2005 Fiscal Year Annual Research Report
工具姿勢最適化に基づく複雑形状の高精度3軸制御曲面加工法の研究
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16560104
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| Research Institution | HAKODATE NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
近藤 司 函館工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (40292049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 誠 函館工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (20210479)
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| Keywords | 機械工作・生産工学 / 精密部品加工 / 工具姿勢評価 / CAD / CAM / 工具経路生成 |
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| Research Abstract |
ボールエンドミル工具による多軸制御工作機械を用いた曲面加工では加工面に対する工具姿勢を任意に設定できるため、高能率高精度な加工が期待できる、そのためには最適な工具姿勢を決定する必要があり、平成16年度研究成果として加工面粗さや加工面性状の観点から傾斜加工実験によりボールエンドミル切れ刃位置における加工能率評価法を提案した。本研究課題では、切れ刃位置における加工能率情報を基に、最適工具姿勢の導出方法とその手順を明らかにすることを目的として行った。
本研究実績を以下に述べる。
(1)工具姿勢決定に対する加工単位を必要精度で細分されたfacetとした。これにより既存のソリッドモデラーで作成された形状データの適用が可能となった。
(2)工具姿勢ベクトルとfacet法線ベクトルから工具切れ刃位置を割り出し、facet群を加工能率の観点から定量的に評価する手法を提案し、その手順を明らかにした。
(3)(2)において、工具姿勢評価と工具やホルダーの干渉問題を同時に解決できる手法として、工具切れ刃位置に重み付けを行った「状態フラグ付き逆オフセット法」を提案した。
(4)離散化した工具姿勢に対してfacetには加工能率情報および可干渉フラグを持たせることで、工具姿勢単位で高能率切れ刃による加工面積の算出が可能となった。
(5)(4)の加工面積から最適工具姿勢の選択が可能となった。
(6)加工要求形状が加工特徴形状(要素面)の集合体で構成されていることに着目し、facetを要素面単位で管理することで要素面を加工能率の観点から定量的に評価する手法を明らかにした。
(7)要素面の工具姿勢評価を基に、同一工具姿勢で高能率加工可能な加工面グループの導出法および段取り替え順序づけの手順を明らかにした。
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