 | 2024-05-03 | 三菱电机株式会社 | Tool path correction device, tool path correction method, and numerical control device |
KR102182204B1 (en) | 2019-10-11 | 2020-11-24 | 현대위아 주식회사 | Automatic selection method for machine tool process condition |
WO2022044989A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | ファナック株式会社 | Speed adjustment device |
WO2022149569A1 (en) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | ファナック株式会社 | Machining system provided with machine tool, method of revising parameter for revising parameter in machining system, program revision system for revising machining program, and method of revising program |
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