(57)【要約】【課題】５軸ＮＣ工作機械の主軸に対して任意の角度方向に工具軸を有するアングルヘッドを取り付けた加工方法及びその工具姿勢に適合したＮＣデータを生成する。【解決手段】５軸ＮＣ工作機械の主軸に対してアングルヘッドを取り付けた加工を行うことで一般に特殊工具を用いた切削加工や放電加工等の加工方法を用いることなく、加工効率の良い加工方法を提供する。また、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム等により作成される工具経路情報（ＣＬデータ）にアングルヘッドの取り付け情報及び工具補正情報も指示することで、その入力条件に対応した５軸ＮＣ工作機械の制御情報であるＮＣデータを作成できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する３軸の直線移動軸及び工具を直線移動軸に対して傾ける回転移動軸を２軸有する５軸ＮＣ工作機械の主軸に対して任意の角度を有するアングルヘッドを取り付けた加工方法。
【請求項２】
前記工作機械は、前記回転移動軸としてテーブルを前記工具に対して傾ける回転移動軸をも含む請求項１記載の加工方法。
【請求項３】
前記工作機械は、前記回転移動軸としてテーブルを前記テーブルに対して傾ける回転移動軸をも含む請求項１記載の加工方法。
【請求項４】
前記の任意の角度を有するアングルヘッドは角度を固定若しくは変更可能な機能を具備しており、そのアングルヘッドに工具を取り付けた請求項１乃至３の内いずれか１項記載の加工方法。
【請求項５】
前記工具の工具先端情報、アングルヘッドの取り付け情報及び工具補正方式情報を入力とし、５軸ＮＣ工作機械の制御情報である直線移動軸位置Ｘ、Ｙ、Ｚ及び回転移動軸位置を算出するＮＣデータ作成方法。
【請求項６】
前記工具先端情報は、工具先端位置の座標と工具軸方向の方向ベクトルとして与えられるＮＣデータ作成方法。
【請求項７】
前記アングルヘッドの取り付け情報は、アングルヘッドの回転位置を示す情報として、アングルヘッド長さとアングルヘッド角を与えられるＮＣデータ作成方法。
【請求項８】
前記工具補正方式情報は、工具補正なし方式、工具軸方向補正方式、工具先端点補正方式の補正方法を与えられるＮＣデータ作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、５軸ＮＣ工作機械にアングルヘッドを取り付けた加工方法とそのＮＣデータ作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば円筒及び球面体等、加工物内側からの加工は、切削加工では一般にＴスロー等、特殊工具を用いて行う必要がある。また標準工具で加工できたとしても、工具突き出し量が非常に長くなり良好な加工が出来ない。あるいは切削加工では加工できないときは、放電加工等の他の加工方法を用いる必要があり加工時間が大幅に掛かる。また、加工物外側からの加工であっても工作機械の主軸等と干渉する為、同様の問題が発生する場合がある。何れの場合も通常の加工物外側からの加工に比べて工具費の増大や加工時間の面で著しく効率が劣るが、品質面・費用面・日程面を総合的に考え、前述のいずれかの加工方法を用いることが一般的である。また、アングルヘッドを用いての加工方法は、穴あけ加工等３軸加工を中心に使用方法も限定されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、前記従来の技術で加工する場合に比べて、５軸ＮＣ工作機械にアングルヘッドを取り付けて行う加工は、通常の加工物外側からの加工と同様な工具・切削条件で行う事ができ、特殊工具等の工具費を削減、加工時間の短縮ができる加工方法を提供することを目的としている。
【０００４】
アングルヘッドを取り付けていない通常の加工とアングルヘッドを取り付けた本発明の加工が混在している加工工程のＮＣデータの作成方法を提供することを目的としている。
【０００５】
そして、各種存在するアングルヘッドを使用可能にする為に、任意の角度を有するアングルヘッドに対応したＮＣデータ作成方法を提供することを目的としている。
【０００６】
更に、数値制御装置によって工具長補正は工具軸方向補正、工具先端点補正の様に複数種類存在するが、その補正方式に対応したＮＣデータ作成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、５軸ＮＣ工作機械に工具交換可能なアングルヘッドを取り付けて行うことを特徴とする加工方法である。
【０００８】
前記加工方法に対応したＮＣデータの作成は、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム等により作成された工具経路の工具先端情報、アングルヘッドの取り付け情報及び工具補正方式情報を入力とし、その入力条件に対応した５軸ＮＣ工作機械の制御情報である直線移動軸位置Ｘ、Ｙ、Ｚ及び回転移動軸位置を算出することを特徴とするＮＣデータ作成方法である。
【０００９】
前記アングルヘッドの取り付け情報は、アングルヘッド長さ、アングルヘッド角からなるように構成される。なお、アングルヘッドの指示がないときはアングルヘッドを取り付けていない通常の加工として扱うことを特徴とするＮＣ作成方法である。
【００１０】
前記工具補正方式情報は、補正方式、補正番号からなるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、５軸ＮＣ工作機械にアングルヘッドを取り付けて加工を行うことにより、従来加工が難しかった部位に対して、通常の部位加工と同様な工具を用いて、従来加工に比べて加工時間短縮、加工精度向上の加工物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の原理について、図１に示すような、５軸ＮＣ工作機械の主軸ヘッドが、Ｙ軸周りの回転軸であるＢ軸とＺ軸周りの回転軸であるＣ軸を有する５軸ＮＣ工作機械で説明する。しかし、Ｂ、Ｃ軸以外の軸構成やテーブル回転軸を有する５軸ＮＣ工作機械においても同様である。主軸ヘッドに取り付けられたアングルヘッドは、本説明では、Ｂ軸と同様にＹ軸周りにアングルヘッド角を有するものとする。
【００１３】
図２は本発明のＮＣデータ作成方法の基本処理を示すフローチャートである。この説明では、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム等により作成された工具先端のＣＬデータには、工具先端情報とアングルヘッドの取り付け情報及び工具補正方式情報が含まれている。
【００１４】
ＣＬデータに含まれる工具先端情報は、例えば以下の形式で指示する。
GOTO / Ptx、Pty、Ptz、Vx、Vy、Vz
のように、工具先端の座標（Ptx、Pty、Ptz）とその位置での工具軸ベクトル（Vx、 Vy、Vz、大きさ＝１）で記述される。
【００１５】
図３はアングルヘッドに関するパラメータを示す説明図である。アングルヘッドの取り付け情報は、例えばＣＬデータに以下の形式で指示する。
HEAD / paraANG, paraL, paraP
paraANGは、主軸ヘッドと工具のなす角度（図３のα）を示す。
paraLは、ゲージラインからアングルヘッド先端中心までの距離（図３のＬ）を示す。
paraPは、主軸中心からアングルヘッド先端中心までの距離（図３のＰ）を示す。
以下の説明では、α、Ｌ、Ｐを用いる。
【００１６】
ＣＬデータに含まれる補正方式情報は、例えば以下の形式で指示する。
CUTCOM／FRONT 
FRONT指示があった場合、工具先端位置で座標値を出力する。指示されてない場合は、従来のピボット点で出力する。
【００１７】
回転軸Ｂの位置計算は、アングルヘッドを使用しない場合は、工具のＢ軸角度と機械のＢ軸角度は同じであり、下記で算出される。
Angt = acos(Vz)
アングルヘッドを使用する場合、工具のＢ軸角度にアングルヘッドの角度を加味して、機械のＢ軸角度を求める。
Angm = Angt - α
回転軸Ｃの位置計算は、アングルヘッドを使用しない場合と同じであるので、本説明では省略する。
【００１８】
ＮＣデータの出力座標値は、補正方式情報に従ってピボット点出力あるいは工具先端点出力を以下のように行う。
ピボット点出力の場合の座標値Pvの算出は、図４に示すように回転軸構造がB/Cの場合の工具先端位置から制御点位置を以下のように求める。
Tdx = Tlen * abs(sin(α))
Tdz = Tlen * abs(cos(α))
アングルヘッドの角度が“+”の場合、
Pvx = Ptx + Tdx + P
アングルヘッドの角度が“-”の場合、
Pvx = Ptx - Tdx - P
Pvy = Pty 
Pvz = Ptz + Tdz + L
工具先端点補正場合の座標値の算出は、この場合NCデータに出力するのは工具先端の座標値で、NCプログラミング座標系での工具先端の座標値をそのまま使用する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】５軸ＮＣ工作機械にアングルヘッドを取り付けた説明図である。
【図２】ＮＣデータ作成方法の基本処理を示すフローチャートである。
【図３】アングルヘッドに関するパラメータを示す説明図である。
【図４】アングルヘッド使用時の工具先端点から制御点位置を求める方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    ５軸ＮＣ工作機械主軸
２    アングルヘッド
３    工具
【図１】
2010280028.tif 000003
【図２】
2010280028.tif 000004
【図３】
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【図４】
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