(57)【要約】      （修正有）【課題】加工面品位を定量的に評価することが可能で、安定的な評価が得られる加工面品位の定量的評価方法を提供する。【解決手段】加工パスにおける送り方向に並ぶカッターマークの位置を測定し、ピック方向に隣り合う加工パス上のカッターマークの位置の差を算出し、この差の標準偏差を用いることにより、面品位を定量的に評価する。【選択図】図１
2020027049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械を用いて加工を行った際の面品位をカッターマークを使用して定量的に評価する方法であって、
加工パスにおける送り方向に並ぶカッターマークの位置を測定し、ピック方向に隣り合う加工パス上のカッターマークの位置の差を算出し、この差の標準偏差を用いて面品位を評価することを特徴とする加工面品位の定量的評価方法。
【請求項２】
高速フーリエ変換を用いて各加工パスのカッターマーク位置を算出することを特徴とする請求項１の加工面品位の定量的評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械加工が施された面品位の定量的評価方法に関し、特に、カッターマークを使用した面品位の定量的評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プレス加工される製品の外観は、プレス金型の面粗さにより決まるため、金型製作における磨き工程は非常に重要である。しかし、磨き工程に費やす多くの時間やコストが、従来から問題とされてきた。さらに近年、例えば自動車ボディアウター用のプレス金型においては、 光の陰影を際立たせるキャラクターラインやその消え方までもが要求されるようになり、磨きが機械加工された金型の形状精度や意匠性を劣化させてしまうことが新たな課題となっている。そこで、磨き工程を削減・省略するために、大型プレス金型の機械加工において高い面品位が求められている。
【０００３】
なお、この発明で使用するカッターマークについては、特許文献１に、エンドミルで曲面を加工する場合にワークの加工面に生じるもので、このカッターマークを無くす制御が工夫されているとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３９５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加工面品位については、制御方法だけでなく、面品位の評価方法が問題となる。すなわち、面粗さや形状精度は、粗さ測定器や形状測定器により評価することが可能だが、最終的な判定は目視、すなわち、人の主観により判断されている。これは、“見た目”を定量的に評価することができないためである。さらに、これを判断する熟練者が減少していることや技能伝承の困難さがもう一つの問題になっている。
【０００６】
この発明の目的は、加工面品位を定量的に評価することが可能で、安定的な評価が得られる加工面品位の定量的評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による加工面品位の定量的評価方法は、工作機械を用いて加工を行った際の面品位をカッターマークを使用して定量的に評価する方法であって、加工パスにおける送り方向に並ぶカッターマークの位置を測定し、ピック方向に隣り合う加工パス上のカッターマークの位置の差を算出し、この差の標準偏差を用いて面品位を評価することを特徴とするものである。
【０００８】
工作機械を用いて加工を行った際には、カッターマークができる。１つのカッターマークは、加工量が相対的に大きい中央部分と加工量が相対的に小さい周縁部分とからなり、このカッターマークが加工パスにおける送り方向とピック方向に並ぶ。このカッターマークを使用して、ピック方向に隣り合う加工パス上のカッターマークの位置の差を標準偏差を用いて算出し、位置の差のばらつきが小さければ面品位が良いと判定する。こうして、従来困難であった加工面品位の定量的評価について、安定的な評価を行うことが可能となる。
【０００９】
位置の測定は、例えば、加工パス上にあるカッターマークの適宜な位置の一点で求めることができ、また、複数の点に対するばらつきの平均として求めることができ、さらにまた、所定範囲の位相差の平均からばらつきを算出してもよい。
【００１０】
高速フーリエ変換を用いて各加工パスのカッターマーク位置の差を算出することが好ましい。
【００１１】
加工パスの断面データを加工パス毎に高速フーリエ変換すると、送り方向に隣り合うカッターマークのエッジ高さ（振幅）の位相が求まり、隣り合うパスのカッターマークの位相差が位置の差であるとすることで、特別なソフトを必要とせず加工面品位の定量的評価方法を実施することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の加工面品位の定量的評価方法によれば、従来困難であった加工面品位の定量的評価について、安定的な評価を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、この発明の加工面品位の定量的評価方法の手順を示す図である。
【図２】図２は、この発明の加工面品位の定量的評価方法が適用される加工面と加工パスを示す図である。
【図３】図３は、カッターマークのズレ量を説明する図である。
【図４】図４は、高面品位の例を示す図である。
【図５】図５は、低面品位の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１から図５までを参照して、この発明の加工面品位の定量的評価方法の実施形態について説明する。
【００１５】
この発明の加工面品位の定量的評価方法は、従来は目視などで行われていた評価を定量的に評価することを可能としたもので、図１に示すように、加工面を測定し（ステップ１）、加工パス毎の断面座標データを高速フーリエ解析（ＦＦＴ）で解析し（ステップ２）、位相データのばらつきで評価する（ステップ３）点に特徴がある。
【００１６】
工作機械を用いて加工を行った場合、図２に示すように、加工量が相対的に大きい部分（色が濃い部分）とその周囲の加工量が相対的に小さい部分（色が薄い部分）とからなるカッターマークが送り方向およびピック方向に並ぶ。
【００１７】
ばらつきがない場合には、カッターマークが規則正しく並ぶ（例えば、同じ形状のものが送り方向にもピック方向ににも等しいピッチで並ぶ）はずであるが、実際に加工を行った場合、例えば、図３に示すように、隣り合う加工パス間で位相差が生じる。
【００１８】
この発明の加工面品位の定量的評価方法は、このカッターマークの位置を評価に使用するもので、ステップ１では、加工面の各加工パスにおいて、送り方向に並ぶカッターマークの中心位置で、断面曲線を測定する。
【００１９】
そして、ステップ２では、測定後、各加工パスの断面データを高速フーリエ変換(以下、ＦＦＴと称する)し、位相データに着目する。加工パス毎にＦＦＴすると(図２参照)、送り方向に隣り合うカッターマークのエッジ高さが振幅として現れる。この位相は、カッターマークのエッジ高さの位置を、すなわちカッターマークの配列を表す。
【００２０】
そして、ステップ３では、カッターマークの位置のズレ量(図３参照)を求めるため、隣り合うパスのカッターマークの位相差を算出し、標準偏差を用いて面品位を評価する。標準偏差は、以下の式１を用いて算出する。この数値が小さいほどばらつきが小さく、すなわちカッターマーク配列に均一性があり、高い面品位であることを示す。
【００２１】
【数１】
2020027049.tif 000003
【００２２】
図４および図５に、高面品位および低面品位の例を示す。なお、図４および図５においては、加工量が連続量としてカラー表示可能なところをグレースケールで示している。
【００２３】
例えば、図４の左に示すように、隣り合うカッターマークで図の上下方向のずれがほとんどない場合、ばらつき４．１となり、ばらつき小＝均一性有り＝高面品位と判定される。
【００２４】
また、例えば、図４の右に示すように、隣り合うカッターマークで図の上下方向のずれがかなりあるものの、奇数列同士および偶数列同士では上下の差がほとんどなく、規則性を有している場合、ばらつき４．５となり、この場合も、ばらつき小＝均一性有り＝高面品位と判定される。
【００２５】
一方、図５に示すように、隣り合うカッターマークで図の上下方向のずれが大きく、かつ、規則性がない場合には、ばらつき４８．０となり、ばらつき大＝不均一＝低面品位と判定される。
【００２６】
こうして、カッターマークの配列をＦＦＴの位相グラフとして表すことで、加工面品位の定量的評価を行うことができる。
【００２７】
なお、位置の測定は、図に黒丸で示されている箇所に限定されるものではなく、また、１つのカッターマークにつき１点であってもよいし、複数の点に対するばらつきの平均として求めてもよく、さらにまた、所定範囲の位相差の平均からばらつきを算出してもよく、要するに、カッターマークを使用して、その位相差を求めることができればよい。
【図１】
2020027049.tif 000004
【図２】
2020027049.tif 000005
【図３】
2020027049.tif 000006
【図４】
2020027049.tif 000007
【図５】
2020027049.tif 000008