(57)【要約】【課題】正面フライスの粗加工時などに於ける、工具のカッタチップと被削材の衝突による力の集中に起因するチッピングを抑制する数値制御装置を提供すること。【解決手段】本発明の数値制御装置は、工具の工具径および工具が備えるカッタチップの数を含む工具情報を記憶する工具記憶部と、カッタチップの使用可能範囲と、該カッタチップの使用可能範囲における各位置での使用頻度を含むカッタチップ情報を記憶するカッタチップ情報記憶部と、被削材の形状を示す被削材形状データを記憶する被削材形状データ記憶部と、工具情報と、加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、被削材形状データと、カッタチップ情報とに基づいて、カッタチップ上の各位置における被削材との衝突回数がカッタチップ情報に含まれる使用頻度に従うように、工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する補正部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を回転するための主軸と駆動機構とによって被削材と工具とを相対的に移動して加工を行う機械を、工具中心の移動経路を指定する加工プログラムに基づいて制御する数値制御装置において、
前記工具の工具径および工具が備えるカッタチップの数を含む工具情報を記憶する工具記憶部と、
前記カッタチップの使用可能範囲と、該カッタチップの使用可能範囲における各位置での使用頻度を含むカッタチップ情報を記憶するカッタチップ情報記憶部と、
前記被削材の形状を示す被削材形状データを記憶する被削材形状データ記憶部と、
前記工具情報と、前記加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、前記被削材形状データと、前記カッタチップ情報とに基づいて、前記カッタチップ上の各位置における前記被削材との衝突回数が前記使用頻度に従うように、前記工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する補正部と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記カッタチップと前記被削材との衝突角度であるエンゲージ角の使用可能範囲と、該エンゲージ角の使用可能範囲における各エンゲージ角での使用頻度を含むエンゲージ角情報を記憶するエンゲージ角情報記憶手段を更に備え、
前記補正手段は、前記工具情報と、前記加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、前記被削材形状データと、前記エンゲージ角情報とに基づいて、前記カッタチップの各エンゲージ角における前記被削材との衝突回数が前記使用頻度に従うように、前記工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する補正部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載された数値制御装置。
【請求項３】
切削中の主軸負荷電流の最大許容値である主軸負荷電流許容値を記憶する主軸負荷電流許容値記憶部を備え、
前記補正部によって補正した補正工具経路を実加工中の主軸負荷電流値を取得して、該主軸負荷電流値と前記主軸負荷電流許容値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記補正工具経路を更に補正する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載された数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置に関し、特に工具のカッタチップと被削材の衝突位置を制御する数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
正面フライスの粗加工などにおいて、被削材にカッタチップが食い付く角（エンゲージ角）が大きすぎると、カッタチップが被削材に食付く際の切粉の厚さが薄くなり、被削材が弾性変形するため、カッタチップの刃先に大きな力が加わり、チッピングが起こり易くなる。一方、エンゲージ角が小さすぎる場合、カッタチップが被削材に食付く際の切粉の厚さが厚くなり、カッタチップへの衝撃が大きくなるため、同様にチッピングが起こり易くなる。そこで、工具寿命を延ばすためには、エンゲージ角がチッピングを起こし難い適切な範囲に収まるように留意して、工具中心経路をプログラミングする必要がある。
【０００３】
従来、工具のカッタチップの摩耗や損傷を低減するための技術は幾つか提案されている。例えば、特許文献１では、工具による切りくず部分の２つの幾何的変数である切削前の最大切りくず厚さと切削円弧長を、送り経路の全域に亘って常に一定の値となるように幾何的拘束を与えて送り経路を作成し、切削抵抗を一定にすることで、工具の摩耗や損傷を低減する方法を開示している。また、特許文献２，３などでは、切削抵抗と送り速度を一定にする加工方法として、エンゲージ角を一定に保つ工具経路を生成する加工法が開示されている。更に、切削抵抗を検出して、送り速度や主軸速度を制御する方法（特許文献４，５など）や、切削抵抗を一定にするために、送り速度や主軸速度を制御する方法（特許文献６，７など）が開示されている。
【０００４】
これらの従来技術では、専ら切削抵抗や送り速度を一定にすることで、工具の摩耗や損傷を抑える方法が開示されている。これらの従来技術を適用することで、先に説明したエンゲージ角が、過大又は過小になることなく、工具のカッタチップと被削材とが良好な位置で食い付く（衝突する）ようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７０３３３号公報
【特許文献２】特開２００５−０５０２５５号公報
【特許文献３】特開２００３−２６３２０８号公報
【特許文献４】特許第４５６８８８０号公報
【特許文献５】特許第４９２３１７５号公報
【特許文献６】特開２００２−２３３９３０号公報
【特許文献７】特開２００４−３３０３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら従来技術を用いたとしても、カッタチップのチッピングが解消されない場合がある。例えば、図１８は、１刃当たりの送り量を一定にすることで、切削抵抗を一定に保った加工を行う例である。この例では被削材と工具のカッタチップが衝突するＰｎ点は、カッタチップ上の特定の位置となる。このような加工では、被削材が、工具のカッタチップと衝突する位置が一定となることで、カッタチップの特定の位置に衝突時の力が集中し、カッタチップのチッピングの原因となることがある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、正面フライスの粗加工時などに於ける、工具のカッタチップと被削材の衝突による力の集中に起因するチッピングを抑制する数値制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、工具情報と被削材の形状情報とカッタチップの使用範囲と使用頻度に基づき、プログラミングされた工具中心経路を補正する手段と、主軸負荷電流と予め指定した主軸負荷電流の許容値に基づき、工具中心経路を補正する手段を数値制御装置に設けることで、上記問題を解決する。
【０００９】
そして、本願の請求項１に係る発明は、工具を回転するための主軸と駆動機構とによって被削材と工具とを相対的に移動して加工を行う機械を、工具中心の移動経路を指定する加工プログラムに基づいて制御する数値制御装置において、前記工具の工具径および工具が備えるカッタチップの数を含む工具情報を記憶する工具記憶部と、前記カッタチップの使用可能範囲と、該カッタチップの使用可能範囲における各位置での使用頻度を含むカッタチップ情報を記憶するカッタチップ情報記憶部と、前記被削材の形状を示す被削材形状データを記憶する被削材形状データ記憶部と、前記工具情報と、前記加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、前記被削材形状データと、前記カッタチップ情報とに基づいて、前記カッタチップ上の各位置における前記被削材との衝突回数が前記使用頻度に従うように、前記工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する補正部と、を備えることを特徴とする数値制御装置である。
【００１０】
本願の請求項２に係る発明は、前記カッタチップと前記被削材との衝突角度であるエンゲージ角の使用可能範囲と、該エンゲージ角の使用可能範囲における各エンゲージ角での使用頻度を含むエンゲージ角情報を記憶するエンゲージ角情報記憶手段を更に備え、前記補正手段は、前記工具情報と、前記加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、前記被削材形状データと、前記エンゲージ角情報とに基づいて、前記カッタチップの各エンゲージ角における前記被削材との衝突回数が前記使用頻度に従うように、前記工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する補正部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載された数値制御装置である。
【００１１】
本願の請求項３に係る発明は、切削中の主軸負荷電流の最大許容値である主軸負荷電流許容値を記憶する主軸負荷電流許容値記憶部を備え、前記補正部によって補正した補正工具経路を実加工中の主軸負荷電流値を取得して、該主軸負荷電流値と前記主軸負荷電流許容値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記補正工具経路を更に補正する、ことを特徴とする請求項１または２に記載された数値制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、正面フライスの粗加工時などに於ける、工具のカッタチップと被削材の衝突による力が、カッタチップの特定の位置に集中することを回避し、力の集中によるチッピングを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における正面フライス加工での工具中心経路の補正について説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における数値制御装置の概略構成図である。
【図３】カッタチップを備えた工具の工具情報について説明する図である。
【図４】カッタチップ情報について説明する図である。
【図５】工具の正面フライス加工における切り込み時の各パラメータについて説明する図である。
【図６】工具中心位置の補正の下端位置と上端位置について説明する図である。
【図７】工具中心位置の補正範囲について説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における補正点について説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における数値制御装置上で実行される処理のフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態における数値制御装置上で実行される処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態における補正点とカッタチップ上の位置を記憶するテーブルについて説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における数値制御装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における補正方法について説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態における補正方法について説明する図である。
【図１５】主軸負荷電流の許容値について説明する図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態における数値制御装置の概略構成図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態における数値制御装置上で実行される処理のフローチャートである。
【図１８】従来技術における問題について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明では、カッタチップを備えた工具を使用した正面フライス加工において、図１に示すように、プログラムされた工具中心経路からみて垂直方向に工具位置を補正することで、カッタチップと被削材との衝突位置がカッタチップの特定の位置に集中しないようにする。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態では、正面フライス加工に使用するカッタチップを備えた工具に係る情報と、被削材の形状情報と、カッタチップの使用範囲に係る情報とに基づいて、カッタチップと被削材との衝突位置がカッタチップの特定の位置に集中しない工具経路を生成する数値制御装置を提供する。
【００１６】
図２は、本実施形態における数値制御装置の概略構成図である。本実施形態の数値制御装置１は、指令解析部２、補間部３、各軸用の加減速部４ｘ，４ｙ、補正部５、各軸用サーボ６ｘ，６ｙを備えている。
【００１７】
指令解析部２は、加工プログラム１０のブロックを解析し、各軸の移動に用いられるデータを生成する。補間部３は、指令解析部２から出力されたデータに対して補間処理を実行し、各軸について指令経路上の点を補間周期で補間計算した補間データを生成する。
【００１８】
各軸用の加減速部４ｘ，４ｙは、補間部３が生成した補間データに基づいて加減速処理を実行し、補間周期毎の各軸の速度を算出し結果データを補正部５へと出力する。
補正部５は、後述する手順に従って、工具情報１１、カッタチップ情報１２、および被削材形状データ１３を用いて、補間データの補正を実行する。
そして、各軸用のサーボ６ｘ，６ｙは、補正部５により補正された結果に基づいて機械の各軸を駆動するサーボモータを制御する。
なお、図においては主軸の回転制御を行なうスピンドル制御部などの構成については省略している。
【００１９】
以下では、補正部５が実行する工具中心経路の補正の手順について説明する。
図３は、正面フライス加工に使用するカッタチップを備えた工具の概略図である。また、図４は、工具が備えるカッタチップの概略図である。本実施形態では、正面フライス加工に使用する工具の工具情報として、工具の直径である工具径Ｒと、工具中心からカッタチップの基準位置までの距離Ｄを用いる。また、工具のカッタチップ情報として、カッタチップの使用可能範囲Ｌ0とＬ１、および、その使用可能範囲内における各位置での使用頻度（カッタチップの基準位置からの距離Ｃｄｐi（ｉ＝０〜ｍ）の位置Ｃｐi（ｉ＝０〜ｍ）における使用頻度）を用いる。
カッタチップの使用可能範囲Ｌ0とＬ1は、カッタチップの仕様（材質、硬度、形状など）に基づいてあらかじめ定めておく。また、カッタチップの使用可能範囲内における各位置での使用頻度は、あらかじめカッタチップの各位置における耐久実験を行い、その耐久実験の結果からカッタチップの各位置に於ける使用頻度を決定する。
【００２０】
工具情報およびカッタチップ情報は、数値制御装置の入力手段などを使って入力され、数値制御装置のメモリに格納され、工具中心経路を指定する加工プログラムと、被削材の形状データについても同様に、数値制御装置の入力手段などを使って入力され、数値制御装置のメモリへと格納される。
【００２１】
次に、上記情報を記憶した本実施形態の数値制御装置は、加工プログラムに基づく正面フライス加工において、図５に示すように、加工プログラムによりプログラムされた工具中心経路から求まる工具中心Ｇn-1を中心とする工具径Ｒの円（図５における、点線で描画された円）と、被削材形状データの交点であるカッタチップ１刃当たりの切込み量ｄだけ進んだ工具中心Ｇnでのカッタチップと被削材の衝突位置Ｐnを求める。このとき、被削材の食いつき側の縁と、工具中心Ｇnからカッタチップの衝突位置Ｐnへ結んだ線とが為す角をエンゲージ角θ（食い付き角）という。
【００２２】
上記計算の後に、本実施形態の数値制御装置は、図６（ａ）に示すように、カッタチップの下端（工具中心位置から距離Ｄ＋Ｌ0の位置）と被削材に衝突するように工具中心位置を工具中心経路と垂直方向に補正した場合と、図６（ｂ）に示すように、カッタチップの上端（工具中心位置から距離Ｄ−Ｌ1の位置）と被削材に衝突するように工具中心位置を工具中心経路と垂直方向に補正した場合の各パラメータを算出する。そして、図７に示すように、工具情報に含まれる工具中心からカッタチップの基準位置までの距離Ｄと、カッタチップ情報に含まれるカッタチップの使用可能範囲Ｌ0とＬ1とに基づいて、カッタチップの使用可能範囲の下端の距離Ｄ0（＝Ｄ＋Ｌ0）、上端の距離Ｄ1（＝Ｄ−Ｌ1）、下端位置でのエンゲージ角θ0、上端でのエンゲージ角θ1を用いて、補正範囲ωを求める。
【００２３】
数値制御装置は、この補正範囲ωの範囲で工具中心経路を工具経路に対して垂直方向に補正するが、このとき、カッタチップの使用可能範囲での使用頻度と補正範囲ω内のカッタチップ上の位置を対応付け、補正を行う。すなわち、カッタチップ上の位置Ｃｐ0に対する使用頻度Ｋ0、Ｃｐ1に対する使用頻度Ｋ1、Ｃｐmに対する使用頻度Ｋmとした場合、数値制御装置はＣｐ0、Ｃｐ1、…Ｃｐmにおける衝突回数の比がＫ0：Ｋ1：…：Ｋmになるように工具中心経路を生成する。このようにすることで、工具中心経路は図１に示すように補正される。
【００２４】
このとき、数値制御装置は、前記カッタチップ上の位置Ｃｐi（ｉ＝０〜ｍ）における、前記衝突回数の比（Ｋ0：Ｋ1：…：Ｋm）から、図８に示す各補正点（工具中心Ｇn）で補正に使用するカッタチップ上の位置Ｃｐiを決定する。前記で決定した工具中心Ｇnにおいて補正に使用するカッタチップ上の位置Ｃｐiのカッタチップの基準位置からの距離Ｃｄｐiと、工具中心Ｇnと工具カッタチップとワークの衝突位置間の距離Ｌnの関係は以下の通りとなる。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
図９は、本実施形態において数値制御装置上で実行される処理のフローチャートである。なお、本処理の実行に先立って、数値制御装置のメモリには工具情報、カッタチップ情報、加工プログラム、および被削材の形状データが記憶されているものとする。
【００２７】
●［ステップＳＡ０１］メモリ内に格納されたデータを使って、工具中心位置Ｇn-1を中心とする工具径Ｒの円と、被削材の交点を演算し、工具のカッタチップと被削材の衝突位置Ｐnを得る。
●［ステップＳＡ０２］メモリ内に格納されたデータを使って、工具中心からカッチップの基準位置までの距離Ｄと、カッタチップ情報のカッタチップの使用可能範囲Ｌ0とＬ1とを使って、カッタチップの使用可能範囲の下端の距離Ｄ0（＝Ｄ＋Ｌ0）と上端の距離Ｄ1（＝Ｄ−Ｌ1）を求め、補正範囲ωを演算する。
【００２８】
●［ステップＳＡ０３］メモリ内に格納されたカッタチップ上の位置Ｃｐiに対する頻度Ｋiを使って、前記補正範囲ω上でのＣｐiに対応する頻度Ｋiを決定する。
●［ステップＳＡ０４］工具中心経路全体に渡る工具中心位置Ｇnの位置を、前記補正範囲ωの範囲で、補正範囲ω内の各点が、前記Ｋiになるように、工具中心Ｇnを補正する。
【００２９】
また、図１０は、本実施形態において数値制御装置上で実行される工具中心Ｇnの補正に使用するカッタチップ上の位置Ｃｐiを求める処理のフローチャートである。工具中心Ｇnの補正に使用するカッタチップ上の位置Ｃｐiは、図１０のフローチャートに従って決定する。なお、図８に示した工具中心経路の始点と終点の距離Ｍと、カッタチップ１刃当たりの切込み量ｄから、工具中心経路上の補正点の総個数Ｅ（Ｇ0からＧm）は、以下の数２式で求められる。
【００３０】
【数２】
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【００３１】
カッタチップ上の位置Ｃｐiを使用して補正を行う回数はＥ×Ｋi回となる。フローチャート内にある、工具中心経路上でカッタチップの位置Ｃｐiを使用して補正を行う間隔ＩＮＴＶＡＬiは、補正点の総個数Ｅを、補正を行う回数Ｅ×Ｋiで除算した数（使用頻度Ｋiの逆数）とする。
【００３２】
●［ステップＳＢ０１］補正点（工具中心）の個数分、ステップＳＢ０２〜ＳＢ１０までの処理を繰り返す。
●［ステップＳＢ０２］カッタチップ上の位置の個数分、ステップＳＢ０３〜ＳＢ０９までの処理を繰り返す。
●［ステップＳＢ０３］カッタチップ上の位置Ｃｐiを使用する間隔を判定するためのカウンタＣＯＵＮＴiへ１を加えて更新する。
【００３３】
●［ステップＳＢ０４］カッタチップ上の位置Ｃｐiを使用する間隔ＩＮＴＶＡＬiと、前記ＣＯＵＮＴiを比較し、ＩＮＴＶＡＬiとＣＯＵＮＴiが等しい場合には、ステップＳＢ０５へ分岐する。ＩＮＴＶＡＬiとＣＯＵＮＴiが等しくない場合には、ステップＳＢ０９へ分岐する。
●［ステップＳＢ０５］工具中心Ｇjで補正に使用するカッタチップ上の位置と、Ｃｐiを、図１１で示すようなテーブルとして数値制御装置１の図示しないメモリへ記憶する。
●［ステップＳＢ０６］カッタチップ上の位置Ｃｐiを使用する間隔を判定するためのカウンタＣＯＵＮＴiへ０セットしてクリアする。
【００３４】
●［ステップＳＢ０７］補正点個数ループカウンタｊに１を加えて更新する。
●［ステップＳＢ０８］補正点個数ループカウンタｊと工具中心経路上の補正点の総個数Ｅを比較し、ｊがＥ未満の場合には、ステップＳＢ０９へ分岐する。ｊがＥ以上の場合には、終了へ分岐する。
●［ステップＳＢ０９］カッタチップ上の位置個数ループのカウンタｉに１を加えて更新し、ｉがカッタチップ上の位置の総数ｍ＋１未満の場合には、ステップＳＢ０２へ分岐する。ｉがｍ＋１以上の場合には、ステップＳＢ１０へ分岐する。
●［ステップＳＢ１０］補正点個数ループのカウンタｊに１を加えて更新し、ｊが工具中心経路上の補正点の総個数Ｅ未満の場合には、ステップＳＢ０１へ分岐する。ｊがＥ以上の場合には、終了へ分岐する。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、カッタチップ上の各位置における衝突回数の比が設定された衝突頻度となるように工具中心経路を補正していた。本実施形態では、カッタチップの使用可能範囲Ｌ0とＬ1、およびその使用可能範囲内における各位置での使用頻度に代わって、図６で示したエンゲージ角θ0とエンゲージ角θ1とをエンゲージ角の許容範囲として用いる例を示す。
【００３６】
図１２は、本実施形態における数値制御装置の概略構成図である。本実施形態の数値制御装置１は、カッタチップ情報１２に代えて、エンゲージ角の許容範囲と、各エンゲージ角における使用頻度の情報を含むエンゲージ角情報１４を記憶している点で第１の実施形態と異なる。
【００３７】
エンゲージ角の許容範囲は、数値制御装置１の図示しない入力手段などを使って入力され、数値制御装置１の図示しないメモリに格納される。また、この時エンゲージ角の許容範囲における各エンゲージ角の使用頻度も、数値制御装置１の図示しない入力手段などから受け付け、数値制御装置１の図示しないメモリに格納する。エンゲージ角の使用可能範囲内における各エンゲージ角での使用頻度は、あらかじめカッタチップの各エンゲージ角における耐久実験を行い、その耐久実験の結果からカッタチップの各エンゲージ角における使用頻度を決定しておく。
【００３８】
数値制御装置１は、このエンゲージ角θ0とθ1と、工具中心Ｇnと衝突位置Ｐnの距離から、補正範囲ωを求める。数値制御装置１は、この補正範囲ωの範囲で工具中心経路を補正するが、このとき、エンゲージ角の許容範囲と、カッタチップの特性により予め定めたカッタチップ上の位置に対する使用頻度とを、補正範囲ωに対応付け補正を行う。すなわち、エンゲージ角θp0に対する使用頻度Ｋ0、θp1に対する使用頻度Ｋ1、θpmに対する使用頻度Ｋmとした場合、数値制御装置１は、θp0、θp1、…θpmに於ける衝突回数の比がＫ0：Ｋ1：…：Ｋmになるように工具中心経路を生成する。このときの工具中心とカッタチップの衝突位置までの距離をＬnとすると、図１３に示すように、工具中心位置がＯn-1からＯnへ送り量ｄだけ移動するとき、ｎ回目のワークと工具カッタチップの衝突位置は、工具中心からの距離Ｌnとワーク形状の外形線Ｓと工具径Ｄとの交点位置Ｐn-1（Ｐｘn-1，Ｐｙn-1）となる。
このとき、工具中心の補正位置Ｏ’n（Ｏ’ｘn，Ｏ’ｙn）は、以下の数３式で求めることができる。
【００３９】
【数３】
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【００４０】
このようにして、本実施形態の数値制御装置１が備える補正部５は、エンゲージ角情報１４に基づいて工具中心経路の補正を行う。他の動作については第１の実施形態と同様である。
【００４１】
＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態、又は第２の実施形態で示した数値制御装置１において生成された工具中心経路を更に補正する方法を示す。
【００４２】
正面フライス加工では、被削材の不均一性から、工具のカッタチップが被削材に衝突する際の力が、大きくなることがある。図１４は、エンゲージ角と工具のカッタチップが被削材に衝突する際の被削材の切粉の厚さについて説明する図である。エンゲージ角θSで被削材に衝突するカッタチップＳに比べて、エンゲージ角θLで被削材に衝突するカッタチップＬの方が、衝突時の切粉の厚さが小さい為、衝撃が少ない。
【００４３】
図１５は、被削材の不均一性による主軸負荷電流のピーク値の変化を表している。本実施形態では、工具中心経路を補正することで、補正後の主軸負荷電流のピーク値が、予め指定しておいた主軸負荷電流値の許容値以内に収まるようにする。
【００４４】
本実施形態では、工具のカッタチップが被削材に衝突する際の主軸負荷電流値を監視し、主軸負荷電流値が予め指定した主軸負荷電流の許容値を超える場合、エンゲージ角が大きくなるように工具中心経路を補正し、工具のカッタチップが被削材に衝突する際の力が、予め指定した主軸負荷電流の許容値以内になるようにすることで、工具のカッタチップのチッピングの発生を抑制する方法を開示する。
【００４５】
本実施形態の数値制御装置１では、上記した主軸負荷電流の許容値αを、数値制御装置１の図示しない入力手段などにより設定できるようにしておく。また、工具中心経路を補正する際の１回の補正幅εを、同様に数値制御装置１の図示しない入力手段などにより設定できるようにしておく。設定された主軸負荷電流の許容値α、および工具中心経路を補正する際の１回の補正幅εは、数値制御装置１のメモリへ格納する（図１６）。
【００４６】
本実施形態の数値制御装置１は、加工プログラムに基づく正面フライス加工が始まると、主軸負荷電流値を監視し、周期的に現れる主軸負荷電流のピーク値を取得し、予め指定した期間内での主軸負荷電流のピーク値の平均値γを演算する。次に、演算した平均値γを、前記主軸負荷電流の許容値αと比較し、平均値γが許容値αを超えた場合には、工具中心経路を前記１回の補正幅εだけ補正する。ただし、補正した結果のエンゲージ角θnが、第１の実施形態で示したエンゲージ角θ1を超える場合には、エンゲージ角θ1で補正をクランプする。一方、演算した平均値γが、許容値α以内にある場合には、補正をキャンセルする。数値制御装置１は、この補正処理を実加工中に周期的に繰り返す。
【００４７】
図１７は、本実施形態において数値制御装置１上で実行される処理のフローチャートである。なお、本処理の実行に先立って、数値制御装置１の図示しないメモリには主軸負荷電流の許容値α、および工具中心経路を補正する際の１回の補正幅εが記憶されているものとする。
【００４８】
●［ステップＳＣ０１］実加工が行われているか否かを判定する。実加工が行われている場合にはステップＳＣ０２へ進み、実加工が行われていない場合には本処理を終了する。
●［ステップＳＣ０２］主軸への電力供給線に設けられた電流計などから主軸負荷電流値を取得する。
【００４９】
●［ステップＳＣ０３］主軸負荷電流値のピーク値が取得されたか否かを判定する。ピーク値が取得された場合には、ステップＳＣ０４へ進み、取得されなかった場合にはステップＳＣ０１へ戻る。
●［ステップＳＣ０４］予め指定した期間内で取得された主軸負荷電流値のピーク値に基づいて、主軸負荷電流値のピーク値の平均値γを算出する。
●［ステップＳＣ０５］主軸負荷電流値のピーク値の平均値γが許容値αよりも大きいか否かを判定する。平均値γが許容値αよりも大きい場合にはステップＳＣ０６へ進み、そうでない場合にはステップＳＣ１０へ進む。
【００５０】
●［ステップＳＣ０６］工具中心経路を補正する際の１回の補正幅εを用いて工具中心経路を補正する。
●［ステップＳＣ０７］補正後の工具中心経路の工具中心位置Ｇnでのエンゲージ角θnを算出する。
●［ステップＳＣ０８］エンゲージ角θnが、カッタチップの使用可能範囲の上端が被削材に衝突した際のエンゲージ角θ1よりも大きいか否かを判定する。エンゲージ角θnがエンゲージ角θ1よりも大きい場合にはステップＳＣ０９へ進み、そうでない場合にはステップＳＣ０１へ戻る。
●［ステップＳＣ０９］エンゲージ角がθ1になるように工具中心経路を補正し、ステップＳＣ０１へ戻る。
【００５１】
●［ステップＳＣ１０］補正実行中であるか否かを判定する。補正を実行中であればステップＳＣ１１へ進み、そうでない場合にはステップＳＣ０１へ戻る。
●［ステップＳＣ１１］実行中の補正をキャンセルし、ステップＳＣ０１へ戻る。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例にのみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  数値制御装置
２  指令解析部
３  補間部
４ｘ  Ｘ軸用加減速部
４ｙ  Ｙ軸用加減速部
５  補正部
６ｘ  Ｘ軸用サーボ
６ｙ  Ｙ軸用サーボ
１０  加工プログラム
１１  工具情報
１２  カッタチップ情報
１３  被削材形状データ
１４  エンゲージ角情報
１５  主軸負荷電流の許容値α
１６  １回の補正幅ε
【図２】
2017068586.tif 000006
【図９】
2017068586.tif 000007
【図１０】
2017068586.tif 000008
【図１１】
2017068586.tif 000009
【図１２】
2017068586.tif 000010
【図１６】
2017068586.tif 000011
【図１７】
2017068586.tif 000012
【図１】
2017068586.tif 000013
【図３】
2017068586.tif 000014
【図４】
2017068586.tif 000015
【図５】
2017068586.tif 000016
【図６】
2017068586.tif 000017
【図７】
2017068586.tif 000018
【図８】
2017068586.tif 000019
【図１３】
2017068586.tif 000020
【図１４】
2017068586.tif 000021
【図１５】
2017068586.tif 000022
【図１８】
2017068586.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月13日(2016.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2017068586.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月5日(2016.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本願の請求項２に係る発明は、前記カッタチップと前記被削材との衝突角度であるエンゲージ角の使用可能範囲と、該エンゲージ角の使用可能範囲における各エンゲージ角での使用頻度を含むエンゲージ角情報を記憶するエンゲージ角情報記憶部を更に備え、前記補正部は、前記工具情報と、前記加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、前記被削材形状データと、前記エンゲージ角情報とに基づいて、前記カッタチップの各エンゲージ角における前記被削材との衝突回数が前記使用頻度に従うように、前記工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載された数値制御装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
●［ステップＳＡ０１］メモリ内に格納されたデータを使って、工具中心位置Ｇn-1を中心とする工具径Ｒの円と、被削材の交点を演算し、工具のカッタチップと被削材の衝突位置Ｐnを得る。
●［ステップＳＡ０２］メモリ内に格納されたデータを使って、工具中心からカッタチップの基準位置までの距離Ｄと、カッタチップ情報のカッタチップの使用可能範囲Ｌ0とＬ1とを使って、カッタチップの使用可能範囲の下端の距離Ｄ0（＝Ｄ＋Ｌ0）と上端の距離Ｄ1（＝Ｄ−Ｌ1）を求め、補正範囲ωを演算する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【数３】
2017068586.tif 000025
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記カッタチップと前記被削材との衝突角度であるエンゲージ角の使用可能範囲と、該エンゲージ角の使用可能範囲における各エンゲージ角での使用頻度を含むエンゲージ角情報を記憶するエンゲージ角情報記憶部を更に備え、
前記補正部は、前記工具情報と、前記加工プログラムにより指定される工具中心移動経路と、前記被削材形状データと、前記エンゲージ角情報とに基づいて、前記カッタチップの各エンゲージ角における前記被削材との衝突回数が前記使用頻度に従うように、前記工具中心経路を補正した補正工具経路を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載された数値制御装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2017068586.tif 000026
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2017068586.tif 000027