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公開番号2025149982
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024050601
出願日2024-03-27
発明の名称加工条件最適化装置、および、加工条件最適化方法
出願人株式会社日立ハイテク
代理人ポレール弁理士法人
主分類G05B 19/4093 20060101AFI20251002BHJP(制御;調整)
要約【課題】工具コストと時間コストを合算したトータルコストを抑制可能な切削加工条件を決定する、加工条件最適化装置を提供する。
【解決手段】ワークを切削加工する切削加工機のための加工条件最適化装置であって、前記切削加工機の工具の形状に関する工具情報、前記ワークの形状に関するワーク情報、および、最適化前NCプログラムを記憶したストレージと、最適化後NCプログラムを生成するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記最適化前NCプログラムに、前記工具情報と前記ワーク情報を適用することで、切削加工中の工具とワークの幾何学関係をシミュレーションし、前記最適化前NCプログラムの各ブロックにおけるディスエンゲージ時の切り取り厚さを計算し、計算した切り取り厚さに基づいて、前記各ブロックにおける工具の送り速度または加工パスを補正することで、前記最適化後NCプログラムを得る加工条件最適化装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを切削加工する切削加工機のための加工条件最適化装置であって、
前記切削加工機の工具の形状に関する工具情報、前記ワークの形状に関するワーク情報、および、最適化前ＮＣプログラムを記憶したストレージと、
最適化後ＮＣプログラムを生成するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記最適化前ＮＣプログラムに、前記工具情報と前記ワーク情報を適用することで、切削加工中の工具とワークの幾何学関係をシミュレーションし、
前記最適化前ＮＣプログラムの各ブロックにおけるディスエンゲージ時の切り取り厚さを計算し、
計算した切り取り厚さに基づいて、前記各ブロックにおける工具の送り速度または加工パスを補正することで、前記最適化後ＮＣプログラムを得ることを特徴とする加工条件最適化装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
請求項１に記載の加工条件最適化装置であって、
予め設定された目標切り取り厚さを目標値として、前記各ブロックにおける工具の送り速度または加工パスを補正することで、最適化後ＮＣプログラムを得ることを特徴とする切削加工工具長寿命化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加工条件最適化装置であって、
前記プロセッサは、前記工具情報内に備えた工具摩耗特性情報を基に、時間コストと工具コストを最小化する目標切り取り厚さを自動的に決定することを特徴とする加工条件最適化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の加工条件最適化装置であって、
前記プロセッサは、切り取り厚さを小さくする加工パスを前記最適化後ＮＣプログラムに反映させることを特徴とする加工条件最適化装置。
【請求項５】
ワークを切削加工する切削加工機のための加工条件最適化方法であって、
最適化前ＮＣプログラムに、前記切削加工機の工具の形状に関する工具情報と前記ワークの形状に関するワーク情報を適用することで、切削加工中の工具とワークの幾何学関係をシミュレーションするステップと、
前記最適化前ＮＣプログラムの各ブロックにおけるディスエンゲージ時の切り取り厚さを計算するステップと、
計算した切り取り厚さに基づいて、前記各ブロックにおける工具の送り速度または加工パスを補正することで、最適化後ＮＣプログラムを得るステップと、
を備えることを特徴とする加工条件最適化方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を切削する際の加工条件を最適化する、加工条件最適化装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＮＣ（Numerical Control：数値制御）用のプログラム（以下、ＮＣプログラムと称する）に基づいて被加工物（以下、ワークと称する）を所定の形状に切削加工するマシニングセンタ等のＮＣ切削加工機が普及している。ＮＣ切削加工において、製造条件である工具回転数や送り速度は、製品品質と製造ＬＴ（Lead Time）を決定づける重要なパラメータとして知られている。そのため、切削加工現場では上記のパラメータを最適化することが求められている。
【０００３】
一般的には、工具回転数や送り速度を小さくすると工具寿命は長くなる傾向にあるが、切削効率が低下するため、製造ＬＴも長くなってしまう。一方、工具回転数や送り速度を大きくして製造ＬＴを短縮すると、工具寿命が短くなり、工具交換回数が増える結果、工具コストが増大する。このように、生産効率と工具寿命（すなわち、工具コスト）にはトレードオフの関係があるため、熟練オペレータであっても、最適な加工条件探索には時間と技術を要する。そのため、これらを最適化する技術が必要となる。
【０００４】
切削加工条件の自動最適化に関し、例えば、特許文献１の要約書には、「負荷の一定化及び加工時間の短縮を可能とする」ための解決手段として、「工作機械の切削条件を最適化する、工作機械切削条件最適化装置であって、ＣＡＭ１２で設計された切削条件及びツールパスに基づき、予測した切削抵抗がより大きい箇所ほど送り速度の設定値を遅くし、予測した切削抵抗がより小さい箇所ほど送り速度の設定値を速くする変更を行い、変更を行った送り速度の設定値を含む切削条件及びツールパスに基づいて行われる試加工の際の実際のツールパス、送り速度及び負荷の値に基づき、ＮＣ制御が加工形状の変化に追従できていないと判断した箇所については、制御周期を細分化した上で、再度変更を行うことで、切削条件を最適化するＮＣプログラム最適化機能部と、試加工時の実際のツールパス、送り速度及び負荷の値を記憶する記憶部とを備えることで、負荷の一定化及び加工時間の短縮を可能とする。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１５－１８４６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術を用いることで製造ＬＴの短縮が可能であるが、難削材加工では、工具寿命が極端に短いことが多く、製造ＬＴよりも工具コストの増大が問題視される場合が多い。また、工具長寿命化には回転数低減が有効であることが良く知られているが、１刃あたりの送り速度を一定とする場合、回転数低減により送り速度も小さくなるため、製造ＬＴが増大し、加工時間コストも増大する傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明は、工具コストと時間コストを合算したトータルコストを抑制可能な切削加工条件を決定する、加工条件最適化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る加工条件最適化装置は、ワークを切削加工する切削加工機のための装置であって、前記切削加工機の工具の形状に関する工具情報、前記ワークの形状に関するワーク情報、および、最適化前ＮＣプログラムを記憶したストレージと、最適化後ＮＣプログラムを生成するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記最適化前ＮＣプログラムに、前記工具情報と前記ワーク情報を適用することで、切削加工中の工具とワークの幾何学関係をシミュレーションし、前記最適化前ＮＣプログラムの各ブロックにおけるディスエンゲージ時の切り取り厚さを計算し、計算した切り取り厚さに基づいて、前記各ブロックにおける工具の送り速度または加工パスを補正することで、前記最適化後ＮＣプログラムを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加工条件最適化装置によれば、工具コストと時間コストを合算したトータルコストを抑制可能な切削加工条件を決定することが可能となる。上記した以外の課題、構成、効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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