JPH01224809A - 自動プログラミング装置 - Google Patents

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〕 この発明は、平面で構成された３次元のワークを加工す
る際の、３次元用加工データを作成する自動プログラミ
ング装置に間する。

（従来の技術） 第２４図は、座標教示方式を採る従来の加工機を示すも
ので、図中（１０１）は加工機本体、（１０２）は加工
ヘッド、（１０３）は加工テーブル、（１０４）は発振
器、（１０５）はＮＣ装置で、このＮＣ装置（ｔＯＳ）
は、そのメモリに、座標値および補間モードデータの記
憶部、ＮＣデータ作成プログラムの記憶部、およびＮＣ
データの記憶部を有し、ＮＣデータは、例えば紙テープ
等の記憶媒体を用いて外部に出力できるようになってい
る。（１０６）は座標教示装置、（１０７）は上記加工
テーブル（１０３）上に置かれた状態で座標教示がなさ
れるワークである。

従来の加工機システムは上記のように構成され、第２５
図に示されるようなワーク（１０７）における３次元Ｎ
Ｃデータを作成する場合には、まずワーク（１０７）を
加工テーブル（１０３）上に置き、座標教示装置を用い
、加工ヘッド（１０２）を加工経路（１０Ｂ）に従って
動かしてポイントの座標値を教示しく同図中１０９）、
次いで教示した座標値及び補間モードより教示データを
作成しく同図中１１０）、次いでこの教示データよりＮ
Ｃデータを作成する（同図中１１１）という（１０９）
〜（１１１）の３つの作業によってなされていた。

次に動作について説明する。第２５図で示されるような
ワーク（１０７）　に対して（１０８）で示される加工
経路で加工を施すデータを作成する場合、まず加工ヘッ
ド（１０２）を加工開始点（１０８ａ）上にもってくる
。次にそのポイントを教示し補間モード（直線）を入力
する。後は加工経路（１０８）中の■〜■まで加工ヘッ
ド（１０２）を動かし、その度に座標値と補間モードと
を人力する。■〜■まで終了して再び■まで戻ったら教
示を終了し、教示した座標値と補間モードとから、教示
データが作成される（図中１１０）。最後に教示データ
からＮＣデータが作成され（図中１１１）、必要に応じ
て紙テープ等の形で外部に出力され、これにより作業は
終了する。

（発明が解決しようとする課題〕 従来の加工機システムは、上記のように加工経路（ｉｏ
ａ）を教示して２面加工用データを作成する際に加工機
を必要とするため、その間加工機を稼動させることがで
きなかった。また、教示による入力では精度が悪く、Ｎ
Ｃデータの修正も、もう−度教示するか直接３次元のＮ
Ｃデータを修正するかの方法しかなく、手間がかかると
いう課題があった。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、加工機を用いることなく、３次元を意識せずに３次
元用の加工データを作成することができ、加工データの
修正も容易な自動プログラミング装置を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段） この発明に係る自動プログラミング装置は、３次元ワー
クを少なくとも２面に渡る加工経路に従って加工するた
めの加工データを作成する自動プログラミング装置にお
いて、形状データ作成手段により上記ワークの形状デー
タを作成し、展開データ作成手段により上記加工経路を
２次元に展開して表示し、折り返し条件指定手段により
上記展開データ作成手段で作成された展開データに対し
て画面上で折り返し位置と加工面を指定し、加工データ
作成手段により上記形状データ作成手段及び折り返し条
件指定手段からの各出力により３次元用の加工データを
作成するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、３次元の加工経路を２次元に展開
して表示した２次元データに対し、２面加工情報を与え
ることにより、３次元用の加工データ、即ち２面加工用
データを作成することができる。

（実施例） この発明においては、２面加工経路の展開データ（ｘＹ
平面データ）に対しグラフィック画面上で、折り返しポ
イント、加工面、折り返し半径（Ｒ値）等を指定するこ
とにより、２面加工用データを作成できるようにした点
に特徴を有しており、また、作成したデータをグラフィ
ック表示させることにより、加工経路を目視確認できる
ようにしている。

第１図はこの発明に係る自動プログラミング装置の一実
施例を示す全体構成図である。この実施例のものは、同
図に示すようように、３次元ワークを少なくとも２面に
渡る加工経路に従って加工するための加工データを作成
する自動プログラミング装置において、上記３次元ワー
クの形状データを作成する形状データ作成手段（１）と
、上記加工経路を２次元に展開して表示する展開データ
作成手段　（２）と、この展開データ作成手段　（２）
で作成された展開データに対して画面上で折り返し位置
と加工面を指定する折り返し条件指定手段　（３）と、
上記形状データ作成手段（１）からの出力及び折り返し
条件指定手段　（３）からの出力により３次元用の加工
データを作成する加工データ作成手段（４）とを備えて
構成されている。

第２図はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸で定められる３次元空間に
置かれた３次元ワーク（１１）を示しており、このワー
ク（１１）を、加工面としてのＸＹ面（１２）とＸＺ面
（１３）１７）２面に渡る加工経路（１４）ニ従って加
工する場合を示している。（１５）は加工経路（１４）
の折り返しポイントであり、折り返し半径Ｒの場合を示
している。このようなワーク（１１）の２面加工用デー
タを作成するには、まず、形状データ作成手段（１）に
よりワーク（１１）の加工面の位置関係を決め、ワーク
形状データを作成する。

次に第３図に示すように、あらかじめ展開データ作成手
段　（２）により加工経路（１４）を２次元に展開した
２面加工用データの展開データ（１６）を作成するとと
もに画面（１７）に表示する。次にこの展開データ（１
６）に対して折り返し条件指定手段（３）により折り返
し条件を指定する場合について説明すると、画面（１７
）上で、折り返し軸（１８）をマウス又はカーソルキー
にて移動させて折り返しポイント（１５）を位置決めす
る。なお、この折り退しポイント（１５）の指定は加工
原点（１９）と折り返し軸（１８）との垂直距１１　（
ｄ）を入力してもよい。こうして折り返し軸（１８）を
介して、加工経路（１４）が、開始面としてのＸＹ面（
１２）と次面としてのＸＺ面（１３）とに分けられる。

第４図は第３図とは異なり折り返しポイントが座標軸に
対して傾斜している場合を示しており、折り返し軸（１
８）と原点（１９）との垂直距離（ｄ）を入力した場合
には、Ｘ軸と折り返し軸（１８）とのなす角（傾斜角θ
）を入力する。第２〜４図における加工面の指定として
は、加工面の位置関係を決めた時に、決めた面名称で開
始面（１２）と次面（１３）とを人力する。もし開始面
（１２）と次面（１３）との間に折り返し半径Ｒが存在
する時には、このＲの値も入力する。折り返し条件指定
手段（３）からの以上のデータの出力と、上記形状デー
タ作成手段（１）からのワーク形状データの出力とを利
用して加工データ作成手段（４）により２面加工用デー
タを作成するとともに、第５図に示すように画面（１７
）上に２面加工用の加工データ（２０）を表示する。こ
の表示は図形の回転角、傾斜角を入力することにより、
見る位置を変えることができるようになっている。

次にこの発明の動作について第６〜１１図に基づいて説
明する。まず、第７図に示すワーク（３１）に対し、加
工経路（３２）のような２面加工を行なう場合には、第
８図に示すような２面加工用の展開データ（３３）を作
成する（ステップ２０１）。なお、（３４）は加工の開
始面となるＸＹ十面、（３５）は開始面（３４）に続い
て加工する次面となるＸＺ面である。次に形状データ作
成手段（１）によって、加工する面名称（即ちＸＹ十面
（３４）とＸＺ面（３５））とその位置関係を決めて、
ワーク（３１）の形状データを作成する（ステップ２０
２）。次に、第９図に示すように作成した２面加工用展
開データ（３３）を入力すると画面（１７）上にこの展
開データ（３３）をグラフィック表示する（ステップ２
０３）。次に第９図に示す折り返し軸（１８）を決める
ために、この実施例ではマウスやカーソルキーを使用せ
ずに原点（１９）（座標ｘ、ｙ−ｏ、Ｏ）から折り返し
軸（１８）　ニ垂線をひいて交点（３Ｂ）　（座標Ｘ％
Ｙ−５０，９０）を求め、この交点（３６）を入力して
折り返しポイントを指定している（ステップ２０４）。

この交点（３６）は原点（１９）から折り返し軸（１８
）への最短距離の点となる。次いで折り返し軸（１８）
の軸傾斜角θ（θ＝３０°）を入力する（ステップ２０
５）。次に第９図に示される加工開始面（ＸＹ十面＞　
　（３４）と次面（ＸＺ面）　（３５）とを指定して入
力しくステップ２０６）、次いで加工経路（３２）の側
面を示す第１０図中の折り返し半径Ｒ（Ｒ＝５）を入力
する（ステップ２０７）。これにより、上記形状データ
と上記各入力データとにより、２面加工データを作成し
くステップ２０８）、第１１図に示すように画面（１７
）上に、作成された３次元用の２面加工データ（３７）
をグラフィック表示する（ステップ２０９）。

次に上記形状データ作成手段（１）の具体的構成及び動
作について第１２〜２３図を参照しながら説明する。

第１２図は形状データ作成手段（１）の一実施例を示す
全体構成図である。この実施例は、Ｘ軸とＺ軸とで定ま
るＸＺ面、ＸＺ面をＹ軸のプラス方向に８勤させたｘＺ
十面、Ｙ軸とＺ軸とで定まるＹＺ面、ＹＺ面をＸ軸のプ
ラス方向に移動させたＹＺ＋面、およびＸ軸とＹ軸とで
定まるＸＹ面を２軸のプラス方向に移動させたＸＹ十面
の５つの基本面を、ワークの面に関する形状情報として
それぞれ記憶する面情報記憶手段（３０１）　と、上記
各基本面を基準面に対し傾斜させた場合の基準面からの
傾斜角を、ワークの傾斜角に関する形状情報としてそれ
ぞれ記憶する傾斜角情報記憶手段（３０２）　と、上記
各基本面を基準軸廻りに回転させた場合の回転角を、ワ
ークの回転角に関する形状情報としてそれぞれ記憶する
回転角情報記憶手段（３０３）　　と、２次元ＮＣデー
タの入力手段（３０５）　と、をそれぞれ設け、上記各
記憶手段（３０１）　、　（３０２）からの形状情報と
、入力手段（３０５）から入力される２次元ＮＣデータ
の座標データおよび傾斜角データとに基づき、傾斜変換
手段（３０６）　において、２次元ＮＣデータを傾斜角
により３次元データに変換するとともに、上記各記憶手
段（３０３）からの形状情報と、入力手段（３０５）か
ら人力される２次元ＮＣデータの回転角データとに基づ
き、回転変換手段（３０７）において、傾斜変換手段（
３０６）からの３次元データの回転による変換を行い、
さらに人力手段（３０５）から入力されるワーク原点か
らり動径原点までの距離データおよび機械原点からワー
ク原点までの距離データに基づき、距離変換手段（３０
８）において、上記回転変換手段（３０７）からの出力
信号の距離による変換を行って３次元ＮＣデータを得る
ように構成されている。

次に、このワークの形状情報について説明する。まず、
第１３図に示すように基本となる５つの面を、ｘ、Ｚ軸
による定まる平面をＸＺ面（５０）、ＸＺ面（５０）ヲ
Ｙ！Ｔｉ４ＩＩノブラス方向に６動サセた平面をｘＺ十
面（５１）、Ｙ、Ｚ軸で定まる平面をＹＺ面（５２）、
ＹＺ面（５２）をＸ軸のプラス方向に８動させた平面を
ＹＺ十面（５３）、Ｘ、Ｙ釉で定まる平面をＺ軸のプラ
ス方向に８動させた平面をＸＹ十面（５４）と定義する
。また、第１４図に示すように、例えばＸＺ面（５０）
を符号（５０ａ）で示す位置まで８勤させた場合、ワー
ク原点（５５）から８動後の原点（５６）までの距離を
距離（５７）と、またワーク原点（５５）から機械原点
（５８）までの距離を距ｌ１ｉｆｔ（５９）と定義する
。また第１５図に示すように、例えばＸＺ面（５０）を
符号（５０ｂ）で示す位置までＸＹ面側に傾斜させた場
合、基準面としてのＸＹ面に対するＸＺ面（５０ｂ）の
なす角度を傾斜角θ、と定義する。また第１６図に示す
ように、例えばＸＺ面（５０）を符号（５０ｃ）で示す
位置まで基準軸としてのＺ軸廻りに回転させた場合、符
号（５０Ｃ）のＸＺ面（５０）に対する角度を回転角θ
２と定義する。また第１７図に示すように、例えばＸＺ
面（５０）の２次元ＮＣデータの座標データ（Ｘ’　、
Ｙ’　）の、基準となるＸ軸とのなす角度をずれ角ωと
定義する。なお、第１４〜１７図では、ＸＺ面（５０）
を例に採って示したが、他の各面（５１）　、　（５２
）　、　（５３）　、　（５４）についても同様に定義
する。また上記傾斜角θ１および回転角θ２は、他の面
との混同を避けるため、−９０°≦θ１≦９０゜、−４
５°≦０２≦４５°の範囲とする。　このように定義さ
れたワークの形状情報は、キーボードから入力されてメ
モリに送られ、ＣＰＵで処理されてメモリに形状データ
が作成され、フロッピーディスクドライブに出力される
ようになっているとともに、３次元ＮＣデータを作成す
る際に、フロッピーディスクドライブからメモリ上に転
送されるようになっている。このメモリにはまた、３次
元ＮＣデータを作成する際に、フロッピーディスクドラ
イブまたはり−ダ／パンチャあるいはキーボードから２
次元ＮＣデータが入力され、またキーボードから、上記
距離（５７）　、　（５９）の情報および角度θ１．θ
２に関する情報が人力されるようになっている。そして
これらのデータは、ＣＰＵに転送されて３次元変換され
、この変換により作成された３次元ＮＣデータは、メモ
リに出力された後、ＣＲ７画面、フロッピーディスクド
ライブ、リーダ／パンチャ、あるいはプリンタに出力さ
れるようになっている。

ところで、上記３次元変換は、以下のようにして行われ
るようになっている。すなわち、例えば、ＸＺ面（５０
）について、変換前の２次元ＮＣデータを（Ｘ’　、Ｙ
’　）、変換後の３次元ＮＣデータを（ｘ、ｙ、ｚ）と
した場合、上記２次元ＮＣデータは、次式を用い傾斜角
θ１による変換が行われて３次元データが得られる。

この３次元データは次式を用い回転角θ２．ずれ角ωに
よる回転変換がなされる。

この（２）式で得られた３次元データは、次式を用い、
８勤および機械原点からワーク原点までの距離による変
換がなされて３次元ＮＣデータが得但しＸ＋　、Ｙｌ　
、Ｚ、：　Ｘ、Ｙ、Ｚ（７）移動による距離 Ｘ２．Ｙ２．Ｚ２　　・Ｘ、Ｙ、Ｚの機械原点からワー
ク原点までの 距離 このようにして、Ｘ２面（５０）についての３次元変換
が終了したならば、他の面（５１）　、　（５２）　。

（５３）　、　（５４）について、同様の３次元変換が
行われる。

次に、この形状データ作成手段（１）の上記実施例の動
作を、第１８図に示すフローチャートおよび第１９〜２
３図に示す説明図を参照して説明する。

まず、第１８図のステップ（８１）において、ワークの
原点位置を決める。例えば、第１９図に示すワークの場
合には、ワーク原点（５５）の位置を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝
　（０，Ｏ，Ｏ）　に決めたことを示している。

次いで、ステップ（８２）において、ワークの各平面が
各基本面（５０）　、　（５１）　、　（５２）　、　
（５３）　、　（５４）のどの面に相当するかを決める
。例えば第１９図の場合、Ｘ２面（５０）に対応する面
としてｘｚ対応面（９ｏ）が決められ、またＹＺ面（５
２）に対応する面としてＹＺ対応面（９２）が決められ
る。その他の面につぃても同様に決められる。

次いで、まずＸｚ対応面（９０）について、その原点位
置（９０ａ）からワーク原点（５５）までの距離を入力
する（ステップ８３）０例えば上記原点位置（９０ａ）
　＋７３座標を（Ｘ、　Ｙ、　Ｚ）　−（１０，５，Ｏ
）とすれば、この（１０，５，０）を入力する。そして
その後、ステップ（８４）においてＸｚ対応面（９０）
の傾斜角θ１を入力するとともに、ステップ（８５）に
おいて、ＸＺ対応面（９０）の回転角θ２を入力する。

例えば第２０図および第２１図の場合、傾斜角θＩ；７
０°１回転角θ２＝３０°、を入力する。

以上の入力データにより、ステップ（８６）においてＸ
Ｚ対応面（９０）における形状データを作成し、ステッ
プ（８７）において加工すべきすべての面を入力したか
否か判断する。第１９図の場合、加工すべき面がまだ存
在するので、ステップ（８３）に戻って次の面について
同様の操作を行う。すなわち、次にＹＺ対応面（９２）
についてその形状データを作成する。

第１９図、第２２図および第２３図に示すように、ＹＺ
対応面（９２）は、ワーク原点（５５）からＹＺ対応面
（９２）の原点（９２ａ）までの距離が（Ｘ、Ｙ。

Ｚ）−（０，８，０）で、傾斜面θ１が９０＠。

回転角θ２が００であるので、これらのデータを入力す
る。

このようにして加工すべきすべての面のデータを入力し
たならば、キーボードから、機械原点（５８）からワー
ク原点（５５）までの距離（５９）の値（ｘ、ｙ、ｚ）
−（１ｏ、ｔ　５．２０）を入力する。そして、２次元
ＮＣデータを読み込んで、ステップ（８８）において３
次元データを作成する。

この３次元変換は、次のようにして行う。すなわち、例
えば、ＸＺ対応面（９０）の２次元ＮＣデータの座標デ
ータが（Ｘ、Ｙ）＝　（１０，２０）であるとすると、
まず（！）式を用いて３次元データに変換する。　。

次に、（４）式の解を上記（２）式に代入する。

・・・（５） 次に、（５）式の解を上記（３）式に代入する。

このようにして、ＸＺ対応面（９０）の３次元データの
座標データが得られたならば、加工すべき他の加工面に
ついて同様の演算を行う。なお、この実施例においては
、平面で構成される立体形状の３次元変換について示し
たが、曲面で構成される立体形状の３次元変換も、ワー
ク形状データ作成において、曲面の半径や中心座標を入
力することにより同様に適用できる。

しかして、この発明は、平面で構成される３次元のワー
クを加工する際の３次元ＮＣデータ作成手段として、２
面に渡る加工データを作成する場合、あらかじめ作成し
ておいた２面加工経路の展開データ（ＸＹ平面データ）
に対し、グラフィック画面上で、折り返しポイントを指
定し、加工面、折り返し半径Ｒ値等を入力すれば３次元
の２面加工用データを作成でき、また作成したデータを
グラフィック表示させることができるため、自動プログ
ラミング装置上でデータ作成ができ、加工機の稼動を止
めなくても良いし、教示方式でデータを作成しないので
精度が良く、又２次元データから３次元データを作成す
るので、修正についても３次元データを修正しなくて良
く、２次元データ、又は形状データの修正だけで行なえ
るので手間がかからない。

なお、上記実３１例では、２面加工の場合について説明
したが、折り返しポイントの指定、軸傾斜角、加工面、
折り返し半径（Ｒ値）の人力を一つの展開データに対し
複数回できるようにすれば、３面以上の多面にわたる加
工データの作成かできる。

また、ワークの外表面の平面は広い面でなくてもよく、
又ワークは多角形のものでもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、自動プログラミング装
置上で２次元データを入力するだけで３次元用の加工デ
ータが作成できるようにしたことから、加工機を用いな
くても上記加工データを高精度で作成できることとなり
、加工機の稼動率が向上し、しかも加工データの修正も
、入力データを修正するだけでよいので修正作業が容易
である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜１１図はこの発明の一実施例を示す図であり、第
１図は自動プログラミング装置の全体構成図、第２〜５
図は２面加工データの作成方法の構成を示す説明図、第
６図はその動作を示すフローチャート、第７〜１１図は
同じく動作を示す説明図、第１２〜２３図はこの発明に
係る形状データ作成手段（１）の構成と動作を示す説明
図、第２４図は従来の加工機の外観を示す斜視図、第２
５図は同じ〈従来装置における３次元データの作成方法
を示す説明図である。 （１）・・・形状データ作成手段、 （２）・・・展開データ作成手段、 （３）・・・折り返し条件指定手段、 （４）・・・加工データ作成手段、 （１１）、（３１）　　・・・ワーク、（１２）・・・
加工面（開始面、ＸＹ面）、（１３）・・・加工面（次
面、ＸＺ面）、（１４）　、　（３２）・・・加工経路
、（１７）・・・画面。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３次元ワークを少なくとも、２面に渡る加工経路に従っ
   て加工するための加工データを作成する自動プログラミ
   ング装置において、上記ワークの形状データを作成する
   形状データ作成手段と、上記加工経路を２次元に展開し
   て表示する展開データ作成手段と、この展開データ作成
   手段で作成された展開データに対して画面上で折り返し
   位置と加工面を指定する折り返し条件指定手段と、上記
   形状データ作成手段及び折り返し条件指定手段からの各
   出力により３次元用の加工データを作成する加工データ
   作成手段とを備えたことを特徴とする自動プログラミン
   グ装置。