JPH0616978B2 - 自動プログラミングにおける４軸同時加工生成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、数値制御(NC)旋盤の自動プログラミングを用
いて外径加工するシャフト形状等のワークを４軸同時加
工する際に、１つのワークに対して１回の加工情報入力
操作により、加工範囲の分割及び工具情報等の４軸同時
加工データを自動的に作成する自動プログラミングにお
ける４軸同時加工生成方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） シャフト形状のワークは、その大多数が内径切削を必要
とせず外径切削のみを行なっている。第３図(A)はこの
ような外径切削のみ行なうワークの一例を示し、このワ
ークに対してNC旋盤等を用いて４軸同時加工を行なう際
には、その一方法として上記ワークの長手軸方向に加工
範囲を分割し、この分割した加工範囲をそれぞれ同時加
工する方法がある。ところが、この加工範囲は、通常な
ら１本の工具で加工する１つの加工工程として１回で設
定できる加工工程であるが、同時加工を行う他の適当な
加工工程がないため、各々についてオペレータが判断
し、同一の使用工具等の加工データを同時加工の相手と
して設定し、加工範囲も分割設定するというものであ
り、この各加工範囲が全く異なる切削部位であるかの如
く入力指定しなければならず、オペレータにとってその
入力操作が煩わしいだけでなく、多くの時間を要すると
いう問題点があった。

（発明の目的） 本発明は上述のような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、NC旋盤の自動プログラミングを用いて外
径切削加工をするシャフト形状等のように単独加工であ
れば１つの加工工程として１回で設定できるワークを４
軸同時加工する際に、１つのワークに対してオペレータ
の１回の加工情報入力操作によって、ワークの加工範囲
が自動的に分割されると共に、各加工範囲毎の加工デー
タが設定され、上記ワークの４軸同時加工データを自動
的に生成する自動プログラミングにおける４軸同時加工
生成方法を提供することにある。

（発明の概要） 本発明は、数値制御旋盤を用いた自動プログラミングに
おける４軸同時加工生成方法に関し、上記数値制御旋盤
の自動プログラミング機能を用いて、外径切削を行なう
ワークの４軸同時加工データを自動的に生成する際に、
上記数値制御旋盤に入力されたワーク形状，素材形状及
び工具データに基づき、上記ワーク形状を示す全ワーク
形状点のうち両端点及び全凹角点を除く全凸角点につい
て、この各凸角点を通り上記工具の刃先角度に応じた所
定角度のラインをそれぞれ想定し、上記各ラインが上記
素材形状と交叉する各交点と当該各凸角点との間で上記
ワーク形状に交叉しないワーク形状点を選択し、この選
択されたワーク形状点のうち上記ワーク形状の長手軸方
向の中央部に最も近いワーク形状点を上記分割点として
上記ワーク形状の加工範囲を分割し、この分割された各
加工範囲毎に４軸同時加工データを自動的に生成するよ
うにしたものである。

（発明の実施例） 第１図は本発明の自動プログラミングにおける４軸同時
加工生成方法を適用することができるNC旋盤の制御装置
の概略を示すブロック構成図である。第１図において、
CRT表示装置等から成るディスプレイ１は加工プログラ
ムやデータ等を表示すると共に、各種データ入力操作の
案内表示を行ない、キーボード２はワーク形状，素材形
状，使用工具（刃先角度，工具番号等）や切削条件等の
加工情報データを入力する際に用いられる。入力制御部
３は上記キーボード２から入力される各種データを読取
り、上記ディスプレイ１に表示すると共に、入力データ
記憶部４に出力し、この入力データ記憶部４は上記入力
制御部３から出力される各種データを記憶する。分割点
設定部５は上記入力された各種データのうち、ワーク形
状及び素材形状データに基づき、ワークの長手軸方向に
加工範囲を分割する点（分割点）を後述するようにして
自動的に設定する。形状分割設定部６は上記分割点設定
部５で設定された分割点により後述する加工範囲の分割
ラインを設定し、この分割ラインで分割される各加工範
囲をそれぞれ独立した加工範囲として、それぞれに対し
てワーク形状，素材形状，使用工具情報及び切削条件等
を設定する。分割データ記憶部７は上記形状分割設定部
で設定された各加工範囲毎のワーク形状，素材形状，使
用工具情報及び切削条件等のデータを記憶する。

このような構成の制御装置を有するNC旋盤を用いて、第
３図(A)に示すようなワークに対する本発明の自動プロ
グラミングにおける４軸同時加工生成方法を、第２図に
示すフローチャートを参照して以下に説明する。

本発明方法において、上記ディスプレイ１を確認しなが
ら、オペレータが第３図(A)に示すようなワークW1の加
工情報（ワーク形状データを示す点P1,P2,…，P7の座標
値、素材形状データを示す点P1,P8,P7の座標値及び使用
工具Ｔの刃先角度等）をキーボード２から入力すると、
これらの加工情報データが上記入力データ制御部３によ
り入力データ記憶部４に記憶される（ステップS1）。そ
こで、分割点設定部５は上記加工情報のうちワーク形状
データを示す点P1,P2,…，P7を順次読込み（ステップS2
〜S3）、この読み込んだ各ワーク形状点について、以下
のようにして判定して加工範囲分割可能点を設定する。

まず、この順次読み込んだワーク形状点P1〜P7がワー
クの両端点である最初のワーク形状点P1又は最後のワー
ク形状点P7であれば、そのワーク形状点P1及びP7は分割
点になり得ないので上記ステップS2に戻り次のワーク形
状点を読込み、同様にして判定して、その他のワーク形
状点P2〜P6を分割可能点として選択する（ステップS
4）。

次に、上記ワーク形状点P2〜P6のうち、凹部の点P2,P
4,P6は上記分割点として不適確であるので上記ステップ
S2に戻り次のワーク形状点を読込み、同様にして判定し
て、その他のワーク形状点P3及びP5を分割可能点として
選択する（ステップS5）。

さらに、第４図(A)に示すように、使用工具Ｔの刃先
角度θに対して5゜ぐらい余裕を持った角度θ′のライ
ンｌＴを想定し、第４図(B)に示すように、上記ステッ
プS4,S5により選択されたワーク形状点P3及びP5を通る
ラインlT3及びlT5について、素材形状M1との交点との間
にワーク形状W1との干渉点の有無を判定する（ステップ
S6）。

ここにおいて、第４図(C)に示すようなワークW2の形
状点P20の場合、上記ステップS4,S5においては分割可能
点として選択されるが、このワーク形状点P20を通る上
記ラインlT20を想定すると、このラインlT20は素材形状
M2との交点PP20との間にワーク形状W2との干渉点PW20を
有するので、このワーク形状点P20は求める分割可能点
とは成り得ない。一方、第４図(B)に示すように上記ワ
ーク形状点P3及びP5を通るラインlT3及びlT5は、上記素
材形状M1に対してそれぞれ交点PP3及びPP5を有し、且つ
その間にワーク形状W1との干渉点を有さないので、この
ワーク形状点P3及びP5をそれぞれ上記分割可能点として
設定する（ステップS7）。

このように上記ステップS2〜S7を繰返して全ワーク形状
点P1〜P7について分割可能点の設定が終了すると、上記
分割点設定部５は、第４図(D)に示すように、上記設定
された分割可能点P3及びP5のうち、このワーク形状W1の
長手軸方向の外径加工範囲P1〜P7の中央部に最も近い点
P5を求め（ステップS8）、このワーク形状点P5をこのワ
ークW1の加工範囲分割点として設定する（ステップS
9）。そこで、第３図(B)に示すように、上記形状分割設
定部６はこの加工範囲分割点P5を通る上記ラインlT5を
想定して分割ラインlT5として設定し、この分割ラインl
T5で分割された各加工範囲W11及びW12をそれぞれ独立し
た加工範囲として上記ワーク形状データP1〜P7及び素材
形状データP1,P8,P7を分割して第４図(E)に示すように
設定する。さらに、上記使用工具Ｔの刃先角度等の工具
情報及び切削条件等諸条件をも上記各加工範囲W11及びW
12毎に分割して設定し、これらの分割形状加工情報デー
タを上記分割データ記憶部７に設定する（ステップS1
0）。

なお、上述の実施例において、ワーク形状等の加工情報
をオペレータがキーボードを操作して入力する例を示し
たが、他の制御装置やシステム等において自動決定され
たデータが転送されて入力されるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明の自動プログラミングにおける４軸
同時加工生成方法によれば、従来、オペレータが予め加
工範囲分割点を設定し、この分割点により分割される各
加工範囲毎に各加工条件等を入力していた外径切削のみ
行なうワークの４軸同時加工が、１回の操作で入力され
るワーク形状，素材形状，使用工具及び加工条件等のデ
ータから自動的に最適な同時加工データが生成されるた
め、４軸同時加工プログラムの作成時間を大幅に短縮で
きると共に、作業者の負担が軽減されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用することができる装置の一例
を示すブロック構成図、第２図は本発明の同時加工生成
方法の動作を説明するフローチャート、第３図(A),(B)
及び第４図(A)〜(E)は本発明の同時加工生成方法を説明
するためのワーク及び分割点判定方法の一例を示す図で
ある。 １……ディスプレイ、２……キーボード、３……入力制
御部、４……入力データ記憶部、５……分割点設定部、
６……形状分割設定部、７……分割データ記憶部、P1〜
P7,P20,P1′〜P7′……ワーク形状点、P1,P8,P7,PP5,P
1′，P8′，PP5′……素材形状点、W1,W2……素材形
状、W11,W12……加工範囲、M1,M2……素材形状、Ｔ……
使用工具。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの刃物台における１工具による単独の
   加工工程で加工可能なワークの外形切削を、数値制御旋
   盤の自動プログラミング機能を用いて２つの刃物台によ
   る４軸同時加工をする加工データの自動生成において、
   ワーク形状データ，素材形状データ及び工具データ等の
   加工情報の１回の入力操作により、工具の刃先角度ライ
   ンに適合する分割可能なワーク形状点のうち、ワークの
   長手軸方向中央部近辺のワーク形状点が加工範囲の分割
   点として自動設定されると共に、分割された各加工範囲
   毎に前記各別の刃物台のための加工データが設定される
   ことを特徴とする自動プログラミングにおける４軸同時
   加工生成方法。
2. 【請求項２】前記加工範囲の分割を、前記ワーク形状を
   示す全ワーク形状点のうち両端点及び全凹角点を除く全
   凸角点について、この各凸角点を通り前記工具の刃先角
   度に応じた所定角度のラインをそれぞれ想定し、前記各
   ラインが前記素材形状と交叉する各交点と当該各凸角点
   との間で前記ワーク形状に交叉しないワーク形状点を選
   択し、この選択されたワーク形状点のうち前記ワーク形
   状の長手軸方向の中央部に最も近いワーク形状点を前記
   分割点として前記ワーク形状の加工範囲を分割するよう
   にした特許請求の範囲第１項に記載の自動プログラミン
   グにおける４軸同時加工生成方法。