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REAL CUTTING DISTANCE CALCULATION METHOD FOR ROTARY TOOL, COMPUTER PROGRAM FOR REAL CUTTING DISTANCE CALCULATION, CUTTING FORCE PREDICTION METHOD, AND TOOL PATH CORRECTION DEVICE meetings achieved

Patent code P160013583
Posted date Dec 28, 2016
Application number P2011-190591
Publication number P2013-054431A
Patent number P5804367
Date of filing Sep 1, 2011
Date of publication of application Mar 21, 2013
Date of registration Sep 11, 2015
Inventor
  • (In Japanese)西川 隆敏
  • (In Japanese)菊田 敬一
  • (In Japanese)筒本 隆博
Applicant
  • (In Japanese)広島県
Title REAL CUTTING DISTANCE CALCULATION METHOD FOR ROTARY TOOL, COMPUTER PROGRAM FOR REAL CUTTING DISTANCE CALCULATION, CUTTING FORCE PREDICTION METHOD, AND TOOL PATH CORRECTION DEVICE meetings achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a real cutting distance to be calculated with high accuracy even for a large sized cutting object.
SOLUTION: A real cutting distance calculation method for a rotary tool is used for calculating a real cutting distance of a rotary tool which cuts a cutting object. The method includes: a data input step for inputting a shape of the cutting object before cutting by the tool, a shape of a cutting edge of the tool, and predetermined data including information of a moving path by feeding the tool; a minute cutting edge forming step C1 for, after the data input step, dividing the cutting edge of the tool virtually into a plurality of minute edges to form virtual minute cutting edges; and real cutting distance calculation steps C4-C8 for determining whether or not the cutting object is cut each time the virtual minute cutting edges rotate by a prescribed minute fixed angle, determining a movement distance of the minute cutting edges moving with minute angle rotation when it is determined that the cutting object is cut, and accumulating the movement distance sequentially from a starting point of time of cutting to obtain the real cutting distance.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来から、例えばプレス製品などの製造に用いられる金型は、CAM(computer aided manufacturing)で作成された工具の移動経路を示す座標値などを含むデータ(NCデータ)に基づいて回転工具を移動させ、被削物を切削加工することによって製作されている(例えば、特許文献1、2参照)。

上記のような切削加工を行う工具の摩耗は、実際に被削物を切削した距離である実切削距離に依存することが知られている。例えば、ボールエンドミルを用いた切削加工の場合、切れ刃の部位によって実切削距離が異なることから、摩耗量も部位によって異なることになる。

このことに鑑み、特許文献1では、切れ刃の部位毎に経路長や切削長、すなわち実切削距離を算出して工具の摩耗量を演算し、摩耗量に基づいて工具経路の修正や、工具摩耗のアラーム、工具交換を行う工作機械の制御方法が提案されている。

ここでは、工具の摩耗量、すなわち、工具の形状変化量のみが考慮され、摩耗により工具にかかる切削力が増大することは考慮されていない。

また、一般に金型のような自由曲面の切削加工においては、加工箇所によって切削領域が異なるため、実切削距離を算出することは困難である。

これまでに、金型のような自由曲面における実切削距離を算出する方法としては、次の方法が提案されている(例えば非特許文献1参照)。この文献に開示されている方法によれば、まず、被削物全体の形状をZ-mapモデル(XY格子上にZ方向の高さをもつデータ表現方法)で表現し、工具1回転毎に、仮想的に複数に分割された工具の切れ刃によって削り取られる被削物の形状を算出し、この被削物の形状から、加工開始した時点における工具の回転角度と、加工終了した時点における工具の回転角度とを得て、それら2点を結ぶ円弧長さを実切削距離として算出するようにしている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、例えばボールエンドミルのような回転工具の加工誤差予測方法、加工誤差予測装置、工具経路修正方法及び工具経路修正装置に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
回転する工具によって切削される被削物の加工誤差を予測する方法であって、
上記工具による加工前の被削物の形状、該工具の切れ刃形状、及び該工具の送りによる移動経路の情報を含む所定データを入力するデータ入力ステップと、
上記データ入力ステップの後、上記工具の切れ刃を仮想的に複数の微小な刃に分割して仮想の微小切れ刃を生成する微小切れ刃生成ステップと、
上記微小切れ刃生成ステップで生成した上記仮想の微小切れ刃毎に、上記被削物を切削する長さである実切削距離を得る実切削距離算出ステップと、
上記実切削距離算出ステップの後、上記実切削距離の関数として予め設定された関係式を用いて上記工具による切削力を予測する切削力予測ステップと、
上記切削力予測ステップで予測した切削力による工具のたわみに基づいて加工誤差を予測するステップとを含むことを特徴とする加工誤差予測方法。

【請求項2】
 
請求項1の加工誤差予測方法において、
上記実切削距離算出ステップでは、上記仮想の微小切れ刃が所定の微小角度回転する毎に、上記被削物を切削しているか否か判定し、切削中であると判定されたときには、微小角度の回転による上記微小切れ刃の移動距離を求め、これを切削加工開始から加工誤差の予測位置まで積算して実切削距離を得ていくことを特徴とする加工誤差予測方法。

【請求項3】
 
回転する工具によって切削される被削物の加工誤差を予測する装置であって、
上記工具による加工前の被削物の形状、該工具の切れ刃形状、及び該工具の送りによる移動経路の情報を含む所定データを入力するデータ入力手段と、
上記データ入力手段によって入力された上記所定データに基づいて、上記工具の切れ刃を仮想的に複数の微小な刃に分割して仮想の微小切れ刃を生成する微小切れ刃生成手段と、
上記微小切れ刃生成手段で生成した上記仮想の微小切れ刃毎に、上記被削物を切削する長さである実切削距離を得る実切削距離算出手段と、
上記実切削距離算出手段で得た実切削距離の関数として予め設定された関係式を用いて上記工具による切削力を予測する切削力予測手段と、
上記切削力予測手段で予測した切削力による工具のたわみに基づいて加工誤差を予測する手段とを含むことを特徴とする加工誤差予測装置。

【請求項4】
 
回転する工具によって切削される被削物の加工誤差を予測し、その予測結果に基づいて工具経路を修正する工具経路修正方法であって、
上記工具による加工前の被削物の形状、該工具の切れ刃形状、及び該工具の送りによる移動経路の情報を含む所定データを入力するデータ入力ステップと、
上記データ入力ステップの後、上記工具の切れ刃を仮想的に複数の微小な刃に分割して仮想の微小切れ刃を生成する微小切れ刃生成ステップと、
上記仮想の微小切れ刃毎に、上記被削物を切削する長さである実切削距離を得る実切削距離算出ステップと、
上記実切削距離の関数として予め設定された関係式を用いて上記工具による切削力を予測する切削力予測ステップと、
上記切削力予測ステップで得た切削力による工具のたわみに基づいて加工誤差を予測する加工誤差予測ステップと、
上記加工誤差予測ステップで得られた加工誤差の予測値に基づいて、加工誤差が小さくなるように工具の移動経路を修正する経路修正ステップとを備えていることを特徴とする工具経路修正方法。

【請求項5】
 
回転する工具によって切削される被削物の加工誤差を予測し、その予測結果に基づいて工具経路を修正する工具経路修正装置であって、
上記工具による加工前の被削物の形状、該工具の切れ刃形状、及び該工具の送りによる移動経路の情報を含む所定データを入力するデータ入力手段と、
上記データ入力手段によって入力された上記所定データに基づいて、上記工具の切れ刃を仮想的に複数の微小な刃に分割して仮想の微小切れ刃を生成する微小切れ刃生成手段と、
上記仮想の微小切れ刃毎に、上記被削物を切削する長さである実切削距離を得る実切削距離算出手段と、
上記実切削距離の関数として予め設定された関係式を用いて上記工具による切削力を予測する切削力予測手段と、
上記切削力予測手段で得た切削力による工具のたわみに基づいて加工誤差を予測する加工誤差予測手段と、
上記加工誤差予測手段で得られた加工誤差の予測値に基づいて、加工誤差が小さくなるように工具の移動経路を修正する経路修正手段とを備えていることを特徴とする工具経路修正装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011190591thum.jpg
State of application right Registered


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