(57)【要約】【課題】平面加工による加工面の平面度を確保することが可能な加工基準位置決定方法を提供する。【解決手段】ワークの複数箇所の評価位置における基準加工面に対する面直方向への変位を算出し、当該変位の最大値が予め定められた平面度の規格値以下になるまで、３点の加工基準位置の修正と、修正後の加工基準位置によるワークの平面加工のシミュレーションとを繰り返し実施することにより、３点の加工基準位置を決定するので、当該決定された加工基準位置にてワークを３点支持して当該ワークを実加工することにより、加工面の平面度を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面加工されるワークの３点の加工基準位置を決定する方法であって、
ワークの３点の加工基準位置を読み込む入力ステップと、
ワークを現時点の３点の加工基準位置にて支持した状態における当該ワークの平面加工のシミュレーションを実施する模擬加工ステップと、
前記シミュレーションの結果に基づき、予め定められた複数箇所の評価位置について、ワークの基準加工面に対する面直方向への変位を算出する変位算出ステップと、
前記変位の最大値が、予め定められた平面度の規格値以下であるか否かを判定する第１判定ステップと、
前記第１判定ステップにおいて前記変位の最大値が前記平面度の規格値以下であると判定された場合、現時点の３点の加工基準位置を決定された加工基準位置として出力する出力ステップと、
前記第１判定ステップにおいて前記変位の最大値が前記平面度の規格値よりも大きいと判定された場合、前記３点の加工基準位置の内、前記変位が最大である評価位置から最短距離に位置する加工基準位置を、前記変位が最大である評価位置の近傍へ移動させて固定する第１修正ステップと、
前記第１修正ステップにおいて固定された加工基準位置と固定されていない２点の加工基準位置とを頂点とする三角形を形成し、当該三角形の全ての内角が、予め定められた角度以上であるか否かを判定する第２判定ステップと、
前記第２判定ステップにおいて、前記三角形の少なくとも１つの内角が前記角度よりも小さいと判定された場合、当該三角形の全ての内角が前記角度以上となるように、前記固定されていない２点の加工基準位置の内、少なくとも１点の加工基準位置を移動させる第２修正ステップと、
前記第２判定ステップにおいて前記三角形の全ての内角が前記角度以上であると判定された場合、又は前記第２修正ステップ完了後、前記ワークの基準加工面上に当該ワークの中心位置を原点とする直交座標を設定し、当該直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が同時に位置していないか否かを判定する第３判定ステップと、
前記第３判定ステップにおいて前記直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が位置していると判定された場合、前記直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が同時に位置しないように、前記直交座標の同一の象限に位置する２点の加工基準位置の内、前記第１修正ステップにおいて固定された加工基準位置を除く１点の加工基準位置を移動させた後、現時点の修正された３点の加工基準位置を頂点とする三角形を形成し、前記第２判定ステップへ戻り、当該三角形の全ての内角が前記予め定められた角度以上であるか否かを判定する第３修正ステップと、
前記第３判定ステップにおいて前記直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が同時に位置していないと判定された場合、前記模擬加工ステップへ戻り、修正された現時点の３点の加工基準位置にて支持した状態における当該ワークの平面加工のシミュレーションを実施する再加工ステップと、
を含むことを特徴とする加工基準位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工基準位置決定方法に関するもので、特に、平面加工されるワークの３点の加工基準位置を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面加工におけるワークの３点支持は、加工面の平面度を高める上で有効である。例えば、特許文献１に記載された支持方法は、比較的大型のワークの平面加工において、ワークを高さが固定された固定式支持体により３点支持し、次に、変位式支持体をワークの裏面に接触させるものである。当該支持方法では、エアシリンダの推力により上昇させた変位式支持体を、固定式支持体により３点支持されたワークに接触させるため、ワークに変位式支持体を接触させる前後で加工基準面の高さにずれが生じ、加工面の平面度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７５８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、平面加工による加工面の平面度を確保することが可能な加工基準位置決定方法を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の加工基準位置決定方法は、平面加工されるワークの３点の加工基準位置を決定する方法であって、ワークの３点の加工基準位置を読み込む入力ステップと、ワークを現時点の３点の加工基準位置にて支持した状態における当該ワークの平面加工のシミュレーションを実施する模擬加工ステップと、前記シミュレーションの結果に基づき、予め定められた複数箇所の評価位置について、ワークの基準加工面に対する面直方向への変位を算出する変位算出ステップと、前記変位の最大値が、予め定められた平面度の規格値以下であるか否かを判定する第１判定ステップと、前記第１判定ステップにおいて前記変位の最大値が前記平面度の規格値以下であると判定された場合、現時点の３点の加工基準位置を決定された加工基準位置として出力する出力ステップと、前記第１判定ステップにおいて前記変位の最大値が前記平面度の規格値よりも大きいと判定された場合、前記３点の加工基準位置の内、前記変位が最大である評価位置から最短距離に位置する加工基準位置を、前記変位が最大である評価位置の近傍へ移動させて固定する第１修正ステップと、前記第１修正ステップにおいて固定された加工基準位置と固定されていない２点の加工基準位置とを頂点とする三角形を形成し、当該三角形の全ての内角が、予め定められた角度以上であるか否かを判定する第２判定ステップと、前記第２判定ステップにおいて、前記三角形の少なくとも１つの内角が前記角度よりも小さいと判定された場合、当該三角形の全ての内角が前記角度以上となるように、前記固定されていない２点の加工基準位置の内、少なくとも１点の加工基準位置を移動させる第２修正ステップと、前記第２判定ステップにおいて前記三角形の全ての内角が前記角度以上であると判定された場合、又は前記第２修正ステップ完了後、前記ワークの基準加工面上に当該ワークの中心位置を原点とする直交座標を設定し、当該直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が同時に位置していないか否かを判定する第３判定ステップと、前記第３判定ステップにおいて前記直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が位置していると判定された場合、前記直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が同時に位置しないように、前記直交座標の同一の象限に位置する２点の加工基準位置の内、前記第１修正ステップにおいて固定された加工基準位置を除く１点の加工基準位置を移動させた後、現時点の修正された３点の加工基準位置を頂点とする三角形を形成し、前記第２判定ステップへ戻り、当該三角形の全ての内角が前記予め定められた角度以上であるか否かを判定する第３修正ステップと、前記第３判定ステップにおいて前記直交座標の同一の象限に２点以上の加工基準位置が同時に位置していないと判定された場合、前記模擬加工ステップへ戻り、修正された現時点の３点の加工基準位置にて支持した状態における当該ワークの平面加工のシミュレーションを実施する再加工ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、複数箇所の評価位置の変位の最大値が平面度の規格値以下となるように３点の加工基準位置を決定するので、決定された加工基準位置にてワークを３点支持することにより、平面加工における加工面の平面度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本実施形態の説明図であって、加工対象となるワークの平面図である。
【図３】本実施形態の説明図であって、現時点の３点の加工基準位置を頂点とする三角形を示す図である。
【図４】本実施形態の説明図であって、ワークの中心位置を原点とする直交座標を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。
ここでは、図２に示されるワーク１１を平面加工するときの３点の加工基準位置２１、２２、２３を、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）を使用して決定する方法を説明する。なお、ＣＡＥを駆使した解析の基本概念は当業者の熟知するところである。従って、明細書を簡潔に記載することを目的に、ＣＡＥのシステム概要、種々の機能、及び利用されるソフトウェア等の説明を省略する。
【０００９】
以下、図１に示されるフローチャートに基づき、加工対象となるワーク１１（図２参照）の加工基準位置２１、２２、２３を決定する手順、すなわち、ＣＡＥによる解析の流れを説明する。
（入力ステップ）
まず、データベースから、ワーク１１の加工基準位置２１、２２、２３を含む当該ワーク１１に関する種々の初期データを読み込む（図１におけるステップ１）。なお、図２においてグレースケールで示されるのは、当該ワーク１１の加工対象領域である。
【００１０】
（模擬加工ステップ）
次に、現時点の３点の加工基準位置２１、２２、２３にて支持されたワーク１１の平面加工のシミュレーションを実施する（図１におけるステップ２）。なお、当該シミュレーションでは、前述の入力ステップにて読み込まれた初期データの内、例えば、加工基準位置２１、２２、２３、ワーク１１の材料物性、ワーク１１のクランプ方法、加工に使用される工具、加工（切削）条件、工具軌跡等の各データが使用される。
【００１１】
（変位算出ステップ）
次に、前述の模擬加工ステップによるシミュレーションの結果に基づき、複数箇所の評価位置３１、３２、３３、３４（図２参照）についての、ワーク１１の基準加工面に対する面直方向への変位を算出する（図１におけるステップ３）。なお、複数箇所（本実施形態では４箇所）の評価位置３１、３２、３３、３４は、ワーク１１の加工対象領域上に設定される。また、複数箇所の評価位置３１、３２、３３、３４及び基準加工面のデータは、前述の入力ステップにて読み込まれた初期データに含まれる。さらに、基準加工面は、ワーク１１に設定された平面度が０に対応する幾何学的平面である。そして、本実施形態における面直方向とは、基準加工面に対して垂直な直線の方向である。
【００１２】
（第１判定ステップ）
次に、前述の変位算出ステップにおける算出結果に基づき、各評価位置３１、３２、３３、３４の内、変位が最大である評価位置（便宜的に「評価位置３２」とする）を特定する。そして、特定された評価位置３２の変位（便宜的に「変位の最大値」と称する）が、予め定められた平面度の規格値（本実施形態では「５０μｍ」）以下であるか否かを判定する（図１におけるステップ４）。なお、平面度の規格値は、前述の入力ステップにて読み込まれた初期データに含まれる。
【００１３】
（出力ステップ）
前述の第１判定ステップにおいて変位の最大値が平面度の規格値以下であると判定された場合（図１におけるステップ４のＹＥＳ）、現時点の３点の加工基準位置２１、２２、２３を決定された加工基準位置２１、２２、２３として出力する（図１におけるステップ５）。
【００１４】
（第１修正ステップ）
一方、第１判定ステップにおいて変位の最大値が平面度の規格値以下でない、すなわち、変位の最大値が平面度の規格値よりも大きいと判定された場合（図１におけるステップ４のＮＯ）、前述の入力ステップにて読み込まれた各加工基準位置２１、２２、２３の内、変位が最大である評価位置３２から最短距離に位置する加工基準位置（便宜的に「加工基準位置２１」とする）を、加工基準位置に設定可能な範囲（領域）内で、当該評価位置３２の近傍へ移動させて固定する（図１におけるステップ６）。なお、当該第１修正ステップにて固定された移動後（修正後）の加工基準位置２１（図３参照）を、便宜的に「固定された加工基準位置２４」と称する。
【００１５】
（第２判定ステップ）
次に、図３に示されるように、現時点の３点の加工基準位置２４、２２、２３、すなわち、前述の第１修正ステップにおいて固定された加工基準位置２４と固定されていない２点の加工基準位置２２、２３とを頂点とする三角形１２を形成し、当該三角形１２の全ての内角θ１、θ２、θ３が、予め定められた角度θＳ（本実施形態では「０＜θＳ≦６０°」）以上であるか否かを判定する（図１におけるステップ７）。なお、予め定められた角度θＳ（便宜的に「基準角度θＳ」と称する）は、前述の入力ステップにて読み込まれた初期データに含まれる。
【００１６】
（第２修正ステップ）
前述の第２判定ステップにおいて三角形１２の全ての内角θ１、θ２、θ３が基準角度θＳ以上でない、すなわち、三角形１２の各内角θ１、θ２、θ３の内、少なくとも１つの内角が基準角度θＳよりも小さいと判定された場合（図１におけるステップ７のＮＯ）、当該三角形１２の全ての内角θ１、θ２、θ３が基準角度θＳ以上となるように、固定されていない２点の加工基準位置２２、２３の内、少なくとも１点の加工基準位置を移動させる（図１におけるステップ８）。
【００１７】
（第３判定ステップ）
前述の第２判定ステップにおいて三角形１２の全ての内角θ１、θ２、θ３が基準角度θＳ以上であると判定された場合（図１におけるステップ７のＹＥＳ）、又は前述の第２修正ステップ完了後、図４に示されるように、ワーク１１の基準加工面（ワーク１１の平面視）上に、当該ワーク１１の中心位置Ｃを原点とする直交座標Ｒを設定し、当該直交座標Ｒの各象限Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の内、同一の象限に２点以上の加工基準位置（２４、２２、２３）が同時に位置していないか否かを判定する（図１におけるステップ９）。
【００１８】
（第３修正ステップ）
前述の第３判定ステップにおいて直交座標Ｒの同一の象限（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）に２点以上の加工基準位置（２４、２２、２３）が位置していると判定された場合（図１におけるステップ９のＮＯ）、直交座標Ｒの同一の象限（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）に２点以上の加工基準位置（２４、２２、２３）が同時に位置しないように、直交座標Ｒの同一の象限に位置する２点の加工基準位置の内、前述の第１修正ステップにおいて固定された加工基準位置２４を除く１点の加工基準位置を移動させた後（図１におけるステップ１０）、現時点の３点の加工基準位置２４、２２、２３を頂点とする三角形１２を形成し、前述の第２判定ステップへ戻り、当該三角形１２の全ての内角θ１、θ２、θ３が基準角度以上であるか否かを判定する（図１におけるステップ７へ戻る）。
【００１９】
（再加工ステップ）
前述の第３判定ステップにおいて直交座標Ｒの同一の象限（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）に２点以上の加工基準位置（２４、２２、２３）が同時に位置していないと判定された場合（図１におけるステップ９のＹＥＳ）、前述の模擬加工ステップへ戻り、修正された現時点の加工基準位置２４、２２、２３にて３点支持されたワーク１１の平面加工のシミュレーションを実施する（図１におけるステップ２へ戻る）。
以降、前述の第１判定ステップにおいて変位の最大値が平面度の規格値以下であると判定されるまで（図１におけるステップ４のＹＥＳ）、前述のルーチンを繰返し実施する。
【００２０】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、ワークの複数箇所の評価位置における基準加工面に対する面直方向への変位を算出し、当該変位の最大値が予め定められた平面度の規格値以下になるまで、３点の加工基準位置の修正と、修正後の加工基準位置によるワークの平面加工のシミュレーションとを繰り返し実施することにより、３点の加工基準位置を決定するので、当該決定された加工基準位置にてワークを３点支持して当該ワークを実加工することにより、加工面の平面度を確保することができる。
また、前述の特許文献１に記載された支持方法のように、複数セットのエアシリンダ及び空圧回路を設ける必要がないので、ワークの支持構造をシンプルに構成することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１１  ワーク、１２  三角形、２１、２２、２３  加工基準位置、２４  固定された加工基準位置、３１、３２、３３、３４  評価位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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