JPH04291605A - 干渉防止機能を持つ加工装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御による、主と
して複数曲面形状を加工する場合に適した干渉防止機能
を持つ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、切削加工において数値制御（ＮＣ
）化が進み、切削加工の自動化が定着している。

【０００３】ＮＣ加工を行う場合、ＮＣ工作機械の動き
を制御するために加工準備としてＮＣ情報を作成する必
要があり、通常、人手や自動プログラミングシステムの
活用等によりＮＣ情報が作成されている。このＮＣ情報
は通常、主として加工する面に工具が接する時の工具の
軸心上で工具先端の座標値を絶対値または相対値として
ＮＣ制御装置の理解できるコードで列記したもの（加工
形状）と、ＮＣ工作機械の機能を制御する他のコード（
Ｍ機能，Ｓ機能等）から構成されている。

【０００４】複数の曲面を先端部半球状の工具で加工す
る場合の曲面間の干渉防止加工方法は、１つには、複数
曲面の境界に工具半径以上の曲率半径を持つフィレット
面を生成して、その面上を工具が移動するようにするか
、または曲面を（工具半径分加工残し量分）だけ工具中
心方向へオフセットした曲面を工具中心が移動するよう
にする。

【０００５】前者の例を図４に、後者の例を図５に示す
。図４において、１は先端部が半球状の工具で先端半径
はＲ１であり、曲面２と３の境界付近を加工する際に曲
率半径ＲＦがＲＦ≧Ｒ１となるようなフィレット面４を
生成した後に、曲面２，４，３上を連続して工具が移動
して加工形状を作成している。

【０００６】また、図５においては、被加工曲面２と３
を（工具先端半径Ｒ１＋加工残し量ｔ）だけ工具中心５
の方向へオフセットさせて２ａと３ａを生成し、それら
の高さの高い方の実線部分６を工具中心５が移動するよ
うにして加工形状を作成するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
前者（図４）においては面４を、また後者（図５）にお
いては面２ａと３ａを新たに生成する必要があり、また
先端半径の異なる工具に対しては、それぞれそれらの工
具に対応した面を生成せねばならず、さらには上記例は
２曲面しか考慮していなかったが、３つ以上の曲面境界
でのそれらの処理は複雑になるという問題点を有してい
た。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、先端部が半球
状の工具が複数曲面を有するワークを加工する際に、簡
便な方法で工具の干渉を防止することができるＮＣ加工
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の加工装置は、加工形状面上を工具が加工しつ
つ移動する際に、工具先端半球の中心と加工形状との最
短距離を常時把握する手段を備えており、現在加工中の
加工点と放れていて、かつ上記最短距離が工具半径と等
しくなる点が新たに発生した時は、工具をそれ以上その
点に近付けないように退避させる。または加工点を現在
の加工点から上記新たな点へ移動させる手段とを備えて
いる。

【００１０】

【作用】本発明は上記構成によって、本来意図した工具
とある曲面との接触点すなわち現在の加工点以外で工具
と加工形状とが交わってくらい込みを生じる危険がある
場合に、工具をくらい込まない位置まで退避させるまた
は加工点を移動させることにより、加工面に傷を与えて
しまうといった不測の事態を避けることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１において、１１は先端半球部分の半径
がＲ１でその中心がＯの工具である。１２は現在工具が
加工しつつ移動している加工形状面、すなわち加工され
るべき形状の面で、まだ工具が通っていない個所はこの
加工形状面１２の上に削り代がある。点Ｐは加工形状面
１２と工具１１との接点、すなわち現在加工中の点であ
る。１３は次に加工すべき加工点形状面で点Ｂは工具中
心Ｏと曲面１３との最短距離地点を示す。

【００１２】曲面１２を加工形状に沿って先端半球工具
１１を使用して加工する場合、加工形状の各点から法線
を立て、工具側に長さＲ１のところに工具中心が位置決
めされる。

【００１３】本発明の加工装置では、工具中心位置およ
び現在の加工点Ｐの位置を常時把握する手段を備えてい
る。工具の中心は工具またはワークを駆動するサーボモ
ータの位置検出器の情報、または工作機のテーブルに装
着された位置検出器の情報から得られる。現在の加工点
Ｐは加工形状面１２と工具先端曲面との接点として求め
られる。さらに本発明は加工形状面と工具中心との最短
距離も常時算出する手段を備えている。加工形状面１２
と工具中心との最短距離の点は当然現在加工中の点Ｐで
ある。またはＰが少なくとも含まれている。

【００１４】図１において、Ｖの方向へ切削加工を行う
と、工具１１がこのままでは曲面１３へくらい込みを生
じる可能性を生じ、高精度の曲面加工にとっては致命傷
となる。

【００１５】図２は、工具が曲面１３に干渉する場合の
退避の方法を示したものである。実線１１ａが退避前の
工具を、破線１１ｂが退避後の干渉のない工具を示す。 工具中心Ｏと加工形状面１３上の最短距離点Ｂとの距離
は上記最短距離算出手段によって常時把握されており、
このまま工具が進むと最短距離が工具半径より小さい実
線１１ａの位置になって加工形状面１３と干渉する場合
に、少なくとも破線１１ｂの位置で工具の進行方向を変
更して干渉を避けて退避させるのである。

【００１６】図３は退避の他の例である。（Ａ）のよう
に工具１１が加工形状面１２に沿って左方から移動して
来て点Ｂで加工形状面１３と接した時、すなわち現在加
工中の点Ｐとその点Ｐとは離れた位置にある加工形状面
上の点Ｂとの最短距離が工具半径に等しくなった時、（
Ｂ）のように加工点をＢに移して加工を続行する。すな
わち新たな加工点はＢ→Ｐ’となり、加工形状面１２と
１３はフィレット面１４でつながれる。本発明の加工装
置は上記のように必要に応じて加工点を移動させる手段
も備えている。上記いずれの退避方法をとるかは加工プ
ログラム作成時にＮＣ情報として組み込まれる。

【００１７】このように本実施例によれば、複数の加工
形状面１２，１３を先端部が半球状の工具１１で切削す
る加工において、１つの加工形状面１２を工具が移動す
る際に、工具中心Ｏと他の加工形状面１３との最短距離
ＯＢを常時算出しており、その距離が工具半径Ｒ１と等
しくなる時に工具中心を退避させることにより、工具１
１のワークに対する削りすぎを防ぎ、加工形状面１３へ
の干渉を防止することができる。また、３つ以上の曲面
に工具がまたがる場合でも３番目の曲面に同様の処理を
施すことにより、干渉防止が可能である。

【００１８】なお、本発明の実施例においては、加工工
具を移動させて加工する場合について説明したが、ワー
クを移動させて加工する場合にも本発明は適用できるも
のである。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明は、１つまたはそれ
以上の加工形状を工具が移動する際に、工具先端半球中
心と、それら以外の他の加工形状面との最短距離を求め
、その距離が工具半径より小さく場合は、工具半径と等
しくなるところまで工具またはワークを退避させること
により、ワークへの削りすぎを防止し、加工面への傷防
止することができ、さらには複数曲面を連続して効率よ
く切削加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における先端部が半球状の工
具による複数曲面加工を示す図

【図２】同実施例における工具退避を説明する図

【図３
】工具退避の他の方法を説明する図

【図４】従来の加工
方法を説明する図

【図５】従来の他の加工方法を説明する図

【符号の説明】

１１　　　　　　　　加工工具 １１ａ　　　　　　退避前の工具 １１ｂ　　　　　　退避した工具 １２，１３　　加工形状面（加工形状）Ｒ１　　　　　
　　　工具半径 Ｏ　　　　　　　　　　工具中心位置 Ｐ　　　　　　　　　　現在加工中の点（点１）Ｂ　　
　　　　　　　　現在加工中の点と離れた位置にある加
工形状面上の点（点２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力された加工形状にワークが加工さ
   れるように加工工具またはワークの少なくとも一方を駆
   動する手段と、加工工具またはワークの位置を示す情報
   と加工形状から現在加工中の点および加工工具の中心位
   置を常時把握する手段と、加工工具の中心位置とワーク
   の加工形状との最短距離を常時算出する手段と、現在加
   工中の点（点１）とその点１とは離れた位置にある加工
   形状上の点（点２）との上記最短距離が工具半径と等し
   くなった時、上記最短距離が工具半径以上である位置に
   加工工具またはワークを退避させる手段とを備えた干渉
   防止機能を持つ加工装置。
2. 【請求項２】　　最短距離が工具半径以上である位置に
   加工工具またはワークを退避させる手段に代えて、加工
   点を点１から点２へ写す手段を備えた請求項１記載の干
   渉防止機能を持つ加工装置。