JPH011005A

JPH011005A - ３次元加工用数値制御データ作成装置

Info

Publication number: JPH011005A
Application number: JP62-235007A
Authority: JP
Inventors: 博天野; 大山　年郎; 西川　久和
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-09-21
Publication date: 1989-01-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は２次元数値制御データに基づいて３次元加り用
数値制御データ（以下、３次元加工用ＮＣデータという
）を作成する３次元加工用数値制御データ作成装置に関
する。

［従来の技術］第７図は３次元ＮＣデータに基づいて３次元加工を行な
うレーザ加工機の概略図である。第７図において、（１
）はレーザ加工機のベース、（３）はへ−ス（１）に取
り付けられたＸ軸駆動用モータ（２）によりＸ軸方向に
駆動されるテーブル台、（４）はＹ軸駆動用モータ（図
示せず）によりＸ軸方向に駆動されるテーブル台、（５
）は門形の枠体、（６）はＺ軸駆動用モータ（図示せず
）によりＺ軸方向（上下方向）に昇降する昇降体用カバ
ー、（７）はモータ（図示せず）Ｚ軸の軸回り（以下、
Ｃ軸方向という）に旋回可能な旋回体、（８）はＺ軸に
直交する軸回り（以下、Ａ軸という）に旋回可能な旋回
体、（９）は旋回体（８）の先端に設けられているレー
ザ加工用ヘッド、（１０）はＣＯレーザを振器、（１１
）は内部に反射鏡を内蔵する屈折部をａし、レーザ加圧
用ヘッド（９）とＣＯ２レーザ発振器とを連結するレー
ザ光案内筒、（１２）は数値制御装置（以下、ＮＣ制御
装置という）　、（１３）はティ−チングボックスであ
る。

ティーチングボックス（１３）は、第８図に示すように
、レーザ加圧用ヘッド（９）をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ
軸方向、Ａ軸方向及びＣ軸方向に移動させるための軸方
向移動スイッチ（１４）、レーザ加工用・＼ット（９）
の移動後の位置を座標値として入力するための座標値教
示スイッチ（１５）、座標値教示スイッチ（１５）によ
り人力したステップ値（座標値）＝９を表示する表示器
（１６）、加工データを呼び出す舶■ｌデータ呼出スイ
ッチ（１７）、及び終了スイッチ（１８８）が設けられ
ている。

このティーチングボックス（１３）は、第９図に示すＮ
Ｃ制御装置（１２）に接続されている。第９図において
、（＋９）は中央処理装置（以下、ＣＰＵという）　、
（２０）はパスライン、（２１）は主メモリ（２２）、
座標値を記憶する座標値メモリ（２３）及びＮＣデータ
用メモリ（２４）からｈｌ？成されている記憶装置、（
２５）はサーボアンプをＨするサーボコントローラ、（
２Ｇ）はサーボモータである。

このＮＣ制御装置（１２）は波加工物の加工形状に沿わ
せてレーザ加工用ヘッド（９）を実際に動かして、レー
ザ加工用ヘッド（９）の移動軌跡を教示して３次元ＮＣ
データを作成し、この３次元ＮＣデータに基づいてレー
ザ加工用ヘッド（９）をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向
、Ａ軸方向又はＣ軸方向に移動させて波加工物の加工を
行なうものである。

′３次元ＮＣデータ、即ち第６図に示したレーザ加圧機
の駆動に必要な３次元ＮＣデータの作成について、第１
０図のフローチャートをフ照して説明する。

（１）ステップＳ１操作者がティーチングボックス（１３）の軸方向移動ス
イッチ（１４）又は座標値教示スイッチ（１５）を操作
して、レーザ加工用ヘッド（９）を移動させるべき方向
又は移動後の位置を入力する。

（２）ステップ８２〜Ｓ５ＣＰ　Ｕ　（１９）はティーチングボックス（＋３）に
より軸方向移動スイッチ（１４）が操作されたのか（ス
テップＳ２）、座標値教示スイッチ（１５）が操作され
たのか（ステップＳ３）、加工データ呼出スイッチ（１
７）か操作されたのか（ステップＳ４）又は終了スイッ
チ（１８１３）が操作されたのか（ステップＳ５）を判
断する。

（３）ステップ８６〜Ｓ７ＣＰ　Ｕ　（＋９）は軸方向移動スイッチ（１４）か操
作されたときは、レーザ加圧用ヘッド（９〉の移動処理
を行なう。即ち、サーボコントローラ（２５）を介して
サーボモータ（２Ｇ）を駆動し、軸方向移動スイッチ（
Ｉ４）に対応する軸を駆動して、レーザ加圧用ヘッド（
９）を所定の軸方向に動かすとともに（ステップＳ６）
、その座標値を座標値メモリ（２３）に記憶させる（ス
テップＳ７）。

（４）ステップ８８〜Ｓ９ＣＰ　Ｕ　（１９）は座標値教示スイッチ（１５）が操
作されたときは、座標値メモリ（２３）から座標値を読
み出して、読み出した座標値を３次元ＮＣデータに変換
して、即ち座標値をレーザ加工機の移動指令に変換して
（ステップＳ８）、ＮＣデータ用メモリ（２４）に記憶
させる（ステップ８９）。

（５）ステップ８１０〜８１１位置情報（座標値）の教示入力後、教示した位置を開始
位置とする他の加ニブログラムを呼び出して、ＮＣ制御
装置（１２）が実行可能なメインプログラムを作成する
場合、加工データ呼び出しスイッチ（１７）が押される
。ＮＣ制御装置（１２）がこの人力を確認すると、ＣＰ
　Ｕ　（１９）は加工データナンバ人力用のテンキー（
１８）による数値入力待ちになり、数値か人力されると
ＮＣデータ用メモリ（２４）に１〜９９９９の番号を付
して登録されている加ニブログラムの番号を指定して加
ニブログラムを呼び出す加工データ番号入力処理に入り
（ステップ５１０）、他のサブプログラム（ＮＣデータ
用メモリ（２４）に記憶されている３次元加工を行なう
ＮＣデータそのもの）を呼び出して実行可能なメインプ
ログラムを作成し、作成したメインプログラムをＮＣデ
ータ用メモリ（２４）に記憶させる（ステップＳＬＩ　
）。

なお、教示回数を表示していた表示器（１６）は表示し
ている値を全てＯにして、操作者か人力するサブプログ
ラムの番号を表示して、その確認を可能にする。

（６）ステップＳ１２〜５１３ＣＰ　Ｕ　（１９）は終了スイッチ（１８Ｂ）が操作さ
れたときは、ティーチング（教示）操作を終了する（ス
テップ５１２）。又、ＣＰ　Ｕ　（＋９）は軸方向移動
スイッチ（１４）、座標値教示スイッチ（１５）、加工
デー゛夕呼出スイッチ（１７）又は終了スイッチ（１８
Ｂ）以外の操作が行なわれたときは、例えばブザーを鳴
らす等によりオペレータに操作ミスを知らせるエラー処
理をする（ステップＳ１３　）。

［発明が解決しようとする問題点コところで、レーザ加工機を駆動する３次元ＮＣデータを
作成するＮＣ制御装置（１２）は、実際にレーザ加工用
ヘッド（９）を移動させて、レーザ加工用ヘッド（９）
の移動軌跡を教示して３次元ＮＣデータを作成していた
ので、教示に時間がかかり、特に複雑な移動軌跡を教示
すると、稼動率が著しく低下するという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
教示を行なわずに２次元ＮＣデータから′３次元ＮＣデ
ータを作成する３次元加工用数値制御データ作成装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明に係る３次元加工用数値制御データ作成装置は、
半径方向がｘ−ｙ−Ｚの３次元直交座標系のＸ軸及びＹ
軸に一致し、中心軸方向がＺ軸に一致するように置かれ
た半径Ｒの円筒の側面を展開したＸｏ−ゾ・１４面上の
点Ｐ’　（ｘ’、　ｙ’）に対して、ｘ−ｙ−Ｚの゛３
次元直交座標系の点ｘ＝Ｒｓｉｎθ、ｙ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）、２麿ｙ′、及びＺ軸回りのＣ軸座標系の角度ｃ　−３（ｉｏ　ｘ　ｘ’／　２　ｙｒ　Ｒ（ただし、
角度θはＺ軸回りの回転角）なる３次元データＰ　（ｘ
、ｙ、ｚ、ｃ）を作成する３次元データ作成手段を備え
ている。

［作　用］上記構成の３次元加工用数値制御データ作成装置は、３
次元データ作成手段が父−ｙ’甲面上の点Ｐ’　（ｘ’
、　　ｙ’）に対応するｘ−ｙ−Ｚの３次元直交座標系
の点Ｐ　（ｘ、ｙ、ｚ、ｃ）を、ｘ＝Ｒｓｌｎθ、ｙ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）、２０ｙ。

ｃ　＝　３［ｉｏ　ｘ　ｘ’／　２πＲとする３次元デ
ータを作成する。

［実施例コ以ド、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る３次元加工用数値制御データ作成
装置の主要部分のブロック図である。第１図において、
（１９）は特に第２図及び第３図に示したフローチャー
トに対応するプログラムを実行するＣＰＵ、（２０）は
パスライン、（２１）は主メモリ（２２）、座標値メモ
リ（２３）及びＮＣデータ用メモリ（２４）から構成さ
れている記憶装置、（２５）はサーボコントローラ、（
２６）はサーボモータである。

次に、本発明に係る３次元加工用数値制御データ作成装
置の動作について、第４図（ａ）に示す直立する円筒（
例えば；行詰の缶のような形状のもの）の側面にｒＭＩ
　ＴＪなる文字を切り抜く　（第４図（ｅ）参照）のに
必要な３次元ＮＣデータを作成する場合を例として、第
２図及び第３図のフローチャートを参照して説明する。

（１）ステップＳＩＣＰ　Ｕ　（１９）はＡＰＴ言語方式等のＣＡ　Ｍソフ
トウェアで２次元ＮＣデータを作成する。この２次元Ｎ
Ｃデータは第４図（ｂ）に示すように、−辺の長さがａ
、他辺の長さがｂである長方形に、「ＭＩＴＪなる文字
列を形成するのに必要な座標値である。即ち、２次元Ｎ
Ｃデータは第６図に示すように文字列ｒＭＩ　ＴＪの各
点Ｐ’　　、Ｐ’２、Ｐ’３、■ ”４’　　５’　　６’　　７’　　８”’９”’ｔｏ
’Ｐ’　　　Ｐ’　　　Ｐ’　　　Ｐ’ Ｐ°　・”１２・　１３・Ｐ′１４・Ｐ°１５・Ｐ゛１
Ｇ・Ｐ°１７・１１Ｐ。

Ｐ’　　　Ｐ’　　　Ｐ’　　、Ｐ’　　、Ｐ’　　、
Ｐ’　　及びＰ°２４の１８ゝ　！９ゝ　２０　　２１
　　２２　　２３座標を、長方形の左下を原点０とする
Ｘ−Ｙ平而の！東標値として、以下のように表わしたも
のである。

Ｐ’　　（Ｘ’　　、　　ｙ’、　）、Ｐ’　　　（Ｘ
’　　　　ｙ’　　）２４２４”　　２４なお、この長方形は第４図（ｂ）に示すように円筒の側
面を円筒の中心軸に平行な線分で切断して、この側面を
２次元氾面に展開したものに一致する。

即ち、円筒の半径をＲ１円筒の高さをＨとすると、ａｘ
２πＲ −Ｈとなる。

（２）ステップＳ２ＣＰ　Ｕ　（＋９）は作成した２次元ＮＣデータをメモ
リ（こＩ；己憶させる。

（３）ステップＳ３ＣＰ　Ｕ　（＋９）は２次元ＮＣデータに対して円筒面
変換を施して３次元ＮＣデータを作成する。

（ａ）ステップ５３１２次元ＮＣデータをメモリに記憶させたときのファイル
名及び２次元ＮＣデータによって作成する′３次元ＮＣ
データのファイル名を人力する。

（Ｌ））　ステップ５３２ＣＰ　Ｕ　（１９）は２次元ＮＣデータを３次元ＮＣデ
ータに変換したときに、Ｃ軸が±１８０°を越えないこ
とをチエツクする。

（ｅ）ステップ８３３ＣＰ　Ｕ　（＋９）は２次元ＮＣデータをメモリに記憶
させたときのファイル名により、２次元ＮＣデータのフ
ァイルを呼び出し、１ブロツクだけ読み出す。

（ｒｌ）ステップ８３４〜８３８ＣＰ　Ｕ　（１９）は２次元ＮＣデータを解析しくステ
ップＳ３４　）、２次元ＮＣデータが直線のときには（
ステップＳ３５　）　、この２次元ＮＣデータに基づい
て３次元ＮＣデータを作成する（ステップ５３６）。３
次元ＮＣデータは円筒の側面のある一点と円筒の底面と
が接する位置を原点０とするＸ−Ｙ−Ｚ空間の座標値と
して表わしたものである。

即ち、ある２次元ＮＣデータＰ“（ｘ”、ｙ’）にり・
Ｉ応する３次元ＮＣデータＰ　（ｘ、　　ｙ、ｚ、ｃ）
は以下の一般式によって表わせられる。

ｘ＝Ｒｓｉ口　θ ｙ＝Ｒ（１−ｃｏｓ　θ）２端ｙ。

Ｃ謬　θ θ−３ＧＯＸｘ’／２πＲ ■ である（たたし、ｎ−１〜２４）。従って、Ｐ　　　（
ｘ　＋　°　ｙｌ”Ｉ　　　　１１　　　　　　　　　
　　　・　θ　）・θ＋　−：３６０　ｘ　ｘ’　＋　
／　２πＲ１Ｐ（ｘ、ｙ、λ・　Ｚ　Ｉ、・　θ２）θ
２＝３６０×Ｘ′１．／２πＲ１Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ、　　θ　）、 θ２４　＝３ｂＯＸ　ｘ’　２４／　２　Ｗ　Ｒとなる
。

又、ＣＰ　Ｕ　（１９）は２次元ＮＣデータが円弧のと
きには（ステップＳ３７　）　、これを複数の直線に分
割して（ステップ３３８　）　、　３次元ＮＣデータを
作成する（ステップ８３Ｇ）。

又、ＣＰ　Ｕ　（１９）は２次元ＮＣデータが直線でも
円弧でもなく、Ｍコード等の補助コードのときには、ス
テップＳ４０に進む。

さらに、ＣＰ　Ｕ　（１９）は２次元ＮＣデータが直線
でも、円弧でも、補助コードでもないときは、エラー表
示を行なう（ステップ５４２）。

（ｃ）ステップ５４０ＣＰ　Ｕ　（＋９）は読み出すべき２次元ＮＣデータが
なくなるまで、ステップ３３３〜Ｓ４１を繰り返し実行
する。

（３）ステップＳ４ＣＰ　Ｕ　（１９）は作成した３次元ＮＣデータを座標
値メモリに記憶する。

（４）ステップＳ５ＣＰ　Ｕ　（１９）は３次元ＮＣデータを実行させ、機
械が正しく動作するか否かを確認する動作チエツクを行
なう。

（５）ステップＳ６ＣＰ　Ｕ　（１９）は動作チエツクにより異常がなげれ
ば処理を終了する。異常があったときはステップＳｔに
進む。

なお、本実施例では円筒側面切断用の３次元ＮＣデータ
を作成する場合について説明したが、マーキング加工用
の３次元ＮＣデータを作成する場合も同様に行なえる。

又、２次元ＮＣデータはＡＰＴ言語方式によるソフトエ
エアでなくても、２次元ＮＣデータが作成できるソフト
エエアであれば、トリミング変換に用いることができる
。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、３次元データ作成
手段がｘ−ｙ覧１之面上の点Ｐ’　（Ｘ’、　ｙ’）に
対応するｘ−ｙ−Ｚの３次元直交座標系の点Ｐ（ｘ、ｙ
、ｚ、ｃ）を、ｘ＝Ｒｓｉｎθ、ｙ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）、ｚ　−ｙ’ ｃ−３ＧＯＸｘ／２πＲとする３次元データを作成するようにしたので、実際に
レーザ加工用ヘッド等を移動させて、移動軌跡を教示し
て′３次元ＮＣデータを作成していた従来の゛３次元加
−Ｉユ用数値制御データ作成装置に比べて、短時間に３
次元ＮＣデータを作成できる３次元加工用数値制御デー
タ作成装置が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る３次元加工用数値制御データ作成
装置のブロック図、第２図及び第３図は第１図に示した
３次元加工用数値制御データ作成装置の動作を示すフロ
ーチャート、第４図、第５図及び第６図は第１図に示し
た３次元加工用数値制御データ作成装置により作成する
２次元ＮＣデータ及び３次元ＮＣデータの説明図、第７
図は３次元加工を行なうレーザ加工機の概略図、第８図
は第７図に示したティーチングボックスの説明図、第９
図は第７図に示したＮＣ制御装置のブロック図、第１０
図は従来の３次元加工用数値制御データ作成のフローチ
ャートである。各図中、１９はＣＰＵ　（中央処理装置）、２０はパス
ライン、２１は記憶装置、２２は主メモリ、２３は座標
値メモリ、２４はＮＣデータ用メモリ、２５はサーボコ
ントローラ、２Ｇはサーボモータである。なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくともＸ−Ｙ−Ｚの３次元直交座標系及び該
Ｚ軸回りのＣ軸座標系の３次元加工用数値制御データを
作成する３次元加工用数値制御データ作成装置において
、半径方向が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸に一致し、中心軸方
向が前記Ｚ軸に一致するように置かれた半径Ｒの円筒の
側面を展開したＸ’−Ｙ’平面上の点Ｐ’（ｘ’、ｙ’
）に対して、ｘ＝Ｒｓｉｎθ、ｙ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）、ｚ＝ｙ’、ｃ＝３６０×ｘ’／２πＲ（ただし、角度θは前記Ｚ軸回りの回転角）なる３次元
データＰ（ｘ、ｙ、ｚ、ｃ）を作成する３次元データ作
成手段を備えたことを特徴とする３次元加工用数値制御
データ作成装置。