(57)【要約】【課題】加工形状に応じて表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミングが合った型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータを簡易に生成することができるＮＣデータ生成方法、ＮＣデータ生成プログラム、ＮＣデータ生成装置及びＮＣ加工装置を提供すること。【解決手段】表側工具の半球が所定加工形状の加工面に当接する表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる表側連続データを生成する表側連続データ生成部３１と、表側連続データが示す各半球中心位置を所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成部３２とを備える。【選択図】図４
2020144513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を半球にした表側工具によって板状ワークを表側から押えるとともに、先端を半球にした裏側工具によって前記板状ワークを裏側から押えることにより、前記板状ワークを所定加工形状に変形する型レスインクリメンタル成形に用いるＮＣデータを生成するＮＣデータ生成方法であって、
前記表側工具の前記半球が前記所定加工形状の加工面に当接する前記表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、前記表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と前記加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる前記表側連続データを生成する表側連続データ生成ステップと、
前記表側連続データが示す各半球中心位置を前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成ステップと、
前記所定加工形状の加工面に対して直交する前記表側連続データと前記裏側連続データとの対を同期させたＮＣデータを生成する同期データ生成ステップと
を含んだことを特徴とするＮＣデータ生成方法。
【請求項２】
前記表側連続データ生成ステップは、
前記表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する前記表側連続データであるダミー表側連続データを生成するダミー表側連続データ生成ステップを含み、
前記ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する線上であって、前記加工面から前記表側工具の半球径の位置を前記表側連続データ生成ステップの前記表側連続データとして生成し、
前記裏側連続データ生成ステップは、
前記表側連続データが示す各半球中心位置を、前記ダミー表側連続データの各ダミー半径中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成することを特徴とする請求項１に記載のＮＣデータ生成方法。
【請求項３】
前記ダミー半球径は、前記加工面が前記表側工具の先端部の半球径と同じ最小曲率半径を有する湾曲部分における前記裏側連続データの前記距離誤差を前記所定許容誤差以下とすることができる大きさ以下であることを特徴とする請求項２に記載のＮＣデータ生成方法。
【請求項４】
前記所定加工形状の加工面に対する前記距離誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記裏側連続データの各データ間における前記距離誤差が前記所定許容誤差を超える不適正データ部分がある場合、前記不適正データ部分の前記裏側連続データの前記距離誤差が前記所定許容誤差以下となるように、前記不適正データ部分の前記表側連続データに対する前記所定許容誤差を小さくする許容誤差調整ステップと
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＣデータ生成方法。
【請求項５】
先端を半球にした表側工具によって板状ワークを表側から押えるとともに、先端を半球にした裏側工具によって前記板状ワークを裏側から押えることにより、前記板状ワークを所定加工形状に変形する型レスインクリメンタル成形に用いるＮＣデータを生成するＮＣデータ生成プログラムであって、
前記表側工具の前記半球が前記所定加工形状の加工面に当接する前記表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、前記表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と前記加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる前記表側連続データを生成する表側連続データ生成手順と、
前記表側連続データが示す各半球中心位置を前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成手順と、
前記所定加工形状の加工面に対して直交する前記表側連続データと前記裏側連続データとの対を同期させたＮＣデータを生成する同期データ生成手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするＮＣデータ生成プログラム。
【請求項６】
前記表側連続データ生成手順は、
前記表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する前記表側連続データであるダミー表側連続データを生成するダミー表側連続データ生成手順を含み、
前記ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する線上であって、前記加工面から前記表側工具の半球径の位置を前記表側連続データ生成手順の前記表側連続データとして生成し、
前記裏側連続データ生成手順は、
前記表側連続データが示す各半球中心位置を、前記ダミー表側連続データの各ダミー半径中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成することを特徴とする請求項５に記載のＮＣデータ生成プログラム。
【請求項７】
前記ダミー半球径は、前記加工面が前記表側工具の先端部の半球径と同じ最小曲率半径を有する湾曲部分における前記裏側連続データの前記距離誤差を前記所定許容誤差以下とすることができる大きさ以下であることを特徴とする請求項６に記載のＮＣデータ生成プログラム。
【請求項８】
前記所定加工形状の加工面に対する前記距離誤差を算出する誤差算出手順と、
前記裏側連続データの各データ間における前記距離誤差が前記所定許容誤差を超える不適正データ部分がある場合、前記不適正データ部分の前記裏側連続データの前記距離誤差が前記所定許容誤差以下となるように、前記不適正データ部分の前記表側連続データに対する前記所定許容誤差を小さくする許容誤差調整手順と
を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載のＮＣデータ生成プログラム。
【請求項９】
先端を半球にした表側工具によって板状ワークを表側から押えるとともに、先端を半球にした裏側工具によって前記板状ワークを裏側から押えることにより、前記板状ワークを所定加工形状に変形する型レスインクリメンタル成形に用いるＮＣデータを生成するＮＣデータ生成装置であって、
前記表側工具の前記半球が前記所定加工形状の加工面に当接する前記表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、前記表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と前記加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる前記表側連続データを生成する表側連続データ生成部と、
前記表側連続データが示す各半球中心位置を前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成部と、
前記所定加工形状の加工面に対して直交する前記表側連続データと前記裏側連続データとの対を同期させたＮＣデータを生成する同期データ生成部と
を備えることを特徴とするＮＣデータ生成装置。
【請求項１０】
前記表側連続データ生成部は、
前記表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する前記表側連続データであるダミー表側連続データを生成するダミー表側連続データ生成部を備え、前記ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する線上であって、前記加工面から前記表側工具の半球径の位置を前記表側連続データ生成部の前記表側連続データとして生成し、
前記裏側連続データ生成部は、
前記表側連続データが示す各半球中心位置を、前記ダミー表側連続データの各ダミー半径中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成することを特徴とする請求項９に記載のＮＣデータ生成装置。
【請求項１１】
前記ダミー半球径は、前記加工面が前記表側工具の先端部の半球径と同じ最小曲率半径を有する湾曲部分における前記裏側連続データの前記距離誤差を前記所定許容誤差以下とすることができる大きさ以下であることを特徴とする請求項１０に記載のＮＣデータ生成装置。
【請求項１２】
前記所定加工形状の加工面に対する前記距離誤差を算出する誤差算出部と、
前記裏側連続データの各データ間における前記距離誤差が前記所定許容誤差を超える不適正データ部分がある場合、前記不適正データ部分の前記裏側連続データの前記距離誤差が前記所定許容誤差以下となるように、前記不適正データ部分の前記表側連続データに対する前記所定許容誤差を小さくする許容誤差調整部と
を備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載のＮＣデータ生成装置。
【請求項１３】
請求項１〜４のいずれか一つに記載のＮＣデータ生成方法によって生成されたＮＣデータを用いて前記型レスインクリメンタル成形を行うことを特徴とするＮＣ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工形状に応じて表側工具に対するＮＣ（Numerical Control：数値制御）データと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミングが合った型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータを簡易に生成することができるＮＣデータ生成方法、ＮＣデータ生成プログラム、ＮＣデータ生成装置及びＮＣ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクリメンタル成形は、逐次成形を行う塑性加工であり、多品種・少量生産に適している。具体的には、工具をＸＹＺ軸方向に変位させ、工具先端部で金属板などのワークを扱くことによって、成形加工する（特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、ワークの表側工具だけでなく、裏側にも裏側工具を設け、ワークの両面から表側工具と裏側工具とを強調させてワークを成形加工する型レスインクリメンタル成形も行われている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１４４６８号公報
【特許文献２】特開２０１６−５５３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、表側工具と裏側工具とを用いた型レスインクリメンタル成形では、加工形状に応じて、表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミングを合わせる必要があるが、表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとをワークの加工形状に沿って独立して生成していたため、表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミング合わせに時間がかかるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、加工形状に応じて表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミングが合った型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータを簡易に生成することができるＮＣデータ生成方法、ＮＣデータ生成プログラム、ＮＣデータ生成装置及びＮＣ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、先端を半球にした表側工具によって板状ワークを表側から押えるとともに、先端を半球にした裏側工具によって前記板状ワークを裏側から押えることにより、前記板状ワークを所定加工形状に変形する型レスインクリメンタル成形に用いるＮＣデータを生成するＮＣデータ生成方法であって、前記表側工具の前記半球が前記所定加工形状の加工面に当接する前記表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、前記表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と前記加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる前記表側連続データを生成する表側連続データ生成ステップと、前記表側連続データが示す各半球中心位置を前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成ステップと、前記所定加工形状の加工面に対して直交する前記表側連続データと前記裏側連続データとの対を同期させたＮＣデータを生成する同期データ生成ステップとを含んだことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の発明において、前記表側連続データ生成ステップは、前記表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する前記表側連続データであるダミー表側連続データを生成するダミー表側連続データ生成ステップを含み、前記ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する線上であって、前記加工面から前記表側工具の半球径の位置を前記表側連続データ生成ステップの前記表側連続データとして生成し、前記裏側連続データ生成ステップは、前記表側連続データが示す各半球中心位置を、前記ダミー表側連続データの各ダミー半径中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の発明において、前記ダミー半球径は、前記加工面が前記表側工具の先端部の半球径と同じ最小曲率半径を有する湾曲部分における前記裏側連続データの前記距離誤差を前記所定許容誤差以下とすることができる大きさ以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の発明において、前記所定加工形状の加工面に対する前記距離誤差を算出する誤差算出ステップと、前記裏側連続データの各データ間における前記距離誤差が前記所定許容誤差を超える不適正データ部分がある場合、前記不適正データ部分の前記裏側連続データの前記距離誤差が前記所定許容誤差以下となるように、前記不適正データ部分の前記表側連続データに対する前記所定許容誤差を小さくする許容誤差調整ステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、先端を半球にした表側工具によって板状ワークを表側から押えるとともに、先端を半球にした裏側工具によって前記板状ワークを裏側から押えることにより、前記板状ワークを所定加工形状に変形する型レスインクリメンタル成形に用いるＮＣデータを生成するＮＣデータ生成プログラムであって、前記表側工具の前記半球が前記所定加工形状の加工面に当接する前記表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、前記表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と前記加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる前記表側連続データを生成する表側連続データ生成手順と、前記表側連続データが示す各半球中心位置を前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成手順と、前記所定加工形状の加工面に対して直交する前記表側連続データと前記裏側連続データとの対を同期させたＮＣデータを生成する同期データ生成手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の発明において、前記表側連続データ生成手順は、前記表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する前記表側連続データであるダミー表側連続データを生成するダミー表側連続データ生成手順を含み、前記ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する線上であって、前記加工面から前記表側工具の半球径の位置を前記表側連続データ生成手順の前記表側連続データとして生成し、前記裏側連続データ生成手順は、前記表側連続データが示す各半球中心位置を、前記ダミー表側連続データの各ダミー半径中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記ダミー半球径は、前記加工面が前記表側工具の先端部の半球径と同じ最小曲率半径を有する湾曲部分における前記裏側連続データの前記距離誤差を前記所定許容誤差以下とすることができる大きさ以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記所定加工形状の加工面に対する前記距離誤差を算出する誤差算出手順と、前記裏側連続データの各データ間における前記距離誤差が前記所定許容誤差を超える不適正データ部分がある場合、前記不適正データ部分の前記裏側連続データの前記距離誤差が前記所定許容誤差以下となるように、前記不適正データ部分の前記表側連続データに対する前記所定許容誤差を小さくする許容誤差調整手順とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、先端を半球にした表側工具によって板状ワークを表側から押えるとともに、先端を半球にした裏側工具によって前記板状ワークを裏側から押えることにより、前記板状ワークを所定加工形状に変形する型レスインクリメンタル成形に用いるＮＣデータを生成するＮＣデータ生成装置であって、前記表側工具の前記半球が前記所定加工形状の加工面に当接する前記表側工具の半球中心位置の離散的な表側連続データであり、かつ、前記表側連続データの隣接する半球先端位置間を結ぶ直線と前記加工面との距離誤差が所定許容誤差の範囲内となる前記表側連続データを生成する表側連続データ生成部と、前記表側連続データが示す各半球中心位置を前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成する裏側連続データ生成部と、前記所定加工形状の加工面に対して直交する前記表側連続データと前記裏側連続データとの対を同期させたＮＣデータを生成する同期データ生成部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の発明において、前記表側連続データ生成部は、前記表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する前記表側連続データであるダミー表側連続データを生成するダミー表側連続データ生成部を備え、前記ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する線上であって、前記加工面から前記表側工具の半球径の位置を前記表側連続データ生成部の前記表側連続データとして生成し、前記裏側連続データ生成部は、前記表側連続データが示す各半球中心位置を、前記ダミー表側連続データの各ダミー半径中心位置を通り、前記所定加工形状の加工面に対して直交する対称位置にオフセットした前記裏側工具に対する裏側連続データを生成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記の発明において、前記ダミー半球径は、前記加工面が前記表側工具の先端部の半球径と同じ最小曲率半径を有する湾曲部分における前記裏側連続データの前記距離誤差を前記所定許容誤差以下とすることができる大きさ以下であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記の発明において、前記所定加工形状の加工面に対する前記距離誤差を算出する誤差算出部と、前記裏側連続データの各データ間における前記距離誤差が前記所定許容誤差を超える不適正データ部分がある場合、前記不適正データ部分の前記裏側連続データの前記距離誤差が前記所定許容誤差以下となるように、前記不適正データ部分の前記表側連続データに対する前記所定許容誤差を小さくする許容誤差調整部とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の発明のいずれか一つに記載のＮＣデータ生成方法によって生成されたＮＣデータを用いて前記型レスインクリメンタル成形を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、加工形状に応じて表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミングが合った型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータを簡易に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施の形態に係るＮＣデータ生成装置が生成した型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータを用いて型レスインクリメンタル成形を行うＮＣ加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、生成した表側連続データと裏側連続データとの関係を示す図である。
【図３】図３は、表側連続データの生成を説明する説明図である。
【図４】図４は、生成した表側連続データと裏側連続データとが加工面に対して対称となる位置に設定される状態を示す説明図である。
【図５】図５は、ＮＣデータ生成装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】図６は、ダミー表側連続データの生成を説明する説明図である。
【図７】図７は、表側連続データの生成を説明する説明図である。
【図８】図８は、裏側連続データの生成を説明する説明図である。
【図９】図９は、加工面の裏側が凸になる湾曲部分におけるダミー表側連続データを介した裏側連続データの生成を説明する説明図である。
【図１０】図１０は、湾曲部分の距離誤差の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、距離誤差の算出のための説明図である（その１）。
【図１２】図１２は、距離誤差の算出のための説明図である（その２）。
【図１３】図１３は、制御部によるＮＣデータの生成処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るＮＣデータ生成方法、ＮＣデータ生成プログラム、ＮＣデータ生成装置及びＮＣ加工装置について説明する。
【００２３】
＜概要構成＞
図１は、本実施の形態に係るＮＣデータ生成装置２０が生成した型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータＤ１を用いて型レスインクリメンタル成形を行うＮＣ加工装置１０の構成を示す図である。図１に示すように、ＮＣ加工装置１０は、板状ワーク３の表側からインクリメンタル成形を行う表側工具１と、板状ワーク３の裏側からインクリメンタル成形を行う裏側工具２とを有する。表側工具１の板状ワーク３側の先端部１ａ及び裏側工具２の板状ワーク３側の先端部２ａは、半球をなしている。
【００２４】
表側工具１及び裏側工具２は、それぞれ駆動ユニット５，６に接続される。駆動ユニット５，６は、それぞれ表側工具１及び裏側工具２をＺ方向に伸縮する。駆動ユニット５，６は、それぞれＸＹテーブル７，８上を移動する。クランプ機構９ａ，９ｂは、板状ワーク３の両端を把持する。
【００２５】
ＮＣ加工制御ユニット１１は、表側工具１及び裏側工具２の位置をＮＣデータＤ１に基づいて制御する。表側工具１及び裏側工具２は、各先端部１ａ，２ａによって板状ワーク３の表面及び裏面を抑えて塑性変形させて所定加工形状をもつ加工品４に成形する。
【００２６】
ＮＣ加工制御ユニット１１が用いるＮＣデータＤ１は、ＮＣデータ生成装置２０によって生成される。ＮＣデータ生成装置２０は、例えばＣＡＤデータＤ０を用いて、ＣＡＤデータＤ０内の加工品４に対するＮＣデータＤ１を生成する。
【００２７】
ここで、ＮＣデータＤ１は、先端部１ａ，２ａが、互いに所定加工形状の加工面に対して直交するように位置決めするデータとなる。すなわち、図２に示すように、表側工具１の先端部１ａの半球中心位置と裏側工具２の先端部２ａの半球中心位置とは、各先端部１ａ，２ａが所定加工形状の加工面ＰＦに接触し、加工面ＰＦに対してそれぞれ直交する位置に配置される。
【００２８】
ＮＣデータ生成装置２０は、まず、表側工具１の先端部１ａが加工面ＰＦに沿って摺動する状態での半球中心位置の軌跡Ｌ１０上に連続プロットした表側連続データＤ１０を生成する。その後、表側連続データＤ１０に対し、加工面ＰＦに面対称の位置に裏側連続データＤ２０を生成する。裏側連続データＤ２０は、裏側工具２の先端部２ａが加工面ＰＦに沿って摺動する状態での半球中心位置の軌跡Ｌ２０上であって、加工面ＰＦに対して直交するデータである。この結果、表側連続データＤ１０と裏側連続データＤ２０との各プロット点は加工面ＰＦに対して直交する関係になる。そして、ＮＣデータ生成装置２０は、表側連続データＤ１０の各プロット点と裏側連続データＤ２０の各プロット点との直交するプロット点を対として同期させたＮＣデータＤ１を生成する。
【００２９】
図３に示すように、表側連続データＤ１０は、表側工具１の先端部１ａが加工面ＰＦに当接する状態における表側工具１の半球中心位置の離散的な連続データであるが、表側連続データＤ１０の隣接する半球先端位置１ｂ間を結ぶ直線Ｌ１と加工面ＰＦとの距離誤差εが所定許容誤差ΔＳの範囲内となるように生成される。
【００３０】
この結果、図４（ａ）の中央に示すように、表側工具１の先端部１ａの位置に対して裏側工具２の先端部２ａの位置を単にＺ方向に対応させた場合には、裏側工具２が加工面ＰＦから位置ズレしており、裏側工具２の先端部２ａの半球中心位置を、加工面ＰＦに対して表側工具１の先端部１ａの半球中心位置が直交する位置となるように補正する必要があった。これに対して、本実施の形態では、裏側連続データＤ２０を、表側工具１の先端部１ａの半球中心位置（表側連続データＤ１０）を加工面ＰＦに対して対称とした位置として自動生成するようにしているので、図４（ｂ）に示すように、表側工具１の先端部１ａの半球中心位置と裏側工具２の先端部２ａの半球中心位置とは常に加工面ＰＦに対して直交する。この結果、表側連続データＤ１０と裏側連続データＤ２０とが加工面ＰＦに対して垂直となるＮＣデータＤを、補正することなく簡易に得ることができる。しかも、裏側連続データＤ２０を得る際、裏側工具２の先端部２ａの半球中心位置が加工面ＰＦに沿って通る軌跡Ｌ２０を求める必要もない。
【００３１】
なお、ＮＣデータ生成装置２０が生成するＮＣデータＤ１は、表側連続データＤ１０を生成する際、実表側工具の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具に対する表側連続データをダミー表側連続データとして生成し、ダミー表側連続データの各ダミー半球中心位置を通り、加工面ＰＦに対して直交する線上であって、加工面から実表側工具の半球径の位置を表側連続データとして生成するようにしてもよい。これにより、加工面ＰＦの裏側が凸に湾曲し、この湾曲部分の曲率半径が実表側工具の半球径とほぼ同じになった場合であっても、裏側連続データＤ２０間の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超えないようにすることができる。このダミー表側工具を用いたＮＣデータＤ１の生成の詳細については後述する。
【００３２】
また、加工面ＰＦの裏側が凸に湾曲した部分における裏側連続データＤ２０間の距離誤差εは所定許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分が発生する場合があるが、この場合、この不適正データ部分における表側連続データＤ１０の所定許容誤差ΔＳを、所定許容誤差ΔＳよりも小さい変更許容誤差に設定して、不適正データ部分における裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下となるように、不適正データ部分における表側連続データ及び裏側連続データを補正する。なお、この不適正データ部分における所定許容誤差ΔＳの変更設定の詳細については後述する。
【００３３】
＜ＮＣデータ生成装置の構成＞
次に、ＮＣデータ生成装置２０の構成について説明する。図４は、ＮＣデータ生成装置２０の構成を示す機能ブロック図である。図５に示すように、ＮＣデータ生成装置２０は、入力部２１、表示部２２、通信部２３、記憶部２４及び制御部２５を有する。
【００３４】
入力部２１は、キーボード又はマウス等の入力デバイスであり、表示部２２は、液晶パネル等の表示デバイスである。通信部２３は、ＮＣ加工装置１０やＣＡＤデータを有する装置と通信を行うインターフェース部である。
【００３５】
記憶部２４は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ又はハードディスク装置等の二次記憶媒体等からなる記憶デバイスであり、ＣＡＤデータＤ０、ＮＣデータＤ１、所定許容誤差ΔＳを記憶する許容誤差データＤ２を有する。
【００３６】
制御部２５は、ＮＣデータ生成装置２０を全体制御する制御部であり、表側連続データ生成部３１、裏側連続データ生成部３２、同期データ生成部３３、誤差算出部３４及び許容誤差調整部３５を有する。実際には、これらの機能部に対応するプログラムを図示しないＲＯＭや不揮発性メモリに記憶しておき、これらのプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）にロードして実行することにより、表側連続データ生成部３１、裏側連続データ生成部３２、同期データ生成部３３、誤差算出部３４及び許容誤差調整部３５にそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。
【００３７】
表側連続データ生成部３１は、ダミー表側連続データ生成部４１及び実表側連続データ生成部４２を有する。ダミー表側連続データ生成部４１は、図６に示すように、実表側工具（表側工具１）の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具５１に対する表側連続データをダミー表側連続データＤ９として生成する。ダミー表側連続データＤ９は、表側連続データＤ１０と同様に、ダミー表側工具５１の先端部５１ａが加工面ＰＦに当接する状態におけるダミー表側工具５１の半球中心位置の離散的な連続データであり、ダミー表側連続データＤ９の隣接する半球先端位置５１ｂ間を結ぶ直線と加工面ＰＦとの距離誤差εが所定許容誤差ΔＳの範囲内となるように生成される。ダミー連続データＤ９は、ダミー表側工具５１の半球中心位置の軌跡Ｌ９上に描かれる。
【００３８】
実表側連続データ生成部４２は、図７に示すように、ダミー表側連続データＤ９の各ダミー半球中心位置を通り、加工面ＰＦに対して直交する線上であって、加工面ＰＦから実表側工具（表側工具１）の半球径の位置を表側連続データＤ１０として生成する。
【００３９】
裏側連続データ生成部３２は、図８に示すように、表側連続データＤ１０が示す各半球中心位置を加工面ＰＦに対して直交する対称位置にオフセットした位置を裏側工具２に対する裏側連続データＤ２０として生成する。
【００４０】
同期データ生成部３３は、加工面ＰＦに対して直交する表側連続データＤ１０と裏側連続データＤ２０との対を同期させたＮＣデータＤ１を生成する。
【００４１】
誤差算出部３４は、加工面ＰＦに対する表側連続データＤ１０及び裏側連続データＤ２０の距離誤差εを算出する。なお、ダミー表側工具５１を用いる場合、板状ワーク３の表側の距離誤差εはダミー表側連続データＤ９に対するものであり、表側連続データＤ１０に対する距離誤差εは算出しない。板状ワーク３の裏側の裏側連続データＤ２０に対する距離誤差εは算出する。また、許容誤差調整部３５は、誤差算出部３４が算出した裏側連続データＤ２０の各データ間における距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分がある場合、この不適正データ部分の裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下となるように、不適正データ部分の前記表側連続データに対する所定許容誤差ΔＳを小さくした変更許容誤差に設定する調整を行う。これにより、不適正データ部分における裏側連続データＤ２０及び表側連続データＤ１０の距離誤差εを所定許容誤差ΔＳ以下とする補正を行うことができる。
【００４２】
＜ダミー表側連続データと表側連続データとの関係＞
図９に示すように、加工面ＰＦの表側が凹となる湾曲部分ＰＦＲの曲率半径が表側工具１の先端部１ａの半球径とほぼ同じになった場合、湾曲部分ＰＦＲ前の表側連続データＤＤ１０、湾曲部分ＰＦＲの表側連続データＤ１１、湾曲部分ＰＦＲ後の表側連続データＤ１２が順次生成される。表側連続データＤ１０，Ｄ１１間、及び表側連続データＤ１１，Ｄ１２間の距離誤差εは所定許容誤差ΔＳ以下である。
【００４３】
しかし、図９（ａ）に示すように、表側連続データＤ１０，Ｄ１１，Ｄ１２をオフセットした裏側連続データＤ２０，Ｄ２１，Ｄ２２のうち、裏側連続データＤ２１，Ｄ２２間の距離誤差εは、所定距離誤差ΔＳを超えてしまい、裏側工具２の半球先端位置２ｂは加工面ＰＦに大きく干渉することになる。
【００４４】
そこで、図９（ｂ）に示すように、ダミー表側連続データＤ９を生成する場合、湾曲部分ＰＦＲの曲率半径に比してダミー工具５１の先端部５１ａの半球径が小さいため、距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下とするダミー表側連続データＤ９の数が増える。図９（ｂ）では、表側連続データＤ１１に対応するダミー表側連続データＤ９として、３つのダミー表側連続データＤ９１，Ｄ９２，Ｄ９３が生成される。この結果、表側連続データＤ１１に対応する裏側連続データＤ２１として、３つの裏側連続データＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３が生成されることになる。３つの裏側連続データＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３の各間の移動距離は短くなるため、湾曲部分ＰＦＲにおける距離誤差εを所定許容誤差ΔＳ以下とすることができる。これにより、図１０に示すように、加工面ＰＦの裏側が凸になる湾曲部分があっても、裏側連続データＤ２０の所定距離εを所定許容誤差ΔＳ以下とすることができる。
【００４５】
すなわち、ダミー工具５１を用いたダミー表側連続データＤ９を生成した後に、表側連続データＤ１０及び裏側連続データＤ２０を生成することによって、図１０に示すように、加工面ＰＦの裏側が凸になる湾曲部分における裏側連続データＤ２０の距離誤差εを所定許容誤差ΔＳ以下とすることができる。特に、加工面ＰＦの裏側が凸になる湾曲部分ＰＦＲの曲率半径が表側工具１の先端部１ａの半球径とほぼ同じになった場合であっても、湾曲部分ＰＦＲにおける裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超えないようにすることができる。なお、ダミー表側連続データＤ９は、距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超えないように生成されており、ダミー表側連続データＤ９の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超えない場合、表側連続データＤ１０の距離誤差εも所定許容誤差ΔＳを超えない。
【００４６】
なお、ダミー工具５１の先端部５１ａの半球径は、表側工具１の先端部１ａの半球径と湾曲部ＰＦＲの最小曲率半径と同じになった場合であっても、裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下となる径以下に設定する。
【００４７】
＜距離誤差と所定許容誤差＞
図１１に示すように、ＮＣデータＤ１には、表側連続データＤ１０及び裏側連続データＤ２０がデータ間を遷移する場合の先端部１ａ，２ａの先端間を結ぶ直線が加工面ＰＦに干渉する距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下とすることが求められる。なお、図１１では、距離誤差εは、加工面ＰＦの湾曲部分が凹面となる側の距離誤差を距離誤差εとして示し、加工面ＰＦの湾曲部分が凸面となる側の距離誤差を距離誤差Εとして示している。誤差算出部３４は、この誤差ε，Εを算出する。そして、上記のように、許容誤差調整部３５は、距離誤差ε，Εが所定許容誤差ΔＳを超える場合、特に、本実施の形態では、表側連続データＤ１０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ内となるように生成しているので、距離誤差Εが所定許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分がある場合、不適正データ部分の裏側連続データＤ２０の距離誤差Εが所定許容誤差ΔＳを超えないように、不適正データ部分に対応する表側連続データＤ１０の所定許容誤差ΔＳを小さくする設定変更を行う。
【００４８】
図１１及び図１２は、加工面ＰＦの裏側が凸となる湾曲部分における距離誤差ε，Εと表側工具１と裏側工具２と関係の一例を示す説明図である。図１１及び図１２では、曲率半径Ｒで湾曲する表側の凹部の表側連続データＤ１０の距離誤差が距離誤差εであり、裏側の凸部の裏側連続データＤ２０の距離誤差が距離誤差Εである場合を示している。各表側連続データＤ１０及び各裏側連続データＤ２０間の角度は２θであり、Ｙ方向に対する角度はθである。
【００４９】
表側工具１及び裏側工具２の先端部１ａ，２ａの半球径をｒとし、加工面ＰＦの厚さをｔとする。また、加工面ＰＦの円中心から、裏側工具２の半球先端位置２ｂを通るｘ方向の直線までのＹ方向距離をｈとする。さらに、加工面ＰＦの円中心、表側工具１の先端部１ａの半球中心、裏側工具２の先端部２ａの半径中心を通る直線上における、加工面ＰＦの円中心から裏側工具２の半径先端位置２ｂを通るｘ方向の直線までの距離をｚ、裏側工具２の先端部２ａの半球中心から、裏側工具２の半径先端位置２ｂを通るｘ方向の直線までの距離をｙとする。
【００５０】
ここで、距離誤差Εの算出は、図１２に示すように、
cosθ＝｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝／（Ｒ−ｒ）
また、
cosθ＝ｒ／ｙ
であるため、
ｙ＝ｒ／cosθ
ｙ＝ｒ・［（Ｒ−ｒ）／｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝］
となる。また、
ｚ＝（Ｒ＋ｔ＋ｒ）−ｙ
であるので、
ｚ＝（Ｒ＋ｔ＋ｒ）−ｒ・［（Ｒ−ｒ）／｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝］
となる。
cosθ＝ｈ／ｚ
であるため、
ｈ＝［｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝／（Ｒ−ｒ）］・［（Ｒ＋ｔ＋ｒ）−ｒ・｛（Ｒ−ｒ）／｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝］
したがって、
Ε＝（Ｒ＋ｒ）−ｈ
であり、距離誤差Εは、次式（１）で示される。
Ε＝（Ｒ＋ｒ）−［｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝／（Ｒ−ｒ）］・［（Ｒ＋ｔ＋ｒ）−ｒ・｛（Ｒ−ｒ）／｛Ｒ−（ε＋ｒ）｝］                                  ・・・（１）
となる。
【００５１】
ここで、式（１）の距離誤差Εが所定許容誤差ΔＳを超える場合、例えば、所定許容誤差式が０．１ｍｍで、距離誤差εが０．１ｍｍ、距離誤差Εが０．４ｍｍである場合、距離誤差Εが０．１ｍｍ以下となるように、所定許容誤差ΔＳを小さくする変更設定し、不適正データ部分の表側連続データＤ１０及び裏側連続データＤ１０を生成する補正を行う。
【００５２】
＜ＮＣデータ生成処理＞
図１３は、制御部２５によるＮＣデータの生成処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、まず制御部２５は、加工面ＰＦに対するダミー表側工具５１によるダミー表側連続データＤ９を生成する（ステップＳ１０１）。なお、ダミー表側連続データＤ９は、距離誤差εが所定距離誤差ΔＳを超えないように生成する。
【００５３】
その後、制御部２５は、実表側工具（表側工具１）に対応する表側連続データＤ１０を生成する（ステップＳ１０２）。さらに、制御部２５は、表側連続データＤ１０が加工面ＰＦに対して対称となる裏側連続データＤ２０を生成する（ステップＳ１０３）。
【００５４】
その後、制御部２５は、裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分があるならば（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、表側連続データＤ１０内の不適正データ部分の所定距離誤差ΔＳを小さくした変更許容誤差に設定変更する（ステップＳ１０５）。その後、変更許容誤差を満足する不適正部分の表側連続データＤ１０及び裏側連続データＤ２０を生成する補正を行う（ステップＳ１０６）。その後、不適正データ部分の裏側連続データＤ２０の距離誤差εが変更許容誤差である所定許容誤差ΔＳを満足するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。不適正データ部分の裏側連続データＤ２０の距離誤差εが変更許容誤差である所定許容誤差ΔＳを満足しないならば（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、ステップＳ１０５に移行して、所定距離誤差ΔＳを小さくする処理を繰り返す。
【００５５】
一方、裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分がないならば（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、又は不適正データ部分の裏側連続データＤ２０の距離誤差εが変更許容誤差である所定許容誤差ΔＳを満足するならば（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、表側連続データＤ１０と裏側連続データＤ２０とを同期させたＮＣデータＤ１を生成し（ステップＳ１０８）、本処理を終了する。
【００５６】
なお、図１３に示した処理では、ダミー表側連続データＤ９を生成するとともに、不適正データ部分の補正を行うようにしていたが、ダミー工具５１の先端部５１ａの半球径を、表側工具１の先端部１ａの半球径と湾曲部ＰＦＲの最小曲率半径と同じになった場合であっても、裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下となる径以下に設定する場合、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７による不適正データ部分の補正を行う必要がない。また、ダミー表側連続データＤ９を生成しない場合には、ステップＳ１０１によるダミー表側連続データＤ９の生成処理は不要となる。
【００５７】
本実施の形態及び変形例によれば、表側連続データＤ１０を加工面ＰＦに対して対称となる位置にオフセットしたデータを裏側連続データＤ２０として生成しているので、表側連続データＤ１０と裏側連続データＤ２０とが加工面ＰＦに対して垂直となるＮＣデータＤを、補正することなく簡易に得ることができる。
【００５８】
また、実表側工具（表側工具１）の半球径よりも小さいダミー半球径を有する仮想のダミー表側工具５１に対する表側連続データをダミー表側連続データとして生成し、ダミー表側連続データＤ９の各ダミー半球中心位置を通り、加工面ＰＦに対して直交する線上であって、加工面ＰＦから実表側工具（表側工具１）の半球径の位置を表側連続データとして生成しているので、加工面ＰＦの裏側が凸になる湾曲部分のＤ２０が所定許容誤差ΔＳを超えないように生成することができ、ＮＣデータＤ１間の遷移によって生じる距離誤差を小さくできるので、精度の高い形レスインクリメント成形を行うことができる。
【００５９】
さらに、裏側連続データＤ２０の距離誤差εが許容誤差ΔＳを超える不適正データ部分が発生する場合、この不適正データ部分における表側連続データＤ１０、あるいはダミー表側連続データＤ９の所定許容誤差ΔＳを小さくして裏側連続データＤ２０の距離誤差εが所定許容誤差ΔＳ以下となるように補正しているので、所定許容誤差ΔＳを満足するＮＣデータＤ１を生成することができる。
【００６０】
なお、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のＮＣデータ生成方法、ＮＣデータ生成プログラム、ＮＣデータ生成装置及びＮＣ加工装置は、加工形状に応じて表側工具に対するＮＣデータと裏側工具に対するＮＣデータとの制御タイミングが合った型レスインクリメンタル成形用のＮＣデータを生成する場合に有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１  表側工具
１ａ，２ａ，５１ａ  先端部
１ｂ，２ｂ，５１ｂ  半球先端位置
２  裏側工具
３  板状ワーク
４  加工品
５，６  駆動ユニット
７，８  ＸＹテーブル
９ａ，９ｂ  クランプ機構
１０  ＮＣ加工装置
１１  ＮＣ加工制御ユニット
２０  ＮＣデータ生成装置
２１  入力部
２２  表示部
２３  通信部
２４  記憶部
２５  制御部
３１  表側連続データ生成部
３２  裏側連続データ生成部
３３  同期データ生成部
３４  誤差算出部
３５  許容誤差調整部
４１  ダミー表側連続データ生成部
４２  実表側連続データ生成部
５１  ダミー表側工具
Ｄ０  ＣＡＤデータ
Ｄ１  ＮＣデータ
Ｄ２  許容誤差データ
Ｄ１０  表側連続データ
Ｄ２０  裏側連続データ
Ｄ９  ダミー表側連続データ
Ｌ１  直線
Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ２０  軌跡
ＰＦ  加工面
Ｒ  半径
ΔＳ  所定許容誤差
ε，Ε  距離誤差
【図１】
2020144513.tif 000003
【図２】
2020144513.tif 000004
【図３】
2020144513.tif 000005
【図４】
2020144513.tif 000006
【図５】
2020144513.tif 000007
【図６】
2020144513.tif 000008
【図７】
2020144513.tif 000009
【図８】
2020144513.tif 000010
【図９】
2020144513.tif 000011
【図１０】
2020144513.tif 000012
【図１１】
2020144513.tif 000013
【図１２】
2020144513.tif 000014
【図１３】
2020144513.tif 000015