(57)【要約】【課題】幅広い切削加工に適用でき、正確、かつ高速に切削条件の適正化を行うことができる切削条件適正化装置を提供する。【解決手段】切削条件適正化装置１の制御部３は、切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力データベース２９を作成する。次に、制御部３は、工具経路情報から加工パターンを算出し、切削抵抗力データベース２９を参照して切削抵抗力を予測する。そして、制御部３は、予測した切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件を調整する。【選択図】図２
2008134813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成する切削抵抗力シミュレーション手段と、
前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整する切削条件適正化手段と、
を具備することを特徴とする切削条件適正化装置。
【請求項２】
前記切削抵抗力シミュレーション手段は、
工具情報、被削材情報、前記切削条件情報及び加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力を算出して前記切削抵抗力情報を作成する作成手段と、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力情報を保持する保持手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の切削条件適正化装置。
【請求項３】
前記切削条件適正化手段は、
工具経路情報を基に加工形状のシミュレーションを行い、前記加工パターン情報を算出する算出手段と、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記算出手段で算出された前記加工パターン情報に係る前記保持手段に保持された前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力を予測する予測手段と、
予測された前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように前記切削条件情報を適正な値に調整する調整手段と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載の切削条件適正化装置。
【請求項４】
前記加工パターン情報は、
工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の切削条件適正化装置。
【請求項５】
切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成するステップと、
前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整するステップと、
を含むことを特徴とする切削条件適正化方法。
【請求項６】
前記切削抵抗力情報を作成するステップは、
工具情報、被削材情報、前記切削条件情報及び加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力を算出して前記切削抵抗力情報を作成するステップと、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力情報を保持するステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の切削条件適正化方法。
【請求項７】
前記切削条件情報を適正な値に調整するステップは、
工具経路情報を基に加工形状のシミュレーションを行い、前記加工パターン情報を算出するステップと、
前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記算出手段で算出された前記加工パターン情報に係る前記保持手段に保持された前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力を予測するステップと、
予測された前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように前記切削条件情報を適正な値に調整するステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の切削条件適正化方法。
【請求項８】
前記加工パターン情報は、
工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の切削条件適正化方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１から請求項４のいずれかに記載の切削条件適正化装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工の加工解析に関し、特に、切削条件の適正化を行う切削条件適正化装置、切削条件適正化方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
金型等の加工作業では、一般に、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械が用いられている。そして、ＮＣ工作機械の加工動作は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）システムによる形状設計の後、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システムによる加工設計等を行うことにより決定される。
さらに、近年では、加工作業の事前検証として、ＣＡＭシステムで作成されたＮＣデータ等を基に、切削負荷の解析や干渉の検知等が行われている。これにより、加工トラブルを未然に防ぐとともに、加工時間の短縮を図っている。
特に、切削加工において、工具損傷の防止と加工時間の短縮を同時に実現することを目的としたものに、特許文献１がある。
特許文献１は、最大切り屑厚さ、切削円弧長を算出し、これらを説明変数とする応答曲面に算出結果を適用して、切削抵抗力の予測値を求める手法が記載されている。そして、予測された切削抵抗力を適正な一定の値に保つように切削条件を調整することで、工具損傷の防止と加工時間の短縮を同時に実現する。
【特許文献１】特開２００２−２３３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載された手法では、最小二乗法によって応答曲面の係数を求めるために、予測を行う条件ごとに複数の切削試験が必要となる。このように多くの切削試験を行うことは、多大な労力を伴うものであり、実用性に乏しい。また、仮に切削試験を行っても、応答曲面の係数の誤差が生じれば、正確な切削条件の調整ができない。さらに、曲面加工では、工具の進行方向が多様となり、説明変数の少ない簡易的なモデルでは十分な予測精度を得ることができないため、曲面加工には特許文献１に記載された手法を用いることは妥当ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は幅広い切削加工に適用でき、正確、かつ高速に切削条件の適正化を行うことができる切削条件適正化装置を提供することである。
前述した目的を達成するために第１の発明は、切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成する切削抵抗力シミュレーション手段と、前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整する切削条件適正化手段と、を具備することを特徴とする切削条件適正化装置である。
【０００５】
更に、前記切削抵抗力シミュレーション手段は、工具情報、被削材情報、前記切削条件情報及び加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力を算出して前記切削抵抗力情報を作成する作成手段と、前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力情報を保持する保持手段と、を具備することが望ましい。
【０００６】
更に、前記切削条件適正化手段は、工具経路情報を基に加工形状のシミュレーションを行い、前記加工パターン情報を算出する算出手段と、前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記算出手段で算出された前記加工パターン情報に係る前記保持手段に保持された前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力を予測する予測手段と、予測された前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように前記切削条件情報を適正な値に調整する調整手段と、を具備することが望ましい。
【０００７】
更に、前記加工パターン情報は、工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることが望ましい。
前記加工パターン情報は、前記工具経路情報を用いて算出することが可能であるが、前記工具情報も用いることで正確な加工形状を算出することができる。
【０００８】
切削抵抗力シミュレーション手段によって、切削条件を適正化する際に必要な切削抵抗力情報を作成することができる。
そして、切削条件適正化手段によって、正確に切削条件の適正化を行うことができる。
また、切削条件適正化手段では、切削抵抗力シミュレーション手段によって作成された切削抵抗力情報を用いることにより、高速に切削条件の適正化を行うことができる。
更に、前記加工パターン情報は、工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることにより、幅広い切削加工に適用することができる。
【０００９】
第２の発明は、切削抵抗力のシミュレーションを行い、切削抵抗力情報を作成するステップと、前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように切削条件情報を適正な値に調整するステップと、を含むことを特徴とする切削条件適正化方法である。
【００１０】
更に、前記切削抵抗力情報を作成するステップは、工具情報、被削材情報、前記切削条件情報及び加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力を算出して前記切削抵抗力情報を作成するステップと、前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記加工パターン情報ごとに前記切削抵抗力情報を保持するステップと、を含むことを特徴とする請求項５に記載の切削条件適正化方法であることが望ましい。
【００１１】
更に、前記切削条件情報を適正な値に調整するステップは、工具経路情報を基に加工形状のシミュレーションを行い、前記加工パターン情報を算出するステップと、前記工具情報、前記被削材情報、前記切削条件情報及び前記算出手段で算出された前記加工パターン情報に係る前記保持手段に保持された前記切削抵抗力情報を用いて、前記切削抵抗力を予測するステップと、予測された前記切削抵抗力が所定の範囲内に入るように前記切削条件情報を適正な値に調整するステップと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の切削条件適正化方法であることが望ましい。
【００１２】
更に、前記加工パターン情報は、工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度であることが望ましい。
前記加工パターン情報は、前記工具経路情報を用いて算出することが可能であるが、前記工具情報も用いることで正確な加工形状を算出することができる。
【００１３】
第３の発明は、コンピュータを請求項１から請求項４のいずれかに記載の切削条件適正化装置として機能させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、幅広い切削加工に適用でき、正確、かつ高速に切削条件の適正化を行うことができる切削条件適正化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る切削条件適正化装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。
切削条件適正化装置１は、制御部３、記憶部５、メディア入出力部７、通信制御部９、入力部１１、表示部１３、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５等が、バス１７と介して接続される。
【００１７】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００１８】
ＣＰＵは、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１７を介して接続された各装置を駆動制御し、切削条件適正化装置１が行う後述する処理（図８、図９参照）を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部３が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００１９】
記憶部５は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部３が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述の処理に相当するアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部３により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
【００２０】
メディア入出力部７（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＰＤドライブ、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
【００２１】
通信制御部９は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク１９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
【００２２】
入力部１１は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部１１を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
【００２３】
表示部１３は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
【００２４】
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１５は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１５は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
【００２５】
バス１７は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００２６】
次に、図２を参照しながら、切削条件適正化装置１の構成について説明する。
図２は、切削条件適正化装置１の概略構成図である。
【００２７】
切削条件適正化装置１は、切削抵抗力シミュレーション手段２１、切削条件適正化手段２３を備える。
そして、切削抵抗力シミュレーション手段２１は、工具情報、被削材情報、切削条件情報、加工パターン情報の入力手段２５、切削抵抗力情報の作成手段２７、切削抵抗力情報を保持する保持手段としての切削抵抗力データベース２９を備える。
また、切削条件適正化手段２３は、工具経路情報の入力手段３１、加工パターンの算出手段３３、工具情報、被削材情報、切削条件情報の入力手段３７、切削抵抗力の予測手段３９、切削条件情報の調整手段４１、適正切削条件情報の出力手段４３を備える。
【００２８】
工具情報、被削材情報、切削条件情報、加工パターン情報の入力手段２５は、切削加工に用いる工具の情報、切削対象である被削材の情報、工具と被削材の相対運動を決定する切削条件の情報、工具の移動形態を分類する加工パターンの情報を入力する。データの入力は、入力部１１を介して行っても良い。また、メディア入出力部７を用いても良い。また、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータからデータを送信しても良い。以下、後述する各種の入力手段も同様である。
【００２９】
切削抵抗力情報の作成手段２７は、後述する基準切削抵抗力データ１０１、切削抵抗力の変化係数データ２０１を作成する。
【００３０】
切削抵抗力データベース２９は、基準切削抵抗力データ１０１、切削抵抗力の変化係数データ２０１を保持する。
【００３１】
工具経路情報の入力手段３１は、ＣＬ（Ｃｕｔｔｅｒ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ）データとも呼ばれる工具経路の情報を入力する。工具経路情報は、例えば、ＣＡＭシステムで行われる加工設計で決定された情報を入力する。
【００３２】
加工パターンの算出手段３３は、工具経路の情報から加工形状のシミュレーションを行い、加工パターンの情報を算出する。また、工具情報も用いることで、正確な加工形状を算出することができる。算出結果の加工パターン情報３５は、ＲＡＭが一時的に保持しても良い。また、記憶部５に格納して、制御部３が使用時に読み出しても良い。
【００３３】
工具情報、被削材情報、切削条件情報の入力手段３７は、切削加工に用いる工具の情報、切削対象である被削材の情報、工具と被削材の相対運動を決定する切削条件の情報を入力する。工具情報、切削条件情報は、例えば、ＣＡＭシステムで行われる加工設計で決定された情報を入力する。
【００３４】
切削抵抗力の予測手段３９は、保持手段としての切削抵抗力データベース２９に保持された切削抵抗力情報を用いて、工具経路上の切削抵抗力を予測する。
【００３５】
切削条件情報の調整手段４１は、予測された切削抵抗力が所定の範囲に収まるように切削条件情報を適正な値に調整する。
【００３６】
適正切削条件情報の出力手段４３は、適正切削条件の情報を出力する。データの出力は、表示部１３を介してディスプレイ装置に表示しても良い。また、適当なファイル形式によるファイルに出力しても良い。また、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータにデータの送信を行っても良い。
【００３７】
次に、図３を参照しながら、本実施の形態に係る切削抵抗力シミュレーション手段２１で用いるモデルについて説明する。
図３は、切削抵抗力シミュレーション手段２１で用いるモデルの概要図である。
【００３８】
図３に示すように、工具５１を薄い微小切れ刃要素の集合としてモデル化する。さらに、各要素の微小切れ刃厚さをdzi、被削材５３に対する切り込み厚さをhiとし、各要素に作用する微小切削抵抗力Fiは、微小切削面積（hi・dzi）に比例すると仮定する。すなわち、Fi=Ks・hi・dzi（式(1)）が成り立つと仮定する。ここで、Ksは、切削係数であり、工具の情報と被削材の情報ごとに決まる実測値である。
そして、切削に関与する微小切れ刃要素全てに対し、微小切削抵抗力Fiを求めて、それらを合算することで、工具にかかる切削抵抗力Fを求める。
【００３９】
尚、切削抵抗力のシミュレーションは、前述したものに限定されない。他には、例えば、有限要素法を用いた切削抵抗力のシミュレーションが知られている。
【００４０】
次に、図４、図５を参照しながら、加工パターンについて説明する。
【００４１】
図４は、工具軸方向と送り方向とのなす角度を示す図である。
工具軸は、地表と垂直方向である。一方、送り方向は、工具５１の進行方向であり、工具軸方向と送り方向のなす角度をθで表す。θによって、送り方向における工具５１から見た被削材の傾斜の度合いが分かる。
一般的な工具経路は、まず送り方向のプラス方向に切削しながら進んだ場合、被削材５３との接触が終了すると、送り方向と直角の方向に少しずれた後（ピックフィードと言う）、送り方向のマイナス方向に切削しながら進む。同様に、被削材５３との接触が終了すると、送り方向と直角の方向に少しずれた後、送り方向のプラス方向に切削しながら進む。これを繰り返すことにより、被削材の全体を交互に向きを変えながら切削していくことになる。
【００４２】
図５は、工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度を示す図である。
ピックフィード方向は、工具５１の進行方向と直角の方向であり、工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度をφで表す。φによって、ピックフィード方向における工具５１から見た被削材の傾斜の度合いが分かる。
【００４３】
本発明の実施の形態においては、加工パターンをθとφで定義し、工具経路上の工具の移動形態を分類できるようにした。
そして、θが90度、φが90度の加工パターンを基準とし、そのときの切削抵抗力を基準切削抵抗力Fsと定めた。
さらに、任意の加工パターンにおける切削抵抗力F{θ,φ}を基準切削抵抗力Fsで表現するため、切削抵抗力の変化係数αを導入した。すなわち、F{θ,φ}=Fs・α（式２）と定めた。
【００４４】
次に、図６、図７を参照しながら、切削抵抗力データベース２９が保持するデータについて説明する。
【００４５】
図６は、基準切削抵抗力データ１０１の１例を示す図である。
基準切削抵抗力データ１０１は、工具情報１０３、被削材情報１０５、切削条件情報１０７、基準切削抵抗力１２７等を有する。
【００４６】
工具情報１０３は、寸法１０９、材質１１１、切れ刃形状１１３等を有する。
寸法１０９は、例えば、工具径や刃長等の数値である。
材質１１１は、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(Ｃｕｂｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ：ｃＢＮ)、超硬合金、サーメット、セラミックス、セラミックコーティング等である。
切れ刃形状１１３は、例えば、エンドミルであれば、スクエア、ボール、ブルノーズ等である。フラットは、切れ刃の底部が平面であるもの、ボールは、切れ刃の底部が球面であるもの、ブルノーズは、切れ刃の底部の角が円弧に施されたものである。
【００４７】
被削材情報１０５は、硬度１１５、材種１１７等を有する。
硬度１１５は、物質の硬さの程度を表す尺度であり、例えば、適当な硬度計を使用して測定した値である。
材種１１７は、例えば、被削材の組成や、熱処理の可否等である。
【００４８】
切削条件情報１０７は、切り込み量１１９、送り速度１２１、ピックフィード量１２３、主軸回転速度１２５等を有する。
【００４９】
切り込み量１１９は、工具軸方向における工具が被削材に切り込んでいる深さである。
送り速度１２１は、工具と被削材との相対的移動速度である。
ピックフィード量１２３は、工具進行方向と直角の方向における工具が被削材に切り込んでいる深さである。
主軸回転速度１２５は、工具主軸の回転速度である。
【００５０】
基準切削抵抗力１２７は、前述したように、θが90度、φが90度の加工パターンの切削抵抗力Fsである。
基準切削抵抗力１２７は、工具情報１０３、被削材情報１０５、切削条件情報１０７ごとに決まる。
【００５１】
図７は、切削抵抗力の変化係数データ２０１の１例を示す図である。
切削抵抗力の変化係数データ２０１は、加工パターン情報２０３、切削抵抗力の変化係数２０９等を有する。
【００５２】
加工パターン情報２０３は、工具軸方向と送り方向とのなす角度２０５、工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度２０７等を有する。
工具軸方向と送り方向とのなす角度２０５は、前述した図４に示すθである。
工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度２０７は、前述した図５に示すφである。
【００５３】
切削抵抗力の変化係数２０９は、前述したように、F{θ,φ}=Fs・α（式２）で定めたαである。
切削抵抗力の変化係数２０９は、基準切削抵抗力データ１０１と加工パターン情報２０３ごとに決まる。すなわち、基準切削抵抗力データ１０１と切削抵抗力の変化係数データ２０１は、１対ｎの関係となる。
【００５４】
次に、図８、図９を参照しながら、切削条件適正化装置１の動作の詳細について説明する。
【００５５】
図８は、切削抵抗力シミュレーションの手順を示すフローチャートである。
図８に示すように、制御部３は、工具情報１０３、被削材情報１０５、切削条件情報１０７、加工パターン情報２０３を入力する（ステップ３０１）。ここで、加工パターン情報２０３は、あらゆる加工パターンを含む。
【００５６】
次に、制御部３は、基準切削抵抗力１２７を算出する（ステップ３０２）。基準切削抵抗力１２７は、θが90度、φが90度の加工パターンの切削抵抗力Fsである。Fsは、Fi=Ks・hi・dzi（式(1)）から、切削に関与する微小切れ刃要素全ての微小切削抵抗力Fiを求め、それらを合算することにより算出する。
【００５７】
次に、制御部３は、加工パターンを決定する（ステップ３０３）。すなわち、制御部３は、入力された加工パターン情報２０３から、一つの加工パターンを決める。
【００５８】
次に、制御部３は、切削抵抗力の変化係数２０９を算出する（ステップ３０４）。切削抵抗力の変化係数２０９は、ステップ３０３で決定した加工パターンを基に、切削に関与する微小切れ刃要素全ての微小切削抵抗力Fiを求め、それらを合算した値であるF{θ,φ}と、ステップ３０２で求めたFsを、F{θ,φ}=Fs・α（式２）に代入して、αを求めることにより算出する。
【００５９】
次に、制御部３は、全ての加工パターンについて切削抵抗力の変化係数２０９の算出が終了したか確認する（ステップ３０５）。
終了していない場合、ステップ３０３から繰り返す。
終了している場合、ステップ３０６に進む。
【００６０】
次に、制御部３は、切削抵抗力データベース２９に登録する（ステップ３０６）。すなわち、制御部３は、入力された工具情報１０３、被削材情報１０５、切削条件情報１０７と、算出された基準切削抵抗力１２７を基準切削抵抗力データ１０１として保存する。また、入力された加工パターン情報ごとに、算出された切削抵抗力の変化係数２０９を切削抵抗力の変化係数データ２０１として保存する。
【００６１】
以上の手順を行うことにより、切削抵抗力情報が作成され、切削条件適正化の前処理が終了したことになる。
【００６２】
図９は、切削条件適正化の手順を示すフローチャートである。
図９に示すように、制御部３は、工具経路情報を入力する（ステップ４０１）。ここで、工具経路情報は、複数の工具経路区間に分割されている。
【００６３】
次に、制御部３は、工具情報１０３、被削材情報１０５、切削条件情報１０７を入力する（ステップ４０２）。
【００６４】
次に、制御部３は、加工パターン情報２０３を算出する（ステップ４０３）。すなわち、工具経路情報を基に、加工形状のシミュレーションを行い、全ての工具経路区間における加工パターンのパラメータ角度θ、φを求める。また、工具情報も用いることで、正確な加工形状を算出することができる。
【００６５】
次に、制御部３は、工具経路区間を決定する（ステップ４０４）。すなわち、入力された工具経路情報から、一つの工具経路区間を決める。
【００６６】
次に、制御部３は、切削抵抗力を予測する（ステップ４０５）。すなわち、入力された工具情報１０３、被削材情報１０５、切削条件情報１０７を基に、切削抵抗力データベース２９を参照して、基準切削抵抗力１２７を求める。また、ステップ４０４で決定された工具経路区間に対する加工パターン情報２０３を基に、切削抵抗力データベース２９を参照して、切削抵抗力の変化係数２０９を求める。そして、基準切削抵抗力１２７と切削抵抗力の変化係数２０９の積を求めることで、切削抵抗力を予測する。
【００６７】
次に、制御部３は、切削抵抗力が所定の範囲内に入るか確認する（ステップ４０６）。例えば、切削抵抗力が過大の場合には、加工形状の誤差が大きくなったり、工具折損が発生したりする。また、例えば、切削抵抗力が過小の場合には、加工能率に無駄が生じる。そこで、切削抵抗力の適正な範囲を決定しておく。尚、加工能率γ（mm^3／min）(mm^3は立方ミリメートルを表す)とは、単位時間当たりに切削除去できる加工体積のことであり、γ=Ad・P・f・1000(式４)で表される。ここで、Adは工具の軸方向切り込み量（mm）、Pはピックフィード量（mm）、fは送り速度（m／min）である。
所定の範囲内でない場合、切削条件を調整し（ステップ４０７）、ステップ４０５から繰り返す。切削条件の調整は、例えば、送り速度を、fn=f・Fs／F{θ,φ}=f／α（式３）に従って調整することにより行う。ここで、fnは調整後の送り速度（m／min）であり、fは調整前の送り速度（m／min）である。
所定の範囲内である場合、ステップ４０８に進む。
【００６８】
次に、制御部３は、全ての工具経路区間について適正切削条件情報の決定が終了したか確認する（ステップ４０８）。
終了していない場合、ステップ４０４から繰り返す。尚、ステップ４０５における切削抵抗力の予測は、調整後の送り速度を用いる。
終了している場合、ステップ４０９に進む。
【００６９】
次に、制御部３は、適正切削条件情報を出力する（ステップ４０９）。すなわち、工具経路区間ごとに調整を行った切削条件情報を出力する。
【００７０】
以上の手順を行うことにより、切削条件適正化の処理が終了したことになる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、事前に切削抵抗力データベース２９を作成し、切削抵抗力データベース２９を参照して切削抵抗力を予測し、予測した切削抵抗力から切削条件を調整する。
【００７２】
本発明の実施の形態によって、過剰な切削試験を行う必要がなく、正確に切削条件の適正化を行うことができる。そして、工具折損や加工形状の誤差が過大になることを防ぎ、かつ、加工能率の向上が可能となる。
また、本発明の実施の形態は、加工パターン情報２０３を工具軸方向と送り方向とのなす角度と工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度とすることで、適用する工具に限定がなく、幅広い切削加工に適用できる。
更に、事前に切削抵抗力データベース２９を作成することで、切削条件適正化処理を高速に行うことが可能となる。
【００７３】
尚、図８、図９に示す処理を行うプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させても良いし、通信回線を介して送受信することもできる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る切削条件適正化装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】切削条件適正化装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図
【図２】切削条件適正化装置１の概略構成図
【図３】切削抵抗力シミュレーション手段２１で用いるモデルの概要図
【図４】工具軸方向と送り方向とのなす角度を示す図
【図５】工具軸方向とピックフィード方向とのなす角度を示す図
【図６】基準切削抵抗力データ１０１の１例を示す図
【図７】切削抵抗力の変化係数データ２０１の１例を示す図
【図８】切削抵抗力シミュレーションの手順を示すフローチャート
【図９】切削条件適正化の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７６】
１………切削条件適正化装置
３………制御部
５………記憶部
７………メディア入出力部
９………通信制御部
１１………入力部
１３………表示部
１５………周辺機器Ｉ／Ｆ部
１７………バス
１９………ネットワーク
２１………切削抵抗力シミュレーション手段
２３………切削条件適正化手段
２５………工具情報、被削材情報、切削条件情報、加工パターン情報の入力手段
２７………切削抵抗力情報の作成手段
２９………切削抵抗力データベース
３１………工具経路情報の入力手段
３３………加工パターンの算出手段
３５………加工パターン情報
３７………工具情報、被削材情報、切削条件情報の入力手段
３９………切削抵抗力の予測手段
４１………切削条件の調整手段
４３………適正切削条件の出力手段
４５………適正切削条件情報
５１………工具
５３………被削材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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