(57)【要約】【課題】本発明は簡便な方法によって、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる方法や装置を提供することを課題とする。【解決手段】工具設定部２２によって、加工に使用する工具の実際の形状に加工物の寸法公差を考慮した形状情報を入力、設定し、この形状情報に基づいて数値制御プログラム２４を作成する。または、形状情報に寸法公差を考慮した形状の工具を用いて加工処理を行なう。あるいは、形状データ１２に対して体積が均一に減少する方向に変換し、この変換データを用いて数値制御プログラム２４を作成する。或いは、ユーザが加工処理部３２で使用される工具を入力する際に示した情報と異なる形状情報に基づいて数値制御プログラム２４を作成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状に前記加工物の寸法公差を考慮して求めた、前記工具の形状を示す形状情報を用いて前記工具の径路を計算し、
該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。
【請求項２】
ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状とは異なる形状を示す工具の形状情報の入力を受け付け、
前記形状情報を用いて前記工具の径路を計算し、
該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。
【請求項３】
前記形状情報を用いての経路の計算は、前記加工物の片側公差によって規定されている範囲に対して行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御プログラム作成方法。
【請求項４】
前記形状情報は、前記実際の形状に対して前記寸法公差の１／４分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の数値制御プログラム作成方法。
【請求項５】
前記形状情報は、前記実際の形状に対して前記寸法公差の１／２分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の数値制御プログラム作成方法。
【請求項６】
加工物の形状を表すデータに基づいて作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なう加工方法において、
前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうことを特徴とする加工方法。
【請求項７】
ＣＡＭによって作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なう加工方法において、
前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうことを特徴とする加工方法。
【請求項８】
前記加工物の片側公差によって規定されている範囲に対して、前記形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうことを特徴とする請求項６又は７に記載の加工方法。
【請求項９】
前記形状情報は、前記工具の形状に対して寸法公差の１／４分寸法の値が異なることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１つに記載の加工方法。
【請求項１０】
前記形状情報は、前記工具の形状に対して寸法公差の１／２分寸法の値が異なることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１つに記載の加工方法。
【請求項１１】
加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
前記形状データを前記加工物の体積が均一に減少する方向に変換し、
該変換結果を用いて前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。
【請求項１２】
ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成方法において、
ユーザが加工に使用する工具を選択するための工具の形状を示す情報を示し、
前記工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成する
ことを特徴とする数値制御プログラム作成方法。
【請求項１３】
加工物の形状を表す形状データを作成するＣＡＤと、該形状データに基づいて加工物の加工を行なう数値制御プログラムを作成するＣＡＭとを備えた数値制御プログラム作成システムであって、
前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状とは異なる形状を示す形状情報を用いて前記工具の径路を計算する加工パス演算手段と、
該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成手段と、
を備えることを特徴とする数値制御プログラム作成システム。
【請求項１４】
前記加工パス演算手段による前記形状情報を用いての経路の計算は、前記加工物の片側公差によって規定されている範囲に対して行なうことを特徴とする請求項１３に記載の数値制御プログラム作成システム。
【請求項１５】
前記形状情報は、前記実際の形状に対して寸法公差の１／４分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の数値制御プログラム作成システム。
【請求項１６】
前記形状情報は、前記実際の形状に対して寸法公差の１／２分寸法の値が異なることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の数値制御プログラム作成システム。
【請求項１７】
加工物の形状を表すデータに基づいて作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なう加工装置において、
前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を選択する工具選択手段と、
該工具選択手段によって選択された工具によって前記加工物の加工処理を行なう加工手段と
を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項１８】
加工物の形状を表す形状データを作成するＣＡＤと、該形状データに基づいて加工物の加工を行なう数値制御プログラムを作成するＣＡＭとを備えた数値制御プログラム作成システムであって、
前記形状データを前記加工物の体積が均一に減少する方向に変換する手段と、
該変換結果を用いて前記数値制御プログラムを作成する手段と
を備えることを特徴とする数値制御プログラム作成システム。
【請求項１９】
加工物の形状を表す形状データを作成するＣＡＤと、該形状データに基づいて加工物の加工を行なう数値制御プログラムを作成するＣＡＭとを備えた数値制御プログラム作成システムであって、
ユーザに加工に使用する工具を選択、設定させる工具設定手段と、
前記工具設定手段が、ユーザに工具を選択させるために示した工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成手段と
を備えることを特徴とする数値制御プログラム作成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加工物の形状を表すデータに基づいて加工を行なうための数値制御プログラムを作成し、数値制御工作機械で加工を行う、数値制御プログラム作成方法、加工方法、数値制御プログラム作成システム及び加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）で３次元の形状データを作成し、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）にデータを受け渡して数値制御プログラムを作成し、加工を行なう方法において、形状の入力が寸法公差の中央値ではなく、称呼寸法値で行なわれていた場合、ＣＡＤのすべての形状データを寸法公差中央値に入れ直し、ＣＡＭにデータを受け渡して通常の加工プロセスを行なう方法が一般的に行なわれている。
【０００３】
また、寸法公差の情報を加工に反映させる従来技術として特許文献１に開示された数値制御情報作成装置がある。
特許文献１に開示されている数値制御情報作成装置では、加工後の形状を入力する際、加工後の形状を構成する形状要素毎に又は複数の形状要素のグループ毎に寸法公差を入力する。そして、数値制御工作機械（ＮＣ）を制御する数値制御情報を作成する際に、入力された寸法公差に基づいて工具の補正データを変更する情報を当該数値制御情報に付加している。
【０００４】
これにより加工後の形状を構成する形状要素毎又は複数の形状要素のグループ毎の寸法公差の入力を可能にし、加工終了後の寸法が入力された寸法公差の範囲に収まるように、入力された寸法公差に基づいて数値制御情報に工具の補正データを変更する情報を付加するようにしている。
【０００５】
また、使用する工具や送り速度、被加工材の材質の種類及び切り込み量に応じて寸法公差の範囲を移動することが出来るので、加工終了後の寸法が寸法公差で示された範囲の中間となるような数値制御情報を自動的に作成することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２６７０１８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題点があった。
形状データを作り直してからＣＡＭで数値制御プログラムを作成する方法の場合、形状データを作り直す時間が発生し、ワークの製作期間の長期化と製造コストの増大化という問題が発生する。
【０００８】
また特許文献１に開示された数値制御情報作成装置では、数値制御情報を自動的に作成する上で複雑な工程を必要とするので、装置自体が大変高価なものになってしまう。更に、加工後の形状を入力する際に、構成する形状要素毎又は複数の形状要素のグループ毎に寸法公差を入力することを加工後の形状を入力するユーザに強制することになり、これがユーザの思考プロセスを阻害する要因にもなっている。
【０００９】
このような従来の問題点に鑑み、本発明は簡便な方法によって、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる数値制御プログラム作成方法、加工方法、システム及び加工装置を提供することを課題とする。
【００１０】
また本発明は、片側公差に対応した数値制御プログラム作成方法、加工方法、システム及び加工装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第１の形態は、ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
【００１２】
数値制御プログラム作成方法の第１の形態は、前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状に前記加工物の寸法公差を考慮して求めた、前記工具の形状を示す形状情報を用いて前記工具の径路を計算するステップと、該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成するステップを有する。
【００１３】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第２の形態は、ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
数値制御プログラム作成方法の第２の形態は、前記加工物の加工に使用する工具の実際の形状とは異なる形状を示す工具の形状情報の入力を受け付けるステップと、前記形状情報を用いて前記工具の径路を計算するステップと、該計算結果に基づいて前記数値制御プログラムを作成するステップとを有する。
【００１４】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第３の形態は、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
本発明による数値制御プログラム作成方法の第３の形態は、前記形状データを前記加工物の体積が均一に減少する方向に変換するステップと、該変換結果を用いて前記数値制御プログラムを作成するステップとを有する。
【００１５】
本発明による数値制御プログラム作成方法の第４の形態は、ＣＡＭによって、加工物の形状を表す形状データから、加工部で加工を行なうための数値制御プログラムを作成することを前提とする。
第４の形態は、ユーザに加工に使用する工具を選択するための工具の形状を示す情報を示すステップと、前記工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成するステップを有する。
【００１６】
本発明による加工方法は、加工物の形状を表すデータに基づいて作成された数値制御プログラムに基づいて加工物の加工処理を行なうことを前提とし、前記数値制御プログラムの作成に用いられた、工具の形状を示す形状情報とは異なる形状を有する工具を用いて前記加工物の加工処理を行なうステップを有する。
【００１７】
また本発明は、数値制御プログラムを作成する数値制御プログラム作成システムや加工物の加工処理を行なう加工装置もその適用範囲に含む。
本発明によれば、寸法公差を考慮して求めた形状情報を用いて、数値制御プログラムが作成されるので、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
【００１８】
或いは、数値制御プログラムに定義された工具形状情報と異なる形状の工具を用いて加工を行なうことによって、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することが出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態では、数値制御フライス盤、いわゆるマシニングセンタによる加工方法を説明する。
第１の実施形態
図１は、第１の実施形態のシステムの構成を示す図である。尚後述する第２〜第４の実施形態のシステムもこの図１に示したシステムと基本的に同じ構成を持つ。
【００２０】
図１において、システムはＣＡＤ部１、ＣＡＭ部２及び加工部３より構成される。
ＣＡＤ部１は、モデル形状を設定し、形状データ１２を作成するもので、ユーザが、表示画面上からポインティングデバイスで指示入力する等の方法によって、加工形状やその寸法を入力すると、モデル形状設定部１１がユーザによる入力指示に基づいて形状データ１２を生成する。
【００２１】
ＣＡＭ部２は、ユーザによって入力された加工条件や加工に使用される工具の選択指定に基づいて、加工条件設定部２１で加工条件を設定し、また工具設定部２２によって加工処理に用いる工具を設定する。そして加工パス演算部２３によって、ＣＡＤ部１によって生成された形状データ１２、加工条件設定部２１で設定された加工条件及び工具設定部２２によって設定されて工具の種類を元に工具の加工経路の演算を行ない、数定制御プログラム２４を生成する。
【００２２】
加工部３は、ＣＡＭ部２で生成された数値制御プログラム２４に基づいて、搭載されている搭載工具３１から工具を選択し、加工処理部３２が被加工材に対して切削等の加工処理を行なう。
第１の実施形態では、実際に加工に使用する工具の形状情報とは異なる形状情報で径路を計算させることによって、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工する。
【００２３】
図２は本発明の第１の実施形態による加工処理例を示す図である。同図は、ボス形状とボス形状を作製する時の数値制御プログラムによる工具の動きを示している。
図２において、５５は被削材であり、その素材はアルミニウム、鉄鋼などの金属の他、プラスチックなど切削加工に適したものを適宜自由に選択できる。ボス５１は被削材５５に対して切削加工を行って形成する最終加工形状のボスで、また中心線５２はボス５１に対する中心線を表わしている。ボス５１の所望の外径寸法は直径φ１００−０．０４であり、マイナス側の片側公差寸法で規定されている。尚１００−０．０４は、９．９６〜１０．００ｍｍの範囲の寸法を表している。
【００２４】
工具経路５３はボス５１の加工での最終仕上げ時の工具径路であり、エンドミル５４は最終仕上げに使用する外径φ２ｍｍのエンドミルである。尚図２ではエンドミル５４は、模式的に円柱状に描写してある。
第１の実施形態では、切削加工に用いるエンドミル５４等の工具の大きさを実際に加工に用いられる寸法とは異なる値を用いてボス５１の加工経路の演算を行なう。
【００２５】
図３は第１の実施形態及び後述する第２の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
図３の各ステップＳ１〜Ｓ５は加工の工程を概念的に示しており、各工程間でデータ等情報の伝達が必要な部分においては適切なインターフェースで結ばれている。
【００２６】
まず、ステップＳ１において、ユーザがＣＡＤ部１を用いて、最終加工形状の入力を称呼寸法値により行なう。そしてＣＡＤ部１は、ユーザ入力に基づいてＣＡＤデータとして形状データ１２を生成する。
次に、ステップＳ２ではステップＳ１においてＣＡＤ部１で作成された形状データ１２をＣＡＭ部２にインポートする。
【００２７】
その後、ステップＳ３のＣＡＭ編集作業では、加工処理で使用する工具の、工具回転数、送り速度、切り込み量など設定する作業をＣＡＭ部２において行ない、ステップＳ４では加工パス演算部２３によって加工経路を計算させ、数値制御プログラム２４の作成を行なう。
【００２８】
この時、ステップＳ３のＣＡＭ編集作業において、最終仕上げ時に使用する工具の外径の形状を実際の加工処理で用いられる工具の外形φ２ｍｍを入力するのではなく、真の値のφ２ｍｍから寸法公差の範囲の１／２である０．０２ｍｍを差し引いた意図的に異なる外径であるφ１．９８ｍｍを入力する。
【００２９】
ここで、寸法公差の範囲とはφ１００−０．０４ｍｍで記載される許容値の幅、つまり、０〜−０．０４ｍｍ＝０．０４ｍｍを指す。
ステップＳ４で作成される数値制御プログラムについて、ＣＡＭに入力しておく工具径を真の値であるφ２ｍｍと入力した時、最終仕上げ時の工具の中心の軌跡は、ボスに対する中心線５２を中心とするφ１２ｍｍ（＝（１０／２＋２／２）ｍｍ×２）になる。しかし、真の値のφ２ｍｍから寸法公差の範囲の１／２を差し引いて求めた、意図的に異なる外径であるφ１．９８ｍｍをＣＡＭに入力した際にステップＳ４で作成される最終仕上げ時の数値制御プログラムは、ボスに対する中心線５２を中心とするφ１１．９８ｍｍ（＝（１０／２＋１．９８／２）ｍｍ×２）の軌跡となる。
【００３０】
この数値制御プログラムを元に、実際に加工部３に搭載されたφ２ｍｍのエンドミル５４でステップＳ５の数値制御加工機で被加工材のブランク５５の加工を行なうと、ボス５１はφ９．９８ｍｍ（＝（１１．９８／２−２／２）ｍｍ×２）の寸法で切削され、寸法公差の中心である所望の径寸法を有する形状に作成される。
【００３１】
このように第１の実施形態では、ＣＡＭに入力する最終仕上げに使用する工具の外径を、真の値のφ２ｍｍではなく、真の値のφ２ｍｍから寸法公差の範囲の１／２を差し引いた異なる寸法のφ１．９８ｍｍと入力しておくことで、ＣＡＤに入力される加工対象物の寸法が称呼寸法値のφ１０ｍｍであったとしても、加工後で作製されるボス５１は、寸法公差の範囲の中心値であるφ９．９８ｍｍの所望の径寸法を有する形状に加工処理が行われる。
【００３２】
このように第１の実施形態では、最終加工に用いられる工具の形状として公差を考慮した値を入力するという簡便な方法によって、公差を考慮した加工処理を行なうことができる。
第２の実施形態
第２の実施形態では、数値制御プログラムに定義された工具形状情報と異なる形状の工具を用いて加工を行なうことによって、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工する。
【００３３】
以下の説明では第１の実施形態と異なる点のみを記載し、同一の部分についてはその説明は省略する。
図４は第２の実施形態による加工処理例を示す図である。同図は、加工形状であるポケット穴形状を示している。
【００３４】
第２の実施形態では、図４において、被削材６４に対してポケット穴６２を空ける加工を行なう例を示す。最終加工形状のポケット穴６２の所望の内側寸法は、幅Ｘ３００＋０．０５ｍｍ×奥行きＹ４００＋０．０５ｍｍ×深さＺ２００＋０．０５ｍｍでありプラス側の片側寸法で規定されているものとする。
【００３５】
尚被削材６４は第１の実施形態と同様に、アルミニウム、鉄鋼などの金属の他、プラスチックなどの素材を自由に選択できる。
図５は、図４のポケット穴６１を真上から見た図である。
同図中の工具径路６２は、ポケット穴６１を加工する最終仕上げ時の工具の軌跡である。この工具経路６２は、ＣＡＭ部２で称呼寸法値を用いて生成された数値制御プログラム２４による経路となっている。
【００３６】
このポケット穴６１の切削加工には、図６に示す切削工具６３を用いる。
切削工具６３はエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂから構成され、ホルダー部６３ｂの内部には図示しないコレットを介しエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを締結している。
【００３７】
ホルダー部取り付け端面６３ｃは、数値制御工作機械等の加工部３との取り付けの際に、切削工具６３の長さの基準となる面で、ホルダー部取り付け端面６３ｃからエンドミルの先端６３ｅまでの長さＨを突き出し長６３ｄとする。突き出し長６３ｄは０．０１ｍｍの精度で任意の長さに調整でき、この値は、工具設定部２２で切削工具６２の工具情報の一つとして設定、管理される。
【００３８】
図４、図５の例ではポケット穴６１の幅寸法Ｘと奥行き寸法Ｙの寸法公差の範囲は、０〜＋０．０５ｍｍ＝０．０５ｍｍなので、エンドミル６３ａの外径は称呼値φ６ｍｍのオーバーサイズであるφ６．０２ｍｍのものを使用する。
次に第２の実施形態における工程の流れを説明する。第２の実施形態における加工の工程は、基本フローは第１の実施形態と同じなので、以下に説明では、図５及び第１の実施形態の説明で用いた図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
第２の実施形態において、図３のステップＳ１乃至ステップＳ２までは工程は第１の実施例と同じなので説明は省略する。
ステップＳ３のＣＡＭ編集作業において、使用する工具の、工具回転数、送り速度、切り込み量などをＣＡＭ部２に設定する作業を行なうが、この時最終仕上げ時に使用する工具の外径として称呼値のφ６ｍｍをＣＡＭ部２で入力、設定する。
【００４０】
また、突き出し長６３ｄにおいては、エンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを仮止めした時の値をＣＡＭ部２に入力、設定する。深さ寸法Ｚの寸法公差が０〜＋０．０５ｍｍ＝０．０５ｍｍなので、加工部３において実際に加工処理を行なう時は、切削工具６３として仮止めした時の値より意図的に０．０４ｍｍ長い位置でエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを固定したものを用いる。
【００４１】
この状態でステップＳ４として、第１の実施形態と同様にＣＡＭ部２は加工パス演算を行ない、数値制御プログラム２４を生成する。
ステップＳ４で作成された最終仕上げ時の数値制御プログラム２４は、図５に点線６２で示した如く、ポケット穴６０の輪郭線を内側に、工具外径の称呼値φ６ｍｍの１／２である３ｍｍオフセットしたものが、工具の中心の軌跡になる。従って実際に加工に用いられている切削工具６３はφ６．０２ｍｍなので、各面称呼寸法値より０．０１ｍｍだけ内側に削られることとなる。
【００４２】
また深さ方向については、数値制御プログラム２４は、ポケット穴６１の称呼寸法値２０ｍｍによって計算されているが、実際に用いられている切削工具６３は、突き出し長６３ｄが０．０４ｍｍ長いので、０．０４ｍｍ深い位置をエンドミルの先端６３ｅが通過することになる。
【００４３】
この数値制御プログラム２４を元に、ステップＳ５の数値制御加工機で被加工材のブランク６４の加工を行なうと、ポケット穴６１寸法は幅３０．０２ｍｍ×奥行き４０．０２ｍｍ×深さ２０．０４ｍｍとなり、寸法公差範囲内で、かつプラス側へ意図的にシフトさせた量の形状に加工することが出来る。
【００４４】
このように第２の実施形態では、エンドミル外径の称呼値およびエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを仮止めした時の値をＣＡＭに入力しておくことにより、ＣＡＤに入力される加工対象物の寸法が称呼寸法であったとしても、オーバーサイズのエンドミルの使用と突き出し長６３ｄの微調整で、寸法公差範囲内でかつ、プラス側に意図的にシフトさせた量の形状を得ることができる。
【００４５】
次に図４のポケット穴６１の内側寸法が、プラス側の片側公差とマイナス側の片側公差が混在していた場合の処理について説明する。
尚以下の説明では、上記した説明と同じ部分については省略し、異なる点のみを記載する。
【００４６】
加工形状であるポケット穴６１の寸法が、幅Ｘ３００＋０．０５ｍｍ×奥行きＹ４００＋０．０５ｍｍ×深さＹ２００−０．０５ｍｍであり、深さの寸法の寸法公差のみ上述した例と異なりマイナス側に規定されていたとする。
これに対して、切削工具６３の突き出し長６３ｄに対し、エンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを仮止めした時の値をＣＡＭ部２に入力設定し、この設定値に基づいてＣＡＭ部２は数値制御プログラム２４を生成する。
【００４７】
また加工部３では、実際に加工を行なう時には、切削工具６３として仮止めした時の値より意図的に０．０４ｍｍ短い位置でエンドミル６３ａとホルダー部６３ｂを固定したものを用いて加工処理を行なう。
ＣＡＭ部２で生成された数値制御プログラム２４は、突き出し長６３ｄが称呼寸法値２０ｍｍとなるように設定されたものとして計算されているので、上記したように突き出し長６３ｄを意図的に０．０４ｍｍ短くすることにより、深さ方向についてはポケット穴６１の称呼寸法値２０ｍｍより０．０４ｍｍ浅い位置をエンドミルの先端６３ｅが通過する数値制御プログラムとなる。
【００４８】
よってこの数値制御プログラム２４を用いて、ステップＳ５の加工部３で被加工材のブランク６４の加工を行なうと、ポケット穴６１寸法は幅３０．０２×奥行き４０．０２×深さ１９．９６となる。これは、寸法公差範囲内でかつ、幅および奥行きはプラス側へ、深さ方向はマイナス側へ意図的にシフトさせた量の形状となっている。
【００４９】
このように第２の実施形態では、工具の径方向と深さ方向で異なる寸法公差が規定されていても、設定されたものよりオーバーサイズのエンドミルを使用し、また突き出し長６３ｄを微調整することにより、公差範囲内でかつ、幅および奥行きと、深さ方向で異なる値や方向へ意図的にシフトさせた量の形状を得ることができる。
第３の実施形態
第３の実施形態では、形状データ１２を構成するサーフェイス情報に対してオフセットをかけることによって、工具径路を称呼値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工する。
【００５０】
以下の説明では、本実施形態は第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点のみを記載し、同じ部分については省略する。
図７は本発明の第３の実施形態による加工処理例を示す図である。同図は、加工形状としてボス及びポケット穴を有する形状を示している。
【００５１】
同図において、ボス７１−１〜７１−４は同一形状のボスで所望の外径寸法はφ３０−０．０５ｍｍとなっている。また丸穴７２はポケット穴であり所望の外径寸法はφ１５０＋０．０５ｍｍで規定されている。
このようなワークを作製するに当たって、第３の実施形態では、ＣＡＤ部１で生成された形状データ１２に対してオフセットをかける。
【００５２】
図７に示したようなワークの作製を行なう場合を例として、第３の実施形態における処理の流れを以下に示す。
図８は第３の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
同図において、まずステップＳ１１として、第１及び第２の実施形態と同様に、ユーザがＣＡＤ部１を用いて最終加工形状の入力を称呼寸法値により行なう。そしてＣＡＤ部１は、ユーザ入力に基づいて形状データ１２を生成する。
【００５３】
次にステップＳ１２において、形状データ１２を構成する全てのサーフェイス情報を、加工後のワークの体積が減少する方向にそれぞれ０．０１２５ｍｍオフセットした輪郭データに形状を変換する。
図９は、このデータの変換を示す図である。同図は被加工材ブランク７３の対角線部分の断面を示している。
【００５４】
図９中、点線７４は、入力した形状データ１２に対し加工後のワークの体積が減少する方向にオフセットを加えた輪郭データを示している。また平面７５は被加工材ブランク７３を切削して得られる平面部分である。
図９に示すように、変換後の輪郭データは、点線７４のようにワークの体積が減る方向に各面均一にオフセットがかかっている。よってこの形状データ１２を元にＣＡＭ部３で生成される数値制御プログラム２４は、オフセットがかかっている分、多く被加工材を切削することとなる。
【００５５】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で変換された形状データ１２をＣＡＭにインポートし、ステップＳ１４において、ＣＡＭ編集作業として、加工処理で使用する工具についての設定作業をＣＡＭ部２において行ない、ステップＳ１５では加工パス演算部２３によって加工経路を計算して、数値制御プログラム２４の作成を行なう。
【００５６】
そしてこの数値制御プログラム２４によって、加工処理を行なうと、作製される形状はボス７１がφ２．９７５ｍｍ、丸穴７２がφ１５．０２５となり、所望する寸法を満足する。
本実施形態の場合、ボス７１の上面や、丸穴７２の底面、平面部７５などもオフセットされた分だけ、余計に切削されることとなる。
【００５７】
片側寸法公差で規定される部分の加工事例の多くは、嵌合が目的とされる、穴、軸、もしくはその他の凹凸形状であって、軸を含む凸形状の場合はマイナス寸法公差、穴を含む凹の形状の場合はプラス寸法公差の場合が多く、その他の部分については一般寸法公差で規定される。よってその観点で見れば、ボス７１の上面や、丸穴７２の底面、平面部７５などが、ステップＳ１１で入力された形状データに対しオフセットされた分余計に切削されたとしても影響は少ない。
【００５８】
このように第３の実施形態では、通常の加工の工程に、形状データ１２を構成するすべてのサーフェイス情報を、加工後のワークの体積墳が減少する方向にオフセットを行なう工程を入れて加工を行なうことにより、嵌合を目的としたボス７１および丸穴７２の寸法寸法公差を満足した形状を得ることができる。
第４の実施形態
第４の実施形態では、ＣＡＭ部２において、ユーザが工具情報を設定する際に、ユーザ側に示される値とＣＡＭ部２において数値制御プログラム２４を生成する際の演算で用いる値とで異なった値を用いる。
【００５９】
図１０は、第４の実施形態の説明図である。
同図において、使用する工具を選択する際にユーザに示される情報は、加工部３において、実際に加工処理に用いられる搭載工具３１の基づいたものが示される。それに対して、加工パス演算部２３では、ＣＡＤ部１からの形状データ１２に対して加工条件設定部２１からの加工条件や工具設定部２２からの工具情報を加味して数値制御プログラム２４を演算するが、この時用いられる工具情報の値に公差を加味した値を用いる。例えば寸法公差の範囲が０．２ｍｍだった場合、その半分の０．１ｍｍ引いた値を演算に用いる。
【００６０】
そして同図において、例えばユーザが加工処理に使用する工具として工具径φ２ｍｍのエンドミルを持つ切削工具を選んだとすると、加工パス演算部２３での演算では工具径はφ１．９０として計算される。
そして、加工部３による加工処理では工具径φ２ｍｍの切削工具によって、この数値制御プログラム２４に基づいた工具経路によって切削加工が行われる。従って、称呼寸法より０．１ｍｍワークの体積が減少する方向に切削される。
【００６１】
この第４の実施形態では、ユーザは何ら公差を意識せずに、使用する工具を選択してＣＡＭ部２に入力するだけで、公差を考慮した加工処理行なえる。またシステムにおいても、特別な処理や計算を必要としない。
尚上記各実施形態で示した例では、ボスを含んだ凸形状がマイナス寸法公差、穴を含んだ凹形状がプラス寸法公差の片側寸法公差のものを例として示したが、寸法公差の方向についてはこれらに限らず、作製するワークの形状や、寸法公差等の求められる条件に基づいて種々変化させることが可能であるし、組み合せて加工を行なうこともできる。
【００６２】
また本実施形態では、全て片側公差で規定されている場合を例として示したが、通常の寸法公差と片側公差とが混在しているワークに対しても、片側公差によって規定されている領域を抽出することによって、各実施形態で示した手法は適用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によれば、加工に使用する工具に対する形状とは異なる値の工具形状情報で径路を計算させる、という非常に簡便な方法で、工具径路を称呼寸法値から寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
【００６４】
また数値制御プログラムに定義された工具形状情報と異なる形状の工具により加工を行なう、という非常に簡便な方法で、数値制御プログラムに定義されている工具径路が称呼寸法値であっても、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
【００６５】
更に、形状データを加工物の体積が均一に減少する方向に変換し、変換後の形状データを用いて数値制御プログラムを作成することにより、寸法公差中央値もしくは寸法公差の範囲内の意図した寸法にずらして加工することができる。
また、ユーザに工具を選択させるために示した工具の形状を示す情報とは異なる情報を用いて、前記数値制御プログラムを作成することによって、ユーザは公差を意識しないで、公差を考慮した加工を行うことができる。
【００６６】
更に、本発明は、簡単な処理や構成によって実現できるので、安価な装置として実現することができ、また、製作期間の短縮及び製造コストの削減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるシステムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態による加工処理例を示す図である。
【図３】第１の実施形態及び第２の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態による加工処理例を示す図（その１）である。
【図５】第２の実施形態による加工処理例を示す図（その２）である。
【図６】本発明の第２の実施形態において加工処理に使用される切削工具を示す図である。
【図７】第３の実施形態による加工処理例を示す図である。
【図８】第３の実施形態における工程の流れを示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態におけるデータの変換を示す図である。
【図１０】第４の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１  ＣＡＤ部
２  ＣＡＭ部
３  加工部
１１  モデル形状設定部
１２  形状データ
２１  加工条件設定部
２２  工具設定部
２３  加工パス演算部
２４  数値制御プログラム
３１  搭載工具
３２  加工処理部
５１、７１  ボス
５２  中心線
５３、６２  最終仕上げの工具径路
５４  エンドミル
５５、７３  被加工材
６１  ポケット穴
６３  切削工具
６３ａ  エンドミル
６３ｂ  ホルダー
６３ｃ  ホルダー部端面
６３ｄ  突き出し長
６３ｅ  エンドミルの先端
６４    被加工材のブランク
７２  丸穴
７４  オフセットした輪郭データ
７５  平面部
【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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【図１０】
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