(57)【要約】【課題】工具寿命を延ばしつつ高精度での加工を可能とする。【解決手段】被加工物のＣＡＤデータおよび当該被加工物を加工する工具データに基づいて同一工具で加工可能な当該被加工物の加工部位を抽出し（Ｓ１）、抽出された加工部位ごとに前記工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定し（Ｓ２）、抽出された加工部位ごとの加工時間を加工条件に基づいて演算し（Ｓ３）、抽出された加工部位の工具経路を作成し抽出された加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定し（Ｓ４）、抽出された加工部位を決定された加工順で加工するときの工具の使用部位を前記加工部位ごとに決定する（Ｓ５）。【選択図】            図２
2004209577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物のＣＡＤデータおよび当該被加工物を加工する工具データに基づいて同一工具で加工可能な当該被加工物の加工部位を抽出する段階と、
抽出された加工部位ごとに前記工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定する段階と、
抽出された加工部位ごとの加工時間を加工条件に基づいて演算する段階と、
抽出された加工部位を加工するための工具経路を作成し抽出された加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定する段階と、
抽出された加工部位を決定された加工順で加工するときの工具の使用部位を前記加工部位ごとに決定する段階と、
を含むことを特徴とする加工プログラム作成方法。
【請求項２】
さらに、
作成された工具経路、抽出された加工部位の加工順および決定された各加工部位での工具の使用部位を加工プログラムとして記憶する段階を有することを特徴とする請求項１記載の加工プログラム作成方法。
【請求項３】
前記被加工物の加工部位を抽出する段階は、
被加工物のＣＡＤデータを入力する段階と、
加工部位を抽出する段階と、
前記被加工物を加工する工具データを入力する段階と、
前記加工部位の加工に適した工具を選定する段階と、
選定した工具で前記加工部位を加工するための工具経路を作成する段階と、
加工部位ごとに使用工具を決定する段階と、
同一工具で加工可能な加工部位をグループ化する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の加工プログラム作成方法。
【請求項４】
前記工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定する段階は、
前記工具を用いて加工する加工部位のデータを入力する段階と、
前記加工部位の加工幅を演算する段階と、
前記加工部位に対して決定された使用工具の工具データを入力する段階と、
前記加工部位に対して作成された工具経路を入力する段階と、
演算された前記加工部位の加工幅、前記工具データおよび前記工具経路に基づいて前記工具の使用可能部位を演算する段階と、
演算された使用可能部位に基づいて前記工具を複数のパターンに分類する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の加工プログラム作成方法。
【請求項５】
加工時間を加工条件に基づいて演算する段階は、
前記加工部位の加工量を演算する段階と、
前記加工部位の加工条件を入力する段階と、
前記加工量と前記加工条件とから前記加工部位の加工時間を演算する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の加工プログラム作成方法。
【請求項６】
加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定する段階は、
使用工具ごとに最短の工具経路を作成する段階と、
前記使用工具の移動順に前記加工部位の加工順を決定する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の加工プログラム作成方法。
【請求項７】
工具の使用部位を前記加工部位ごとに決定する段階は、
使用工具ごとに使用部位の磨耗量を演算する段階と、
磨耗量が均一になるように使用工具ごとの使用部位を決定する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の加工プログラム作成方法。
【請求項８】
被加工物のＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶手段と、
当該被加工物を加工するための工具データを記憶する工具データ記憶手段と、
前記被加工物の加工条件を記憶する加工条件記憶手段と、
前記被加工物のＣＡＤデータおよび前記被加工物を加工するための工具データに基づいて同一工具で加工可能な当該被加工物の加工部位を抽出する抽出手段と、
抽出された加工部位ごとに前記工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定する判定手段と、
抽出された加工部位ごとの加工時間を前記加工条件に基づいて演算する演算手段と、
抽出された加工部位を加工するための工具経路を作成し抽出された加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定する加工順決定手段と、
抽出された加工部位を決定された加工順で加工するときの工具の使用部位を前記加工部位ごとに決定する使用部位決定手段と、
を有することを特徴とする加工プログラム作成装置。
【請求項９】
作成された工具経路、抽出された加工部位の加工順および決定された各加工部位での工具の使用部位を加工プログラムとして記憶する加工プログラム記憶手段を有することを特徴とする請求項８記載の加工プログラム作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライド面を高精度で加工することができる加工プログラム作成方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス加工に使用される金型は、ガイドポストやウェアプレートといった多数の型構造物を有している。金型を加工するときには、型構造物を取り付けるための平坦な座面、上型と下型を摺動させるためのスライド面の加工が必要である。
【０００３】
従来、スライド面を加工する場合、まず、加工部位ごとに工具を選択し、選択した工具でその加工部位が干渉することなく加工できるか否かを判断し、干渉がなければ、同一の工具で加工できる場所をグループ化し、最適な工具経路を求めるという手順で加工プログラムを作成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスライド面加工プログラムでは、同一の工具で加工できる加工幅のほぼ等しいスライド面については、同一工具の同一使用部位で加工するようになっているため、工具の一部が偏って磨耗してしまい、工具の寿命が短くなってしまう。また、加工精度についても、工具が短時間で磨耗してしまうことから、長時間に渡って高精度の加工をすることは困難である。
【０００５】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みて成されたものであり、スライド面を高精度で加工することができる加工プログラム作成方法およびその装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、発明にかかる加工プログラムの作成方法は、被加工物のＣＡＤデータおよび当該被加工物を加工する工具データに基づいて同一工具で加工可能な当該被加工物の加工部位を抽出し、抽出された加工部位ごとに前記工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定し、抽出された加工部位ごとの加工時間を加工条件に基づいて演算し、抽出された加工部位を加工するための工具経路を作成し抽出された加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定し、抽出された加工部位を決定された加工順で加工するときの工具の使用部位を前記加工部位ごとに決定する。
【０００７】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、発明にかかる加工プログラムの作成装置は、被加工物のＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶手段と、当該被加工物を加工するための工具データを記憶する工具データ記憶手段と、前記被加工物の加工条件を記憶する加工条件記憶手段と、前記被加工物のＣＡＤデータおよび前記被加工物を加工するための工具データに基づいて同一工具で加工可能な当該被加工物の加工部位を抽出する抽出手段と、抽出された加工部位ごとに前記工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定する判定手段と、抽出された加工部位ごとの加工時間を前記加工条件に基づいて演算する演算手段と、抽出された加工部位を加工するための工具経路を作成し抽出された加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定する加工順決定手段と、抽出された加工部位を決定された加工順で加工するときの工具の使用部位を前記加工部位ごとに決定する使用部位決定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、工具経路、加工部位の加工順および各加工部位での工具の使用部位を演算することによって加工プログラムを作成するようにしたので、工具全体を均一に使用することができ、工具の寿命が延びるとともに、高精度の加工を維持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる加工プログラム作成方法およびその装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる加工プログラム作成方法を実施する装置の概略構成図である。
【００１０】
図１に示す加工プログラム作成装置は、金型ＣＡＤデータ記憶部１０、工具データ記憶部２０、加工条件記憶部３０、加工プログラム作成部４０、加工プログラム記憶部５０を有している。
【００１１】
金型ＣＡＤデータ記憶部１０は、被加工物の形状データ（ＣＡＤデータ）、本実施の形態では金型の形状データ（ＣＡＤデータ）が記憶されている。なお、金型の形状データは、加工前の形状データと加工後（完成品）の形状データが記憶されている。加工前の形状データと加工後の形状データとの寸法差は、加工工具などによって切削されるべき加工量を示している。
【００１２】
工具データ記憶部２０は、金型を加工するために必要な工具データを記憶している。工具データには、工具全体の形状データ、工具の大きさ（たとえばドリルであればその長さや径）が含まれる。
【００１３】
加工条件記憶部３０は、加工量に応じた加工速度および加工回数が使用工具別に記憶されている。
【００１４】
加工プログラム作成部４０は、上記の金型ＣＡＤデータ記憶部１０、工具データ記憶部２０、加工条件記憶部３０に記憶されている各データに基づいて、下記のフローチャートに示されている加工プログラム作成方法を実行する。
【００１５】
加工プログラム記憶部５０は、加工プログラム作成部４０で求められた加工プログラムを記憶する。
【００１６】
図１に示した加工プログラム作成装置は、図２に示すフローチャートにしたがって次のように動作する。まず、加工プログラム作成部４０は、金型ＣＡＤデータ記憶部１０に記憶されている金型のＣＡＤデータと工具データ記憶部２０に記憶されている工具データに基づいて同一工具で加工可能な金型の加工部位を抽出する（Ｓ１）。次に、加工プログラム作成部４０は、抽出された加工部位ごとに工具のどの部分を使って加工可能であるかを判定する（Ｓ２）。次に、加工プログラム作成部４０は、加工条件記憶部３０に記憶されている使用工具別の加工速度に基づいて、抽出された加工部位ごとの加工時間を演算する（Ｓ３）。以上の処理によって、各加工部位をどの工具のどの部分を使ってどの程度の速度で加工するのかがわかる。
【００１７】
そして、加工プログラム作成部４０は、同一の工具で加工可能な加工部位の工具経路を作成し、抽出された加工部位の加工順を当該工具経路に基づいて決定する（Ｓ４）。そして最後に、工具の磨耗が均一になるように、抽出された加工部位を決定された加工順で加工するときの工具の使用部位を加工部位ごとに決定する（Ｓ５）。抽出された加工部位の加工順、決定された各加工部位での工具の使用部位および作成された工具経路は加工プログラムとして加工プログラム記憶部５０に記憶する。
【００１８】
本発明にかかる加工プログラム作成方法は、概略以上のような手順で行われる。次に、さらに詳細な手順を図３〜図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００１９】
図３は、図２に示したステップＳ１の詳細な手順を示すフローチャートである。加工プログラム作成部４０は、金型ＣＡＤデータ記憶部１０に記憶されている金型ＣＡＤデータを入力し（Ｓ１１）、そのデータに基づいて加工部位であるスライド面を抽出する（Ｓ１２）。金型ＣＡＤデータ記憶部１０には、図８に示すような加工前の寸法で構成されるＣＡＤデータと、図示はしないが加工後の完成品の寸法で構成されるＣＡＤデータとが記憶されているが、ステップＳ１１ではこれらの両ＣＡＤデータが取り出され、そのＣＡＤデータに基づいてスライド面の抽出が行われる。また、両ＣＡＤデータから各スライド面の加工量（どの程度切削するのか、その程度の深さの穴をあけるのか）を把握する。
【００２０】
次に、加工プログラム作成部４０は、工具データ記憶部２０に記憶されている工具データを入力し（Ｓ１３）、そのデータに基づいて各スライド面の加工に適した工具を選定する（Ｓ１４）。工具の選定は、スライド面の加工種類（切削、穴あけなど）、加工量、工具全体の形状データ、工具の大きさなどに基づいて行われる。選定の対象となる工具は複数存在する場合もあるが、各工具には優先順位がつけられており、その優先順位に従って１つずつ順番に選定されるようにしてある。工具の選定が完了すると、各スライド面を加工する場合の工具経路を作成する（Ｓ１５）。スライド面を加工しているときに工具と金型とが干渉するか否かを検討するために、作成された工具経路で工具を擬似的に動かす（Ｓ１６）。工具と金型とが干渉すれば（Ｓ１６：ＹＥＳ）、その工具で加工することはできないので、Ｓ１３〜Ｓ１５のステップの処理を繰り返して、優先順位に従って新たな工具を選定する。一方、工具と金型とが干渉しなければ（Ｓ１６：ＮＯ）、そのスライド面は選定されたその工具で加工可能であるので、そのスライド面を加工するその工具の番号をセットする（Ｓ１７）。
【００２１】
加工プログラム作成部４０は、図８の金型が有しているすべてのスライド面に対して工具番号のセットが終了したか否かを判断し（Ｓ１８）、終了していなければ（Ｓ１８：ＮＯ）、次のスライド面を抽出し、そのスライド面に対してＳ１３〜Ｓ１７の処理をする。すべてのスライド面に対して工具の番号のセットが終了していれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、工具の番号ごとにスライド面をグループ化する（Ｓ１９）。このグループ化によって同一の工具で加工することができるスライド面が抽出できる。
【００２２】
図４は、図２に示したステップＳ２の詳細な手順を示すフローチャートである。加工プログラム作成部４０は、金型のスライド面のデータを入力し（Ｓ２１）、そのデータに基づいてそのスライド面の加工幅を演算する（Ｓ２２）。次に、加工プログラム作成部４０は、工具として使用できる部分（バイトであれば刃先の長さ、ドリルであればドリルの長さ）を把握するために、工具データ記憶部２０に記憶されている工具データを入力し（Ｓ２３）、さらに、図２のＳ１５で作成した工具経路を入力して（Ｓ２４）、そのスライド面において使用する工具の使用可能部分を演算する（Ｓ２５）。そして、加工プログラム作成部４０は、演算された工具の使用可能部分に基づいて、図９に示すように、工具のほぼ全長を使用しなければスライド面の加工ができないものはパターン▲１▼に、工具の先端を使用しなければスライド面の加工ができないものはパターン▲２▼に、工具のどの部分を使用してもスライド面を加工できるものについてはパターン▲３▼に、工具をそれぞれ分類する（Ｓ２６）。
【００２３】
図５は、図２に示したステップＳ３の詳細な手順を示すフローチャートである。加工プログラム作成部４０は、金型のスライド面のデータ（加工前と加工後）に基づいてスライド面の切削量を演算する。この演算は、すべてのスライド面に対して行う（Ｓ３１）。次に、加工プログラム作成部４０は、加工条件記憶部３０に記憶されている加工条件、すなわち加工量に応じた加工速度および加工回数を入力し（Ｓ３２）、その加工条件に基づいて各スライド面の加工時間を演算する（Ｓ３３）。例えば、図１０（Ａ）に示すような切削量（取りしろ）のスライド面を加工する場合、その加工条件として、まず、荒加工を行うときには、同図（Ｂ）に示すように速度Ｆで切削し、今度はαＦの切削速度で、その次はβＦの切削速度（α、βは１より大きい値）で切削するようにそれぞれの加工速度が設定されているとする。さらに、仕上げ加工を行うときには、図１１に示すように、速度Ｆで２回切削し、今度はαＦの切削速度で、その次はβＦの切削速度（α、βは１より大きい値）で切削し、最後に再び速度Ｆで切削するようにそれぞれの加工速度が設定されているとする。加工プログラム作成部４０は、この加工速度と加工回数とに基づいてそのスライド面の加工時間を演算する。
【００２４】
図６は、図２に示したステップＳ４の詳細な手順を示すフローチャートである。加工プログラム作成部４０は、図３のステップＳ１９でグループ化したスライド面に基づいて、工具番号ごとに最短の工具経路を作成する。ここで作成する工具経路は、加工対象となるすべてのスライド面に工具を移動させるための経路である（Ｓ４１）。加工プログラム作成部４０は、作成された工具経路に基づいて、その工具の移動順、すなわち工具の原位置から近い順にスライド面の加工順序を設定する（Ｓ４２）。以上までの処理によって、加工プログラム作成部４０には図１２に示すような表が作成される。この表によれば、加工部位であるスライド面Ａは、工具のどの部分でも加工可能（工具使用パターン▲３▼）であり、加工時間は３分で、加工順は最初であるということがわかる。
【００２５】
図７は、図２に示したステップＳ５の詳細な手順を示すフローチャートである。加工プログラム作成部４０は、図１２に示した表に基づいて、工具番号ごとに工具の使用部位の磨耗量を演算する。工具の使用部位の磨耗量は加工時間が大きく関係することから、工具の使用部位とその部位での加工時間に基づいて演算する。例えば、図１２の表において、これらの加工部位が同一の工具で加工されるものとすれば、ほぼ工具の全長を使用して加工しなければならない工具使用パターン▲１▼が、加工部位Ｂと加工部位Ｇとで合計１２分、工具の先端を使用して加工しなければならない工具使用パターン▲２▼が、加工部位Ｃと加工部位Ｆとで合計４分、工具のどの部分を使用しても加工できる工具使用パターン▲３▼が、加工部位Ａ、加工部位Ｄと加工部位Ｅとで合計９分であることがわかる。したがって、工具の先端を使用して加工しなければならない時間が１６分、工具の先端以外を使用して加工しなければならない時間が１２分、工具のどこかを使用して加工すればよい時間が９分である。磨耗量は、例えば、工具の先端以外を使用して加工しなければならない時間の１２分の間の磨耗量を１とし、他の部分の磨耗量を数値化することによって求める（Ｓ５１）。
【００２６】
上記の例を基準に磨耗量を演算すると、工具の先端の磨耗量は１６／１２＝１．３３、工具の先端以外の磨耗量は１２／１２＝１となる。したがって、工具のどこかを使用して加工すればよい加工部位における工具の使用部位を磨耗量が均一になるように振り分ける。
【００２７】
算出された磨耗量は工具の先端部分が大きいので、まず、加工部位Ａを加工する工具の使用部位を工具の先端以外の部分に設定する。この時点での工具の磨耗量は、先端部分が１６／１２＝１．３３、先端以外の部分が１５／１２＝１．２５となる、残りの加工部位はＣとＤであり、加工時間は両方とも３分であるので、加工部位Ｃを工具の先端部分で、また加工部位Ｄを工具の先端部分以外の部分で、それぞれ加工するように割り当てる。すると、工具の磨耗量は、先端部分が１９／１２＝１．５８、先端以外の部分が１８／１２＝１．５となり、工具の磨耗量はその使用部位でほぼ均一になる（Ｓ５２）。なお、工具の磨耗量をさらに正確に求めるには、工具の一回当たりの切削量も考慮する。切削量を考慮する場合には、切削量に応じた係数を割り当てておき、この係数を上記の磨耗量にかける。
【００２８】
以上のように、本発明によれば、同一工具であっても、加工部位ごとに異なる部分を使用して加工するようにしたため、工具の一部が偏って磨耗してしまうようなことが無くなり、工具の寿命を延ばすことができる。また、加工精度についても、工具が均一に磨耗することから、長時間に渡って高精度の加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる加工プログラム作成方法を実施する装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明にかかる加工プログラム作成方法の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明にかかる加工プログラム作成方法の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかる加工プログラム作成方法の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明にかかる加工プログラム作成方法の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明にかかる加工プログラム作成方法の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図８】金型ＣＡＤデータとして記憶されている金型の形状を示す図である。
【図９】工具をパターンに分ける処理の説明に供する図である。
【図１０】加工時間を演算する処理の説明に供する図である。
【図１１】加工時間を演算する処理の説明に供する図である。
【図１２】最終的に工具の使用部位を決定するための処理の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０…金型ＣＡＤデータ記憶部、
２０…工具データ記憶部、
３０…加工条件記憶部、
４０…加工プログラム作成部、
５０…加工プログラム記憶部。
【図１】
2004209577.tif 000003
【図２】
2004209577.tif 000004
【図３】
2004209577.tif 000005
【図４】
2004209577.tif 000006
【図５】
2004209577.tif 000007
【図６】
2004209577.tif 000008
【図７】
2004209577.tif 000009
【図８】
2004209577.tif 000010
【図９】
2004209577.tif 000011
【図１０】
2004209577.tif 000012
【図１１】
2004209577.tif 000013
【図１２】
2004209577.tif 000014