特許 6684962 工具経路生成方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6684962

(24)【登録日】2020年4月1日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】工具経路生成方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/00 20060101AFI20200413BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   B23Q15/00 301J

   G05B19/4093 H

   G05B19/4093 E

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-508473(P2019-508473)

(86)(22)【出願日】2017年3月31日

(86)【国際出願番号】JP2017013772

(87)【国際公開番号】WO2018179401

(87)【国際公開日】20181004

【審査請求日】2019年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】安河内 二郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 恭平

(72)【発明者】

【氏名】浅見 聡一郎

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３５２８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８３５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６０００４９６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００８−０９０７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１５００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６０１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４７９３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １５／００ −１５／２８

Ｇ０５Ｂ １９／１８ −１９／４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンドミルのワークに対する工具姿勢を変化させながら、少なくとも１つの回転送り軸を有する工作機械でワークの表面加工を行うときの工具経路生成方法において、
複数の加工点を順次直線で連結して得られる複数列の工具経路上の１つの加工点を対象加工点として設定し、該対象加工点を中心として所定範囲内にある加工点を関心加工点として選択する手順と、
選択された関心加工点における工具姿勢を平均することによって、対象加工点の工具姿勢を算出する手順と、
前記算出された平均工具姿勢によって、前記対象加工点の工具姿勢に関するデータを修正する手順と、
加工すべきワークの形状データおよび使用するエンドミルの形状データを取得する手順と、
前記修正した工具姿勢データに基づき、前記ワークと前記エンドミルとの干渉チェックを行う手順と、
ワークとエンドミルとの干渉が生じない場合、前記修正した工具姿勢に関するデータに基づき、新たな工具経路を生成する手順と、
を含むことを特徴とした工具経路生成方法。

【請求項2】

前記複数の加工点は、各工具経路上の隣接する加工点間を分割して得られ、補間演算でその座標値を算出した分割加工点を含む請求項１に記載の工具経路生成方法。

【請求項3】

前記工具姿勢を算出する手順は、対象加工点と関心加工点との間の距離に応じて重みを付けて関心加工点の工具姿勢を平均するようにした請求項１に記載の工具経路生成方法。

【請求項4】

干渉チェックの結果、ワークとエンドミルとが干渉する場合、修正した工具姿勢を修正前の工具姿勢に戻すようにした請求項１に記載の工具経路生成方法。

【請求項5】

干渉チェックの結果、ワークとエンドミルとが干渉する場合、修正前の工具の軸方向と修正後の工具の軸方向との中間に工具の中心軸線が一致するように、工具姿勢を修正するようにした請求項１に記載の工具経路生成方法。

【請求項6】

前記干渉チェックは、修正前の工具姿勢と修正後の工具姿勢に基づいて干渉判別モデル形状を生成し、該干渉判別モデル形状とワークとが干渉するか否かを工具経路に沿って対象加工点毎に順次行うようにした請求項１に記載の工具経路生成方法。

【請求項7】

エンドミルのワークに対する工具姿勢を変化させながら少なくとも１つの回転送り軸を有する工作機械でワークの表面加工を行うときの工具経路を生成する工具経路生成装置において、
複数の加工点を順次直線で連結して得られる複数列の工具経路上の１つの加工点を対象加工点として設定し、該対象加工点を中心として所定範囲内にある加工点を関心加工点として選択する加工点選択部と、
選択された関心加工点における工具姿勢を平均することによって、対象加工点の工具姿勢を算出し、算出された平均工具姿勢によって、前記対象加工点の工具姿勢に関するデータを修正する工具姿勢平均化部と、
加工すべきワークの形状データおよび使用するエンドミルの形状データを取得して、前記修正した工具姿勢データに基づき、前記ワークと前記エンドミルとの干渉チェックを行い、ワークとエンドミルとの干渉が生じない場合、前記修正した工具姿勢に関するデータに基づき、新たな工具経路を生成する干渉回避処理部と、
を具備することを特徴とした工具経路生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンドミルのワークに対する工具姿勢を変化させながら、少なくとも１つの回転送り軸を有する工作機械でワークの表面加工を行うときの工具経路生成方法および装置に関する。本発明のエンドミルは、工具姿勢を変えてワーク表面を加工するボールエンドミル、側面視樽形をしたバレルシェイプエンドミル、側面視楕円形をしたオーバルフォームエンドミル、底面が凸曲面をしたレンズ形エンドミル等、いわゆるサークルセグメントエンドミルである。以下、代表してボールエンドミルについて述べるが、本発明は他のサークルセグメントエンドミルにも適用可能である。

【背景技術】

【0002】

２つの回転送り軸を有する５軸の加工機でワークを加工する加工プログラムが指定する工具経路沿いに工具を移動させる場合、工具姿勢が変化すると、工具の撓み量の変化、工作機械の設計上の回転送り軸の回転中心位置と実際の回転送り軸の回転中心位置とのずれに起因する回転送り軸の回転中心の変化、ボールエンドミルのような工具先端部において現に切削している切れ刃の曲率の変化、各回転送り軸の加減速の変化等によって、加工面の品質が低下することがある。特許文献１には、そうした工具姿勢の変化に伴う加工面の品質低下を防止した数値制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−０１５００６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実際のワークの加工では、１つの工具経路に沿って工具が移動する間に工具の姿勢が変化するのみならず、図１１、１２に示すように、隣接する工具経路間でも工具の姿勢は変化する。図１１、１２は、断面が略Ｌ字形のワークＷの側面をボールエンドミルを用いて２つの回転送り軸を有する５軸の工作機械で、ピックフィード量の間隔を持った等高線状の工具経路TPに沿って加工する場合を示している。特に、ワークＷの水平な上面２０２を加工する場合と、垂直面２０４の上方部分を加工する場合、ワークＷの垂直面の中央部分から下側を加工する場合では、工具Ｔの姿勢、つまり中心軸線Ｏに沿ったベクトルの向きが変化している。

【0005】

特許文献１の数値制御装置では、所定の数だけのブロックを補正対象プログラム指令として先読みし、先読みされた補正対象プログラム指令における各ブロックに対して、直線軸の移動量と工具方向ベクトル変化量との比が一定となるように工具方向指令を補正している。特許文献１の数値制御装置では、複数のブロックを先読みしている、つまり、１つの工具経路に沿って各ブロックに対して、直線軸の移動量と工具方向ベクトル変化量との比が一定となるように工具方向指令を補正しているので、図１１、１２に示すように、複数の工具経路に亘って工具姿勢が変化するような場合には、特許文献１の数値制御装置は、有効に工具の姿勢を修正できない。

【0006】

図１２を参照すると、点Ｅ、Ｆ、Ｇで工具とワークとが接触している例を記載しており、点Ｅ、Ｆでは工具姿勢は鉛直であり、点Ｇから下方を加工するときは、工具ホルダがワークの上部と干渉するので、工具姿勢を変えていることが分かる。点Ｅ、ＦまたはＧでは工具が切削抵抗を受ける方向が変わり、工具の撓み量が変わる。すると、ワークの加工面には僅かな段差が生じ、加工面品位は低下する。加工プログラムにおける工具姿勢の指令は、工作機械の設計上の回転送り軸の中心位置を基準にして作成するので、実際の製作誤差のある回転送り軸の中心ずれの影響で、加工面に僅かな段差が生じる。また、工具であるボールエンドミルは、先端球部は真球であるとして、この球部の中心を基準にして加工プログラムの位置指令を行っている。従って、真球でない場合、ワークへの接触位置が変わることによって、ワーク加工面に僅かな段差が生じる。更に、直線送り軸の移動中に回転送り軸の移動方向が反転するような場合、回転送り軸の加減速の変化や同期遅れによって、ワークの加工面に僅かな段差が生じることがある。従って、点Ｅ、Ｆ、Ｇへと加工が進行する過程で、徐々に工具姿勢を変えると、これらの問題の影響が軽減されることが予想される。

【0007】

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、ワークに対する工具姿勢を変化させながらエンドミルによりワークの表面加工を行う際に、工具姿勢の急激な変化によって加工面の品質が低下することを防止することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述の目的を達成するために、本発明によれば、エンドミルのワークに対する工具姿勢を変化させながら、少なくとも１つの回転送り軸を有する工作機械でワークの表面加工を行うときの工具経路生成方法において、複数の加工点を順次直線で連結して得られる複数列の工具経路上の１つの加工点を対象加工点として設定し、該対象加工点を中心として所定範囲内にある加工点を関心加工点として選択する手順と、選択された関心加工点における工具姿勢を平均することによって、対象加工点の工具姿勢を算出する手順と、前記算出された平均工具姿勢によって、前記対象加工点の工具姿勢に関するデータを修正する手順と、加工すべきワークの形状データおよび使用するエンドミルの形状データを取得する手順と、前記修正した工具姿勢データに基づき、前記ワークと前記エンドミルとの干渉チェックを行う手順と、ワークとエンドミルとの干渉が生じない場合、前記修正した工具姿勢に関するデータに基づき、新たな工具経路を生成する手順とを含む工具経路生成方法が提供される。

【0009】

更に、本発明によれば、エンドミルのワークに対する工具姿勢を変化させながら少なくとも１つの回転送り軸を有する工作機械でワークの表面加工を行うときの工具経路を生成する工具経路生成装置において、複数の加工点を順次直線で連結して得られる複数列の工具経路上の１つの加工点を対象加工点として設定し、該対象加工点を中心として所定範囲内にある加工点を関心加工点として選択する加工点選択部と、選択された関心加工点における工具姿勢を平均することによって、対象加工点の工具姿勢を算出し、算出された平均工具姿勢によって、前記対象加工点の工具姿勢に関するデータを修正する工具姿勢平均化部と、加工すべきワークの形状データおよび使用するエンドミルの形状データを取得して、前記修正した工具姿勢データに基づき、前記ワークと前記エンドミルとの干渉チェックを行い、ワークとエンドミルとの干渉が生じない場合、前記修正した工具姿勢に関するデータに基づき、新たな工具経路を生成する干渉回避処理部とを具備する工具経路生成装置が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ピックフィード量ずつ離れた複数列の工具経路にある加工点における工具姿勢を平均して対象加工点における工具姿勢を決定するようにしたので、複数の工具経路に亘って工具姿勢が変化するような場合でも有効に工具の姿勢を修正することができる。また、修正した工具姿勢に基づいて、ワークと工具との間の干渉をチェックするようにしたので、工具姿勢を修正したことによって、ワークと工具とが干渉してしまうことがない。これによって、ワーク表面に工具姿勢の変化による小さな段差が生じにくくなり、加工面の品位が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の好ましい実施の形態による工具経路生成方法を適用する工作機械の略示側面図である。

【図2】工具経路生成装置を組み込んだ図１の工作機械のＮＣ装置を示す略示ブロック図である。

【図3】工具経路生成装置を示す略示ブロック図である。

【図4】工具経路、加工点および分割加工点を説明するための略図である。

【図5】関心加工点の選択方法を説明するための略図である。

【図6】工具姿勢を修正する方法を説明するための略図である。

【図7】対象加工点と関心加工点における工具姿勢であるベクトルを示す略図である。

【図8】重み曲線を示す略図である。

【図9】工具のモデル形状を示す図である。

【図10】干渉チェック方法を説明するための略図である。

【図11】Ｌ字形のワークをボールエンドミルで等高線加工するときの工具経路を説明するための略図である。

【図12】図１１の加工するワークの部位と工具の姿勢との関係を説明するための略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１を参照すると、本発明の好ましい実施の形態による工具経路生成方法を適用する工作機械１０は、工場の床面に設置された基台としてのベッド１２、ベッド１２の前方部分（図１では左側）の上面で水平前後方向またはＺ軸方向に移動可能に設けられたテーブル１６、ベッド１２の後端側（図１では右側）で同ベッド１２の上面に立設、固定されたコラム１４、上下方向へ移動する移動体としてコラム１４の前面において上下方向またはＹ軸方向に移動可能に設けられたＹ軸スライダ１８、Ｙ軸スライダ１８の前面で水平左右方向またはＸ軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に移動可能に設けられたＸ軸スライダ２０、該Ｘ軸スライダ２０に取り付けられ主軸２４を回転可能に支持する主軸頭２２を具備している。

【0013】

テーブル１６は、ベッド１２の上面において水平なＺ軸方向（図１では左右方向）に延設された一対のＺ軸案内レール２６に沿って往復動可能に設けられており、テーブル１６の上面にはワーク（図示せず）を固定するためのパレット３６が取り付けられる。本実施形態では、テーブル１６には、Ｂ軸サーボモータ４０が組み込まれており、鉛直方向に延びる軸線Ｏ_bを中心としてＢ軸方向の回転送りが可能にパレット３６を支持している。

【0014】

ベッド１２には、テーブル１６をＺ軸案内レール２６に沿って往復駆動するＺ軸送り装置として、Ｚ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＺ軸サーボモータ３８が設けられており、テーブル１６には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。

【0015】

Ｙ軸スライダ１８は、コラム１４の前面おいてＹ軸方向（鉛直方向）に延設された一対のＹ軸案内レール３０に沿って往復動可能に設けられている。コラム１４には、Ｙ軸スライダ１８をＹ軸案内レール３０に沿って往復駆動するＹ軸送り装置として、Ｙ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該一対のボールねじの一端、本例では上端に連結されたＹ軸サーボモータ３２が設けられており、Ｙ軸スライダ１８には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。

【0016】

Ｘ軸スライダ２０は、Ｙ軸スライダ１８の前面においてＸ軸方向（図１では紙面に垂直な方向）に延設された一対のＸ軸案内レール（図示せず）に沿って往復動可能に設けられている。Ｙ軸スライダ１８には、Ｘ軸スライダ２０を前記Ｘ軸案内レールに沿って往復駆動するＸ軸送り装置として、Ｘ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＸ軸サーボモータ３４が設けられており、Ｘ軸スライダ２０には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。

【0017】

Ｘ軸スライダ２０はＺ軸方向前方に突出した一対のＡ軸アームを有しており、該Ａ軸アームの間に主軸頭２２がＸ軸と平行な傾動軸線Ｏa回りのＡ軸方向に回転送り可能に支持されいる。Ａ軸アームの一方には、主軸頭２２を傾動軸線Ｏa回りのＡ軸方向に回転送りするためのＡ軸サーボモータ４２が組み込まれている。主軸頭２２は、中心軸線Ｏs回りに回転可能に主軸２４を支持している。主軸頭２２は主軸２４を回転駆動するサーボモータ（図示せず）を内蔵している。

【0018】

こうして、工作機械１０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸を夫々ＮＣ装置１００によって制御することによって、主軸２４の先端部に装着した工具Ｔと、パレット３４に固定されテーブル１６にパレット３４と共に装着されるワークとを相対移動させ、前記工具Ｔによってワークを加工する。

【0019】

図２を参照すると、ＮＣ装置１００は工具経路生成装置１２０と、数値制御部１４０とを具備している。工具経路生成装置１２０は、後述するようにように、ＣＡＭ装置１０４が生成した加工プログラム１０６の工具の姿勢の変化を平滑化し、新たな加工プログラム１１２を生成し数値制御部１４０へ送出する。数値制御部１４０は、通常のＮＣ装置と同様に、読取解釈部１４２、補間部１４４およびサーボ制御部１４６とを備えている。ＮＣ装置１００は、工具経路生成装置１２０が生成した加工プログラム１１２に基づいて、工作機械１０の各軸のサーボモータ１５０を駆動する。なお、図２において、サーボモータ１５０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各直線送り軸のサーボモータ３４、３２、３８およびＡ軸、Ｂ軸の各回転送り軸のサーボモータ４２、４０を代表するものであって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のサーボモータ３４、３２、３８およびＡ軸、Ｂ軸のサーボモータ４２、４０は、ＮＣ装置１００によって独立して制御される。

【0020】

図３を参照すると、工具経路生成装置１２０は、読取解釈部１２２、工具姿勢平滑処理部１２４および干渉回避処理部１３２を含み、工具姿勢平滑処理部１２４は、加工点記憶部１２６、加工点選択部１２８および工具姿勢平均化部１３０を含んでいる。

【0021】

加工プログラム１０６は、周知のＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって、生成される。すなわち、ＣＡＤ装置１０２がワークの加工形状に対応したＣＡＤデータを作成する。ＣＡＭ装置１０４は、ＣＡＤデータに基づき、微小な直線指令の集合であるＣＡＭデータを作成する。このＣＡＭデータは膨大な量の点群データからなるため、加工プログラムに適したデータ量となるように、ＣＡＭデータから所定のルールに従ってデータを間引き、複数の加工点および送り速度を含む加工プログラムが作成される。

【0022】

加工プログラム１０６には、加工点の座標データがＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸の座標値によってブロック形式で記載されている。加工開始点から加工終了点までの加工点の総数をＮとすると、各加工点には１〜Ｎまでの加工点番号が付されており、この番号順に加工点Ｐ（ブロック端点）を順次結ぶことにより、ワーク加工時の工具軌跡の指令値である工具経路が得られる。

【0023】

読取解釈部１２２は、加工プログラム１０６を読み取り解釈して、加工点および工具経路生成に関するデータを生成する。工具姿勢平滑処理部１２４の加工点記憶部１２６は、各加工点を該加工点が含まれる工具経路に関連付けて記憶する。図４（ａ）は、読取り解釈した加工プログラム１０６の１本の工具経路TPの初めの部分を加工点Ｐ₁、Ｐ₂、…とともに示している。加工点間の距離の長短はＣＡＭ装置１０４が加工すべきワーク表面に沿った曲線を直線近似するときに予め与えるトレランスの大きさに応じて決定される。加工点の位置と個数は、ＣＡＭ装置１０４から出力された加工プログラム１０６に記載されている位置と個数で工具姿勢の平滑処置を行ってもよいが、一層高精度の平滑処理を行うためには予め加工点間の距離にしきい値を設定しておき、加工点間距離が、このしきい値を超える場合は、２分割、３分割、…して、工具姿勢の平滑処理の精度を高めることができる。そのため、図４（ｂ）では、Ｐ₁とＰ₂間およびＰ₃とＰ₄間には１つの分割加工点Ｐ_1-1、Ｐ_3-1を、Ｐ₄とＰ₅間には２つの分割加工点Ｐ_4-1、Ｐ_4-2を追加して工具経路TP′が示されている。加工点記憶部１２６は、分割加工点を追加した場合は、追加した分割加工点をも含めた全加工点のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸の座標値を算出して記憶する。なお、分割加工点の座標値は、その両端側の加工点の座標値を補完して算出する。以下の説明では、加工点も分割加工点も区別せず加工点と記載する。

【0024】

加工点選択部１２８は、図５に示すように、加工点記憶部１２６が記憶した加工点から１つの対象加工点Ｐ_OMを選択する。次いで、対象加工点Ｐ_OMを中心として所定半径ｒの球Ｓ_Iで規定される検査領域内に含まれる加工点を関心加工点Ｐ_I(i)として選択する。ここで、i＝１〜Ｎであり、Ｎは、対象加工点Ｐ_OMを除く検査領域Ｓ_I内の加工点の個数である。

【0025】

工具姿勢平均化部１３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸の座標値から、対象加工点Ｐ_OMにおける工具の中心軸線Ｏのベクトル∨₀を演算する。次いで、対象加工点Ｐ_OMと関心加工点Ｐ_I(i)との間の距離Ｌ_(i)、および、関心加工点Ｐ_I(i)における工具の中心軸線のベクトル∨_(i)を全ての関心加工点Ｐ_I(i)について演算する（図７参照）。次いで、各関心加工点Ｐ_I(i)と対象加工点Ｐ_OMとの間の距離Ｌ_(i)をパラメータとして、関心加工点Ｐ_I(i)における重みＷ_(i)を求める。重みＷ_(i)は、例えば、図８に示すような重み曲線Ｃ_Wによって与えることができる。次いで、工具姿勢平均化部１３０は、∨＝ΣＷ_(i)×∨_(i)によって、ベクトル∨を対象加工点Ｐ_OMにおける工具の修正された工具姿勢として演算する。工具姿勢平滑処理部１２４は、全ての加工点につきベクトル∨を演算し、それに基づいて加工プログラム１０６を修正する。図６は、検査領域Ｓ1内の複数の工具経路と各関心加工点Ｐ_I(i)における工具姿勢を二点鎖線の矢印で示しており、対象加工点Ｐ_OMにおいては、工具姿勢平滑処理部１２４で算出した修正された工具姿勢を実線矢印で示している。図６では、工具姿勢は、工具経路毎に大きく変化しているが、全加工点を対象加工点にして１つずつ工具姿勢の平滑処理を行えば、全加工領域で工具姿勢は滑らかに変化する図６に相当する工具姿勢表示画面を描くことができる。

【0026】

次に、干渉回避処理部１３２は、修正された工具姿勢であるベクトルＶに基づいて、工具とワークまたは工作機械の静止部との干渉をチェックする。干渉回避処理部１３２は、ＣＡＤ装置１０２からワークの加工形状１０８と、ＣＡＭ装置１０４から工具情報１１０を受取る。工具情報１１０は、使用する工具の工具長（中心軸線Ｏに沿った長さ）および工具径に加えて、使用する工具ホルダの形状に関連したデータを含む。例えば、干渉回避処理部１３２は、工具情報１１０に基づいて、図９に示すような工具のモデル形状３００を生成する。モデル形状３００は、使用する工具、工具ホルダに対応した工具部分３０２、ホルダ部分３０４および主軸部分３０６を含んでいる。

【0027】

図１０を参照すると、干渉回避処理部１３２は、破線で示す修正前の工具のモデル形状３２０の外形と、細線で示す修正後の工具のモデル形状３３０の外形が、修正前の工具のモデル形状３００の中心軸線Ｏ₁と、修正後の中心軸線Ｏ₂の間の二等分線Ｏ₃を中心として描く複数の円錐面から成る領域を干渉判別モデル形状３１０として生成する。干渉回避処理部１３２は、干渉判別モデル形状３１０を工具経路TPに沿って移動させたときに、ワークと干渉するか否かを判定する。干渉判別モデル形状３１０がワークと干渉しない場合には、干渉回避処理部１３２は、工具経路生成装置１２０によって修正された加工プログラムを新たな加工プログラム１１２として数値制御部１４０に出力する。干渉判別モデル形状３１０がワークと干渉する場合には、干渉回避処理部１３２は、工具経路生成装置１２０が修正した加工プログラムを修正前の加工プログラムに戻して、新たな加工プログラム１１２として数値制御部１４０に出力する。

【0028】

数値制御部１４０では、読取解釈部１４２が、新たな加工プログラム１１２を読取り解釈して移動指令を出力する。この移動指令は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線送り方向およびＡ軸、Ｂ軸の回転送り方向の送り量と送り速度とを含んでいる。読取解釈部１４２が出力した移動指令は補間部１４４へ送出される。補間部１４４は、受け取ったＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線送り方向およびＡ軸、Ｂ軸の回転送り方向の移動指令を補間関数に基づいて補間演算し、送り速度に合ったＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線送り方向およびＡ軸、Ｂ軸の回転送り方向の位置指令をサーボ制御部１４６に出力する。サーボ制御部１４６は、受け取ったＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線送り方向およびＡ軸、Ｂ軸の回転送り方向の各位置指令から、工作機械１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線送り方向およびＡ軸、Ｂ軸の回転送り方向の各送り軸のサーボモータを駆動するための電流値を、工作機械１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＡ軸、Ｂ軸のサーボモータ１５０に出力する。

【0029】

図２の例では、工具経路生成装置はＮＣ装置に組み込まれ、加工プログラムを先読みして、本発明の工具姿勢平滑処理と干渉回避処理の演算を行うとともに、その後のワーク加工の工作機械の動作制御をリアルタイムで実行している。本発明はこれに限定されず、図３に示した工具経路生成装置をＣＡＭ装置に組む、または独立したパソコンに組み込んで、工具姿勢平滑処理と干渉回避処理を行った加工プログラムを予め作成、その加工プログラムをＮＣ装置に送ってワークの加工を行ってもよい。

【符号の説明】

【0030】

１００ ＮＣ装置
１０２ ＣＡＤ装置
１０４ ＣＡＭ装置
１０６ 加工プログラム
１０８ 加工形状
１１０ 工具情報
１１２ 加工プログラム
１２０ 工具経路生成装置
１２６ 加工点記憶部
１２８ 加工点選択部
１３０ 工具姿勢平均化部
１３２ 干渉回避処理部
１４０ 数値制御部
１５０ サーボモータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】