JPH02153404A - 領域加工方法 - Google Patents

領域加工方法

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JPH02153404A
JPH02153404A JP30806088A JP30806088A JPH02153404A JP H02153404 A JPH02153404 A JP H02153404A JP 30806088 A JP30806088 A JP 30806088A JP 30806088 A JP30806088 A JP 30806088A JP H02153404 A JPH02153404 A JP H02153404A
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curve shape
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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】 [産業上の利用分野コ この発明は、数値制御工作機械における領域加工方法に
関するもので、特に、外形曲線とその外形曲線の内部に
存在する少なくとも2つの閉曲線とで挟まれた領域を加
工する領域加工方法に関するものである。
[従来の技術] 一般に、数値制御加工としては、直線と円弧よりなる外
形曲線(OL C)で囲まれた領域内部を所定の深さに
刺貫く加工や、領域内部を形彫りする加工がある。かか
る加工においては、第13図の従来の領域加工方法を示
す説明図の(a)に示すように、一方向(実線矢印方向
)に第(1−1)番目の切削通路(P T 1−1)に
沿って加工を行ない、切削完了後、工具を所定量上昇さ
せ、次いで、前記工具を点線矢印方向に次の第(1)番
目の切削通路(PTI)の加工開始点(Ps)の真上に
位置決めし、しかる後、工具を加工開始点(P s)ま
で降るし、第(1)番目の切削通路(PTI)に沿って
、実線矢印方向に工具を移動させて加工を行ない、以後
、同一方向切削を繰り返す領域加工方法が実施されてい
る。
また、別の領域加工方法としては、第13図(b)に示
すように、第(1−1)番目の切削通路(P T 1−
1)に沿った切削終了後、加工終点(Pe)から次の第
(i)番目の切削通路(PTl)の加工開始点(Ps)
まで工具を移動させ、しかる後、第(1)番目の切削通
路(PTI)に沿って、矢印方向に往復切削する領域加
工方法も実施されている。
ところで、第14図の従来の加工領域を示す説明図及び
第15図の前記第14図に示す領域の加工方法を示す動
作の説明図に示すように、外形曲線(OLC)と前記外
形曲線(OLC)の内部の閉曲線(INC)とで挟まれ
た領域(AR;斜線部)の加工が要求される場合がある
例えば、閉曲線(INC)で囲まれた領域(以後、高部
(IRD)という)に他の部品との結合用ボルト穴を形
成したり、或いは、高部(IRD)を別の工具を用いて
領域(AR)より深く刺貫く必要がある場合等がそれで
ある。
ここで、第16図の従来の領域加工方法のオフセット曲
線形状を示す説明図に示すように、外形曲線(OLC)
の内部に2つの高部(IRDI)。
(IRD2)が互いに接近して存在し、各高部(IRD
I)、(IRD2)を特定する閉曲線(INCI)、(
INC2)を所定量(例えば、工具径rraJと仕上げ
代rtJを加算した値)オフセットしたオフセット曲線
形状(INFI)。
(INF2)が交差するような場合は、次のような方法
をとる。
第17図は上記第16図に示すオフセット曲線形状の従
来の領域加工方法を示す説明図である。
外形曲線(OLC)と、前記外形曲線(OLC)の内部
に存在する少なくとも2つの閉曲線(INCI)、(I
NC2)とで挟まれた領域(AR)を加工する加工方法
は、各閉曲線(INCI)。
(INC2)からその外側に工具径rraJに応じてオ
フセットしたオフセット曲線形状(INFl)、  (
INF2)を求めるステップ、オフセット曲線形状(I
NFI)、  (INF2)同士が交差するかを判別す
るステップ、オフセット曲線形状(INFI)、(IN
F2)が交差するとき、交差する第1のオフセット曲線
形状(INFl)により囲まれる領域と第2のオフセッ
ト曲線形状(INF2)により囲まれる領域の共通領域
(C8A)を形成する第1、第2のオフセット曲線形状
部分(INFI−)、(INF2−)を除去してなる合
成オフセット曲線形状(COF C)を求めるステップ
、工具中心が合成オフセット曲線形状(COF C)の
内側に進入しないように領域加工するステップによって
それらが処理される。
第18図は、例えば、特開昭60−127952号公報
に示された従来の領域加工方法を実現する数値制御装置
を示す全体構成図である。また、第19図及び第20図
は従来の領域加工方法を示すフローチャートである。
図において、(101)は操作盤、(102)は中央演
算回路(CP U)、(103)は数値制御(NC)デ
ータ読取り装置、(104)は数値制御テープ、(10
5)は中央演算回路(102)をコントロールして各種
処理を行なうためのシステムプログラムが入ったROM
1 (106)はデータ入出力装置、(107)は工作
機械、(108)はパルス分配器、(109X)、(1
09Y)、(109Z)は各々X軸、Y軸、Z軸のサー
ボ回路、(IIOX)、  (IIOY)、  (11
0Z)は各軸のサーボモータ、(111)、  (11
2)。
(113)はプログラムを格納したり、ワーク用に使用
するRAMメモリである。
以下、第19図及び第20図に従って従来の領域加工方
法を説明する。
ステップ201で操作盤(101)上のサイクルスター
ト釦を押圧すれば、中央演算回路(102)はステップ
202で数値制御データ読取り装置(103)により数
値制御テープ(104)がら1ブロック分の数値制御デ
ータを読み取らす。なお、数値制御テープ(104)に
は、通常の通路データ、G機能命令データ、M−、S−
、T−機能命令データ等に加えて領域加工用のデータが
記録されており、数値制御プログラムの末尾にはプログ
ラムエンドを示すMコードrMO2Jが記録されている
。また、領域加工用データの始めには、以降のデータが
領域加工用データであることを示す領域加工指令が記録
され、領域加工用データの終りには、領域加工用データ
の終りを示すコードが記録されている。
ステップ203で中央演算回路(102)は、ROM(
105)に記憶されている制御プログラムの制御により
読取った数値制御データが、プログラムエンドを示すr
MO2Jであるかどうかを判別し、rMO2Jであれば
数値制御処理を終了する。
一方、ステップ204で読取った数値制御データがプロ
グラムエンドを示すrMO2Jでなければ、前記数値制
御データが領域加工指令であるかどうかを判別する。数
値制御データが領域加工指令でなければ、ステップ20
5で中央演算回路(102)は通常の数値制御処理を実
行する。例えば、数値制御データがM−、S−、T−機
能命令であれば、これらを数値制御装置と機械間のイン
タフェース回路として機能するデータ入出力装置(10
6)を介して工作機械(107)に出力し、前記工作機
械(107)からM−、S−、T−機能命令に対する処
理完了を示す完了信号が発生したとき、数値制御データ
読取り装置(103)により次の数値制御データを読み
取らせる。
また、数値制御データが通路データであれば、以下の通
路制御処理を実行する。すなわち、各軸のインクリメン
タル値rX1.Yl、ZIJを求め、前記インクリメン
タル量と指令送り速度「F」とから、各軸方向の速度成
分[Fx、Fy、FzJを次式 %式%) より求め、しかる後予め定められている時間21秒(−
8s+ 5ee)の間に各軸方向に移動すべき移動量「
ΔX、ΔY、ΔZ」を次式 %式%) より求め、これら「ΔX、JY、ΔZ」を時間ΔT秒毎
にパルス分配器(108)に出力する。
パルス分配器(108)は、入力データ「ΔX。
ΔY、ΔZ」に基づいて同時3軸のパルス分配演算を行
なって、パルスrXp、Yp、ZpJを発生させ、前記
分配パルスを各軸のサーボ回路(109X)、  (1
09Y)、  (109Z)に入力し、サーボモータ(
IIOX)、  (IIOY)、(110Z)を回転す
る。これにより、工具はワークに対し相対的に目標位置
に向けて移動される。
また、中央演算回路(102)は、71秒毎にワーキン
グメモリ(112)に記憶されている各軸方向現在位置
rXa、Ya、ZaJを、次式により更新する(符号は
移動方向に依存する)。
Xa±11 X →X a  ・(3a)Ya±ΔY 
→Y a  −(3b) Za±ΔZ −+ Z a  −(3c)さらに、中央
演算回路(102)は同様に71秒毎にワーキングメモ
リ(112)に記憶されている残移動量「XrSYrS
Zr (XrSYr。
Zrの初期値はインクレメンタル値X1 、Yl 。
Zlである)」を次式により更新する。
Xr−ΔX 4 X r  ・(4a)Yr−ΔY−4
Y r  −(4b) Zr−ΔZ −* Z r  −(4c)そして、中央
演算回路(102)は Xr=Yr=Zr=0  − (5) となれば、数値制御データ読取り装置(103)をして
、次の数値制御データを読み取らせる。
ステップ204の判別処理において、数値制御データが
領域加工命令であれば、ステップ206で領域加工デー
タの終りを示すコードが読み出されるまで、数値制御デ
ータ読取り装置(103)をして領域加工データを読み
取らせ、RAM (111)に格納する。
なお、領域加工データは、 ■領域の外形曲線(OL C)を特定するデータ、■外
形曲線内部の2つの閉曲線(INCI)。
(INC2)を特定するデータ、 ■切削方向データ(第17図のA矢印方向またはD矢印
方向のいずれかの方向に工具を移動させて切削九るかを
示すデータ)、 ■切込み方向データ(第17図のB矢印方向または、C
矢印方向のいずれかの方向に切削通路(PTl)をシフ
トさせるかを示すデータ)、■切込み方向のピッチ量(
切削通路(PTI )のシフト量)「L」、 ■切削速度、 ■切込み方向始点rPs J、 ■切込み方向終点rPeJ、 ■アプローチ平面の位置、 等である。
以下においては、切削方向を「−X」方向、切込み方向
を「+Y」方向、アプローチ平面を「XY」平面に平行
で高さrZaJ、切込み方向始点rPs Jを「X51
YS」、切込み方向終点rPe Jを[Xe 、Ye 
Jとする。
領域加工データの読取りが終了すれば、中央演算回路(
102)は、ステップ208で外形曲線(OL C)か
ら工具半径「ra」と仕上げ代rtJを加算した距離[
D (=ra+t)Jだけ内側にオフセットしたオフセ
ット曲線形状(OF C)と、閉曲線(INCI)、(
INC2)から距離「D」だけ外側にオフセットしたオ
フセット曲線形状(INFI)、(INF2)を演算し
てRAM(111)に記憶する。なお、前記距離rDJ
は工具半径rraJと等しくしてもよい。また、工具半
径rraJは、工具番号と工具半径との対応を記憶する
オフセットメモリ(113)から、指令工具番号に対応
する半径値を読み取ることにより得られる。
前記オフセット曲線形状(OF C)とオフセット曲線
形状(INFI)、(INF2)は、以下の処理により
求められる。
すなわち、第21図の従来の領域加工方法におけるオフ
セット曲線形状を求める処理を示す説明図に示すように
、外形曲線(OLC)を特定する2つの直線を(81)
 、  (82)とすれば、直線(SL )、  (8
2)からそれぞれ距離rDJだけ離れた直線(St’)
、  (32°)を求め、前記直線(Sto)、  (
S2’)の交点(P2)がオフセット曲線形状(OF 
C)を特定する1つのポイントとなる。したがって、以
下同様に交点を求め、RAM(111)に記憶すればオ
フセット曲線形状(OFC)が求まり、同様にオフセッ
ト曲線形状(INFI)、(INF2)が求まることに
なる。
前記オフセット曲線形状(OFC)とオフセット曲線形
状(INFI)、(INF2)が求まれば、ステップ2
09で中央演算回路(102)は、これらオフセット曲
線形状データを外形曲線、各閉曲線を特定するデータと
共に、デイスプレィ装置(114)に出力する。
次いで、中央演算回路(102)は、内部的にオフセッ
ト曲線形状(INFI)とオフセット曲線形状(INF
2)が交差するか否かの判別に入る。
すなわち、オフセット曲線形状(INFI)。
(INF2)は、共に多数の直線と円弧(以後、直線、
円弧を要素という)により構成されているから、第22
図の従来の領域加工方法における交差するオフセット曲
線形状を示す説明図に示すように、オフセット曲線形状
(INFI)は要素(Elf) 、  (EL2) −
(Eln)により構成され、オフセット曲線形状(IN
F2)は要素(E21) 。
(E 22)・・・(E 2m)により構成されている
したがって、まず、ステップ210で「1→i」、「1
→j」とし、次いで、ステップ211でオフセット曲線
形状(INFI)の第riJ要素rEIIJがオフセッ
ト曲線形状(INF2)の第「j」要素r E 2jJ
に交差するかいなかを判別する。交差しなければステッ
プ212で「j+1→j」とし、ステップ213でNJ
とオフセット曲線形状(INF2)の要素数rmJとの
大小を比較する。そして、「15m」であれば、ステッ
プ211以降の処理を繰返す。ステップ213の大小比
較において、rj>mlとなれば、ステップ214で「
1→j。
i+l→i」として、ステップ215でriJとオフセ
ット曲線形状(INFI)の要素数rnJとの大小を比
較する。そして、「i≦n」であれば、ステップ211
以降の処理を繰返す。
以上の処理により、交差することなく ri>n」とな
れば、中央演算回路(102)はオフセット曲線形状(
INFI)とオフセット曲線形状(INF2)が交差し
ないと判断する。
一方、ステップ211において、要素rE1.lJが要
素rE2jJと交差すれば、中央演算回路(102)は
、オフセット曲線形状(INFI)とオフセット曲線形
状(INF2)とが交差すると判断すると共に、以下の
合成オフセット曲線形状を生成する処理を行なう。
ステップ216で、要素rEllJ 、  rE12J
・・・r E 1(1−1)Jを合成オフセット曲線形
状の要素であるとして、RAM (111)に記憶する
と共に、要素rELiJの始点rPI Jから上記交差
点「C1;第21図参照」までの部分「Ello」を合
成オフセット曲線形状の要素であるとして、RAM(1
11)に記憶し、ステップ217で「i→1」とする。
次いで、ステップ218で要素rEILJ。
r E 12J・・・r E lnJをたどる方向並び
に要素「E21J 、  rE22J−rE2mlをた
どる方向が、時計方向か反時計方向かを判別する。なお
、この方向データは領域加工データとして与えられてい
る。
この方向が、共に時計方向あるいは反時計方向であれば
、前記交差点rcl Jから要素rE2jJの終点rQ
j Jまでの部分子E2j’Jを合成オフセット曲線形
状の要素であるとしてRAM (111)に記憶する。
なお、この方向が異なる場合には、以降の処理と略同様
に合成オフセット曲線形状が生成できるから、その説明
を省略する。
次いで、中央演算回路(102)は、ステップ219で
[i+1→t、j+1−jJとする。しかる後、ステッ
プ220でオフセット曲線形状(INF2)の要素rE
2jJがオフセット曲線形状(INFI)の要素rEl
IJと交差するか判別する。
そして、交差しなければ、ステップ221で「i+1→
i」とし、ステップ222でriJとrnJの大小を比
較する。ステップ222で「i≦n」であれば、ステッ
プ220以降の処理を繰返す。ステップ222で「i>
n」であれば、中央演算回路(102)はステップ22
3で要素r E 2jJを合成オフセット曲線形状の要
素であるとしてRAM(111)に記憶すると共に、ス
テップ219で「i+1→i、j+l→j」としてステ
ップ220以降の処理を繰返す。なお、rj>mJとな
れば、「1−j」とする。
ステップ220の判別処理において、要素r E 2j
Jが要素rEIIJと交差すれば、ステップ224で要
素rE2jJの始点rP1°」から交差点rci’Jま
での部分子E2j”J及び交差点rci’Jから要素r
E11Jの終点rQ1’Jまでの部分子Eli”J、並
びに要素rEL(1+1)Jから要素rElnJまでの
全要素を、合成オフセット曲線形状の要素としてRAM
 (111)に格納して、合成オフセット曲線形状(C
OFC)の生成処理を終了する。
なお、オフセット曲線形状(INFI)、(INF2)
の各構成要素をたどる方向が異なる場合には、予め一方
の構成要素を逆順に並べ換えて他方と同一方向にしてお
けば、ステップ218の方向判別処理は、不要になる。
以上の処理により、第1のオフセット曲線形状(INF
I)により囲まれる領域と、第2のオフセット曲線(I
NF2)により囲まれる領域の共通領域(CS A)を
形成し、第1、第2のオフセット曲線形状部分(INF
1′)、(INF2−)を除去してなる合成オフセット
曲線形状(COFC)が生成される。
前記オフセット曲線形状(INFI)とオフセット曲線
形状(INF2)が交差しなければ、領域加工不可能部
分がないから、中央演算回路(102)は1方向あるい
は往復切削に基づいて領域加工する。なお、以後、ここ
では、1方向切削により加工するものとする。
ステップ225で「1→k」とし、中央演算回路(10
2)は第23図の従来の領域加工方法におけるオフセッ
ト曲線形状に交差する部分がない場合の処理を示す説明
図に示すように、第に番目の切削通路rPTkJを特定
する処理を行なう。すなわち、ステップ226で直線r
sLkJを生成する。なお、直線rsLkJは次式 %式% により表現される。
しかる後、中央演算回路(102)は、ステップ227
で直線rSLkJとオフセット曲線形状(OF C)と
の交点rPk J、rQk Jを算出すると共に、直線
(SLk)とオフセット曲線形状(INFI)、(IN
F2)との交点rRk J、rSk J ; rTk 
J、rUk Jを求める。なお、交点rPk J、rQ
k Jのうち、X座標値が大きいほうの交点が加工開始
点となり、小さいほうが加工終了点となる。なお、交点
rRk J、rTk Jが存在しなければ、当然、交点
rsk J、rUk Jも存在しない。つぎに、ステッ
プ228でステップ205と同様の通路処理を行なって
、切削送りで、工具を加工開始点rPk Jから加工終
了点rQk Jまで移動させ、第に番目の切削通路rP
Tk Jに沿った切削を行なう。交点rRk Jまたは
交点rTk Jの一方のみが存在する場合には(rRk
 J点のみが存在するものとする)、中央演算回路(1
02)は、切削送りで、工具を加工開始点rPk Jか
らrRk J点まで移動させ、rRk J点への工具が
到着後、早送りで工具を+Z軸方向にアプローチ平面ま
で引上げ、アプローチ平面到達後、前記アプローチ平面
上をrsk J点の真上まで工具を早送りで移動させ、
次いで、工具をrSk J点まで切削送りで移動させ、
しかる後、rsk J点から加工終了点rQk Jまで
切削送りで移動させ、第に番目の切削通路rPTkJに
沿った切削を行なう。
交点rRk J、rTk Jの両方が存在する場合には
、工具をrSk J点から加工終了点rQk Jまで移
動させず、交点rTk J点まで切削送りで移動させ、
rTk J点へ工具が到達後、早送りで工具を+Z軸方
向にアプローチ平面まで引上げ、アプローチ平面到達後
、前記アプローチ平面上をrUk J点の真上まで工具
を早送りで移動させ、次いで、工具をrUk J点まで
降下させ、しかる後、rUk J点から加工終了点rQ
k Jまで切削送りで移動させ、第に番目の切削通路r
PTkJに沿った切削を行なう。
切削通路rPTkJに沿った切削が終了すれば、ステッ
プ229でY軸方向の現在位置座標値(Ya;ワーキン
グメモリ(112)に記憶されている)と切込み方向終
点Yeとの差分ΔY(=Ye−Ya)を求め、前記差分
がピッチ量りより大きいかいなかを判別する。ΔY≧し
てあれば、中央演算回路(102)はrk+1−kJの
演算を行なって、ステップ226以降の処理を繰返す。
一方、ΔY<Lであれば、中央演算回路(102)は、
ステップ231でオフセット曲線形状(OFC)、オフ
セット曲線形状(INFI)、  (INF2)に沿っ
て、切削送りで工具を移動させて、削り残し部を加工し
、領域加工を終了する。
しかる後、次の数値制御データを読取って、上記処理を
繰返す。
一方、オフセット曲線形状(INFI)と(INF2)
が交差する場合には、前述したように、直線(SLK)
とオフセット曲線形状(OF C)との交点、直線(S
LK)と合成オフセット曲線形状(COFC)との交点
を求め、これら各交点の座標値を用いて、上記ステップ
255からのルーチンと同様に切削通路(PTk)の切
削を行なって領域加工を行なう。
[発明が解決しようとする課題] 従来の領域加工方法は以上のように構成されているので
、オフセット曲線形状(INFI)と(INF2)の交
差する部分が1か所ではなく、第24図のオフセット曲
線形状の交差が複数箇所ある場合の説明図に示すように
、オフセット曲線形状(INFI)と(INF2)の内
部に切削すべき領域があっても、その領域を削り残して
しまうという可能性があった。
そこで、この発明は、外形曲線の内部に2つ以上の高部
が互いに接近して存在し、高部を特定する閉曲線のオフ
セット曲線形状が、互いに交差する場合であり、しかも
、オフセット曲線形状が互いに複数回交差する場合であ
っても削り残す領域がなく、加工可能領域は全て加工で
きる領域加工方法の提供を課題とするものである。
[課題を解決するための手段] この発明にかかる領域加工方法は、外形形状と、前記外
形形状の内部に存在する少なくとも2つの閉曲線形状と
で挟まれた領域を加工するときに、上記各閉曲線形状か
らその外側に工具径に応じた量オフセットしたオフセッ
ト曲線形状を求め、上記オフセット曲線形状相互が交差
するかいなかを判別し、上記オフセット曲線形状相互が
交差する場合には、交差する第1のオフセット曲線形状
により囲まれる領域と第2のオフセット曲線形状により
囲まれる領域の共通領域を形成し合成オフセット曲線形
状を求めるオア処理を、複数の交差する部分のそれぞれ
に行ない、全ての合成オフセット曲線形状に沿って領域
加工を行なうものである。
[作用] この発明における領域加工方法では、オア処理により求
められた合成オフセット曲線形状が複数存在する場合に
、全ての合成オフセット曲線形状に沿って領域加工を行
なうことにより、切削加工領域を、全て切削することが
できる。
[実施例コ 以下、この発明の詳細な説明する。
第1図はこの発明の一実施例による領域加工方法のため
の加工領域を工具半径分だけオフセットした形状を示す
説明図であり、また、第2図はこの発明の一実施例にか
かる上記第1図の形状のオア処理をした形状を示す説明
図である。なお、この発明の一実施例を実現するための
数値制御装置は、第18図に示す従来のものと同様であ
るので、ここではその説明を省略する。
次に、この発明の実施例の作用、動作について説明する
まず、この実施例の前提とμる動作のうち、内部的にオ
フセット曲線形状(INFI)とオフセット曲線形状(
INF2)を作成するまでの動作(従来例の第19図の
ステップ208までの動作に相当)は、上記従来例と同
様であるので、ここでは、その説明を省略する。
次に、この発明の一実施例の主要部の動作を説明する。
第1図において、(OLCI)は外形曲線形状を内側に
工具半径分だけオフセットした曲線形状であり、(IN
FI)、  (INF2)は、各々内側曲線形状を外側
に工具半径分だけオフセットしたオフセット曲線形状で
ある。ここで、図の斜線部内に切削工具の中心を制御す
れば、最終形状を削り過ぎることなく、加工を行なうこ
とができる。
さて、オフセット曲線形状(OLCl)、オフセット曲
線形状(INFI)、(INF2)等は、全てその閉領
域の内側を表すものと定義して、それらに対する処理と
して、オア処理、すなわち、2つの領域の少なくともど
ちらか一方の領域を作成するという処理を定義すると、
切削可能領域は第2図のようにオフセット曲線形状(O
LCI)の内側の領域であり、かつ、オフセット曲線形
状(INFI)、  (INF2)の外側の領域である
ので、その部分を従来方法によって切削すれば、削り残
しがなく切削できることになる(第2図参照)。つまり
、オフセット曲線形状(INFI)。
(INF2)のオア形状(合成オフセット曲線形状(C
OFC)が作成できれば、加工可能領域は全て加工でき
ることになる。
次に、このようなオア形状の作成手順について述べる。
第3図はこの発明の一実施例の領域加工方法におけるオ
ア処理の概略を示す説明図である。
図形(A)をボディ(BODY)、図形(B)をプリミ
ティブと呼ぶことにする。2図形(A)、  (B)の
交点を「Pl」、「P2」とすると、2図形のオア形状
は、第3図の太線で囲まれる図形となる。
2図形(A)、(B)の定義方向を(CW)とすると、
2図形(A)、(B)は、交点「Pl」、「P2」によ
り、以下の2つの部分要素に分けられる。
円弧(図形A)上の点で図形Bの外側にある任意の点と
「Sa」、四角形(図形B)上の点で図形Aの外側にあ
る任意の点をrsb Jとすると、図形(A):円弧5
a−PL、P2−8a−図形Bの外部にある部分要素 円弧P1・P2 一図形Bの内部にある部分要素 図形(B):直線P2・Pl →図形Aの内部にある部分要素 Pl−48bに至る直線の組合わせ →図形Aの外部にある部分要素 5b−ThP2に至る直線の組合わせ 一図形Aの外部にある部分要素 第3図に示したオア図形は、図形(B)の外部に存在す
る図形(A)の部分要素である円弧P2 てSa 〕P
Lと図形(A)の外部に存在する図形(B)の部分要素
の直線P1・5b−P2から決定できる。2図形の交点
は、各々の図形を部分要素に分断する。そして、分断さ
れた部分要素から、オア形状の境界曲線が形成される。
前記各交点は、全て求めるべきオア形状図形状の点にな
ることかわかる。
交点に着目して、別の見方をしてみる。ボディの始点r
Sa Jから(CW)方向に移動する点を考える。rS
a J→rPI Jに至るまでを考えると、円弧5a−
Plは、図形(B)の外部要素であり、オア図形の境界
線となる。点rPI Jから先の図形(A)上の点は、
図形(A)の外部に出てしまう。すなわち、交点を境に
して、オア図形の境界線は、図形(A)→図形(B)に
変わる。
したがって、この交点は、オア図形の境界線を考えると
き、図形(A)から図形(B)または図形(B)から図
形(A)の要素に移り変わる状態変化点となる。
したがって、動く点rPJのたどる軌跡が、オア図形の
境界曲線となるためには、交点rPI Jで図形(B)
の部分要素へ移らなければならない。
点「Pl」から図形(B)へ移り、図形(B)を(CW
)方向に進むと、rsb Jを経由して次に点「P2」
に至る。点「P2」から先の図形(B)上の点は、図形
(B)の外部に出てしまう。すなわち、状態変化点であ
るから、動く点rPJは、「P2」を境にして図形(A
)へ移動し、図形(A)上を(CW)方向へ進み、始点
rSaJに戻る。この動く点rPJが、始点r’SaJ
から再びrsa Jに戻るまでにたどる軌跡が、オア図
形の境界線となる。
第4図はこの発明の一実施例の領域加工方法におけるオ
ア処理の概略を示すフローチャートである。
まず、ステップ1で処理を簡単にするため、図形(A)
、(B)の回転定義方向を揃える。そして、ステップ2
で2図形の交点を全て求め、ボディ (A)の始点から
終点に至るまで、交点の配列の順番を並べ変える。これ
により、求まる交点群と図形(A)の始点rsaJとか
ら、交点列(Sa、PL、P2.* ・・、Pn、5a
)(1−1,2,−、n)を作る。ステップ3でボディ
(A)の始点から出発し、 Sa −*P1−+P2−* −−−−+Pn −+S
aの順序で、2図形のオアを決める。この場合、任意の
rPI J 、rpt+t Jの要素が、もし図形(B
)に含まれる図形(A)の部分要素であれば、図形(A
)の要素を、そうでなければ、図形(B)の要素をオア
の境界曲線の部分要素とする。
ステップ4で「1−41+1」とし、rsa J点まで
調べたら終了、そうでなければ、ステップ3へ戻る。
次に、この動作を第5図から第12図を用いて詳述する
第5図から第7図はこの発明の一実施例の領域加工方法
のメモリー上の構造を示す説明図である。
定義した形状の直線または円弧で定義される1つ1つの
要素をブロックと呼ぶ。逆に、1つの形状はいくつかの
ブロックで構成される。
第5図はメモリー上でのブロックの配置の様子を示すも
のである。
図形(A)を示すブロック列はメモリー上のある領域に
おかれ、図形(B)を示すブロック列はメモリー上の別
の領域におかれる。
これら2つのブロック列から後に述べる処理に従って複
数個のオア形状をまたメモリー上の別の領域に作成して
ゆく。
ただし、オア形状1のブロック列からオア形状nのブロ
ック列のうちの1つのブロック列だけがすべての閉形状
、を含むオフ形状(本来のオア形状)、つまり、第2図
でいう(COF C)であり、それ以外のブロック列は
すべて上記オア形状ブロック列に含まれる閉形状、つま
り、第2図で言う(COPCI)となる。
この判定はすべてを含むオア形状列がオア形状mのブロ
ック列とすると、 ■)オア形状mのブロック列のX方向最小値≦それ以外
のブロック列のX方向最小値■)オア形状mのブロック
列のX方向最大値≧それ以外のブロック列のX方向最大
値■)オア形状mのブロック列のY方向最小値≦それ以
外のブロック列のY方向最小値■)オア形状mのブロッ
ク列のY方向最大値≧それ以外のブロック列のY方向最
大値以上の4つの条件を満たすブロック列がすべてを含
むオア形状であるので複数のブロック列からこのブロッ
ク列を特定することは容易である。
第6図は要素1つを表すブロックの構造を示すものであ
る。
mode部は下に示す様にその要素の形状及びブロック
列の最終ブロックかどうかを示すものである。また、x
、yはその要素の終点の座標値を示し、el、e2.e
8は第7図に示すように、mode部のビット0.1に
よる形状が直線か、円弧かによって形状の方程式を表現
する係数を示している。
また、第8図はこの発明の一実施例の領域加工方法のた
めの元図形を示す説明図、第9図はこの発明の一実施例
における領域加工方法の図形を記憶するメモリーの説明
図、第10図はこの発明の一実施例の領域加工方法の2
図形の形状の交点情報のステータスへのセットを示す説
明図、第11図はこの発明の一実施例の領域加工方法の
2図形の形状の交点近くの情報のステータスへのセット
を示す説明図であるgそして、第12図はこの発明の一
実施例の領域加工方法のオア処理前後の形状を示す説明
図である。
第4図のフローチャートに示すように、オア形状作成処
理は、 ■元図形のチエツク ■交点情報を求める ■オア図形の作成 ■作成した図形のチエツク、 の4項目の処理を主体とした構成となっている。
以下、この4項目について、詳細に説明する。
■元図形のチエツク 与えられた2図形(例えば、第8図の図形)に対し、次
の項目でチエツクを行なう。
(a)要素数(ブロック数)のチエツク(有/無/M^
X) (b)図形の回転方向のチエツク (CW)方向でなければ(CW)方向へ変換する。
■交点情報を求める 与えられた2図形の全ての交差するブロックに対して、
交点演算を行ない、次の項目の情報を求める。ここで、
交点を表現する方法として、第5図以外のメモリー上に
、第9図に示す構造のブロック列の領域を確保する。
(a)交点座標x、yを求める。
(b)交点となった図形相互の要素(形状ブロック)の
索引(インデックス)を求める。
(C)交点におけるステータスを求める。
前記ステータスとは、交点情報(sts)のビット0.
1を第10図に示すように、交差する2つのブロックの
状態に従って分類しセットしたものと、ビット15〜ビ
ツト8を第11図に示す状態に従って分類し、セットし
たものである。
第10図に示すステータスのビット0,1の情報とは、
2つの線分が交わる状態が互いに1つ前のブロック終点
と当該ブロック終点の中点で交わる時、NORM^L交
点を「0」に、一方、図形(A)のブロックの終点が図
形(B)のブロック列の1つ前の終点と当該ブロック終
点の間の直線にのっている時、図形(A)の端点を「1
」また、逆の場合を「2」、お互いの終点同士が一致し
ている状態を「3」として各々対応するビット0.1を
セットする。
そして、第10図の交点の状態に示すように、ステータ
スのビット0、ビット1に、交点の状態をセットする。
また、ステータスの上位8ビツトには、第11図(a)
のような交点近くでの直線の状態を、第11図(b)の
ようにセットする。
ここでビット15.14は図形(B)の交点を持つブロ
ックの1つ前のブロック終点から交点までが図形(A)
の外側にあるか内側にあるかを示し、ビット13.12
は交点から交点を持つ図形(B)のブロックの終点まで
が図形(A)の外側(ビット13)にあるか内側(ビッ
ト12)にあるかを示す。
ビット11〜ビツト8は上と同様に図形(A)のブロッ
クについて交点を持つブロックの前のブロックの終点か
ら交点までと、交点から交点を持つブロックの終点まで
が図形(B)の外側にあるか内側にあるかを示している
したがって、上記第11図(a)の交点P1では、ステ
ータスの上位8ビツトは、第11図(C)に示すように
なり、また、上記第11図(a)の交点P2では、ステ
ータスの上位8ビツトは、第11図(d)に示すように
なる。
■オア図形の作成 上記■で求めた交点情報を基に、上記したオア処理を行
なうことで、第12図のように、オア図形の作成ができ
る。ここで、ある交点情報(CR8PO)をオア形状と
して使用すれば、その交点情報の交点フラグ(1’1g
 >のビット0を“1”にしておく。
一方の形状上の点で他の形状外の点から、上記手順をた
どって、再びその点に戻って来れば、オア形状の1つは
求まったことになる。
■作成した図形のチエツク ここで、交点情報ブロックをチエツクして、全ての交点
情報の交点フラグ(flg ’)のビットOが“1°に
なっていれば、全てのオア形状の作成は完了しているが
、もし、まだ未使用のものがあれば、再び上記手順を繰
返す。そして、全ての交点情報ブロックの交点フラグ(
flg )のビット0がml”になれば、オア形状は全
て求まったことになる。
それでは、オア形状を求める手順を第11図(a)の形
状を例に以下に説明する。
図形(A)、図形(B)はメモリー上に第11図(e)
の様に表現される。
ここで、図形(A)、図形(B)の最初のブロックA 
[01、B [01のel、e2.e3は、各々最終ブ
ロックA [3] 、  B [3]との形状の方程式
(この場合は直線の方程式)が入る。
これから交点情報を作成すると、交点が2つ求まるので
交点情報ブロックは2つできて、第11図(f)のよう
になる。
以上の前処理を行なった後、オア形状を作成する。
まず、交点情報ブロックを上から交点フラグ(fig 
)のビットが“0”のものを探していく。
このケースでは1つ目のブロックの交点フラグ(rlg
 )が“0”である。ついで、そのステータスを調べる
と図形(A)のブロックは交点によって図形(B)の外
側から図形(B)の内側に入ることがわかり、また、図
形(B)は交点によって図形(A)の内側から外側へ出
ることがわかる。
そこで、1つ目の交点が図形(A)から図形(B)の形
状へ移る点だということがわかる。そして、まず、オア
形状作成エリアに第11図(0)に示すように、A [
0] 、A [11をコピーする。
ついで、A[2]のブロックをその後にコピーするが、
その後、そのブロックのx、yの値を交点情報テーブル
のx、yで書き換える。つまり、これはPALからpt
までのelementとPALからPA2までのele
mentが等しいのでelementの再計算をさける
ためである。
その後、1つ目の交点情報の交点フラグ(f’1g )
を“1”とする。当該交点情報ブロックのg2−1nd
は「3」である。そこで今度は図形(B)の形状のブロ
ックをB[3]から出力していく。
そこで、交点情報ブロックの交点フラグ(flg )が
0”のものを探していくと、2つ目の交点情報ブロック
がみつかる。そこでステータスを調べるとこの交点でB
のブロック列は図形(A)の形状の外側−内側へ、Aの
ブロック列は図形(B)の形状の内側−外側へ変化する
ことがわかる。つまり、この交点は2つ目のオア形状の
移り変る点であることがわかる。そこで、この交点情報
ブロックのg2−1ndを調べると「2」である。そこ
で、オア形状作成エリアにB [3]、  B [0]
、  B[1]を順次コピーしていく。その後、B[2
]をコピーしてそのx、  yを当該交点情報ブロック
のx+Vで書き換える。
その後、当該交点情報ブロックの交点フラグ(1’1g
 )を“1”にする。それからgl−1ndが「3」で
あるので、図形(A)の形状のA[3]からたどってゆ
くが、その前に交点フラグ(f’1g )が“0”の交
点情報ブロックを探す。しかし、交点フラグ(f’1g
 )が“0゛の交点詳報ブロックはもう存在しないので
、A形状をコピーして行なってオア形状を作成し始めた
始点のブロックと同じファイルに戻る1つ前までコピー
する。これによって、オア形状の1つは作成できたこと
になる。
このケースではオア形状は1つなので交点情報ブロック
はすべて使用済みである。
しかし、オア形状が複数個できるケースではすべての交
点情報ブロックを使用する前にオア形状を作成し始めた
点に戻ってくる。この時はそこで1つのオア形状は作成
し終える。
ついで、まだ使用していない交点情報ブロックの交点情
報(sts)が相手の内から外つまりビットパターンが
“0110”の方の形状のインデックス(gl−1nd
、 g2−1nd)のブロックから始めて上記と同じ手
順を繰り返す。
上記オア形状を求める手順であるが、始点の位置を、一
方の形状上の点で他方の形状の内部にある点を始点とし
て、オア形状を求める処理と同じことを行なえば、2つ
の形状の共通領域を求めるアンド処理となるし、両方の
形状の定義回転方向を逆にしておいて、始点をオア形状
と同じ、つまり、他方の形状外にある点から始めれば、
2形状の差を取る処理(DIPF処理)となる。
なお、これらの処理は、例えば、CAM等で用いること
もできる。
[発明の効果コ 以上のように、この発明の領域加工方法によれば、各閉
曲線形状からその外側に工具径に応じた量オフセットし
たオフセット曲線形状を求め、上記オフセット曲線形状
相互が交差するか否かを判別し、上記オフセット曲線形
状相互が交差するときには、交差する第1のオフセット
曲線形状により囲まれる領域と第2のオフセット曲線形
状により囲まれる領域の共通領域を形成する合成オフセ
ット曲線形状を求めるオア処理を、複数の交差する部分
のそれぞれに行ない、全ての合成オフセット曲線形状に
沿って領域加工を行なうものであり、合成オフセット曲
線形状を求めるオア処理を、複数個水めるようにしたの
で、切削可能領域は全てもれなく切削できる領域加工が
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による領域加工方法のため
の加工領域を工具半径分だけオフセットした形状を示す
説明図、第2図はこの発明の一実施例にかかる上記第1
図の形状のオア処理をした形状を示す説明図、第3図は
この発明の一実施例の領域加工方法におけるオア処理の
概略を示す説明図、第4図はこの発明の一実施例の領域
加工方法におけるオア処理の概略を示すフローチャート
、第5図から第7図はこの発明の一実施例の領域加工方
法のメモリー上の構造を示す説明図、第8図はこの発明
の一実施例の領域加工方法のための元図形を示す説明図
、第9図はこの発明の一実施例における領域加工方法の
図形を記憶するメモリーの説明図、第10図はこの発明
の一実施例の領域加工方法の2図形の形状の交点情報の
ステータスへのセットを示す説明図、第11図はこの発
明の一実施例の領域加工方法の2図形の形状情報のステ
ータスへのセットを示す説明図、第12図はこの発明の
一実施例の領域加工方法のオア処理前後の形状を示す説
明図、第13図は従来の領域加工方法を示す説明図、第
14図は従来の加工領域を示す説明図、第15図は上記
第14図に示す領域の加工方法を示す動作の説明図、第
16図は従来の領域加工方法のオフセット曲線形状を示
す説明図、第17図は上記第16図に示すオフセット曲
線形状の従来の領域加工方法を示す説明図、第18図は
この発明の一実施例及び従来例の領域加工方法を実現す
る数値制御装置を示す全体構成図、第19図及び第20
図は従来の領域加工方法を示すフローチャート、第21
図は従来の領域加工方法におけるオフセット曲線形状を
求める処理を示す説明図、第22図は従来の領域加工方
法における交差するオフセット曲線形状を示す説明図、
第23図は従来の領域加工方法におけるオフセット曲線
形状に交差する部分がない場合の処理を示す説明図、第
24図は従来の領域加工方法におけるオフセット曲線形
状の交差が複数箇所ある場合を示す説明図である。 図において、 OLC:外形形状、 INC:閉曲線形状、 INFSOFC:オフセット曲線形状、C0FC?合成
オフセット曲線形状、 P:交差点、 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 代理人 弁理士 大音 増雄 外2名 第2図 C0FC:/?3fl:オフセ、、 ト1!]牛叡枦、
扱(COFC’) 第3図 A 第4図 element方余隻六゛テ”−7 sine>Oとする 5inG=of>ll =1とする 第8図 第10図 0: NORMAL交ゑ。 i :A A t4涜。 2: B r、wn煕 3:旬鳩、虫1 第9図 0°米イに月弓 第11,1図 (d) 匡口可頂可1月回 第12図 り3 図 (j) (k) 第13図 (a) (b) 第14図 第15図 第17図 ハ PP −−−7−イニ NF1 第21図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 外形形状と、前記外形形状の内部に存在する少なくとも
    2つの閉曲線形状とで挟まれた領域を加工する領域加工
    方法において、 上記各閉曲線形状からその外側に工具径に応じた量オフ
    セットしたオフセット曲線形状を求め、上記オフセット
    曲線形状相互が交差するか否かを判別し、上記オフセッ
    ト曲線形状相互が交差するときには、交差する第1のオ
    フセット曲線形状により囲まれる領域と第2のオフセッ
    ト曲線形状により囲まれる領域の共通領域を形成する合
    成オフセット曲線形状を求めるオア処理を、複数の交差
    する部分のそれぞれに行ない、全ての合成オフセット曲
    線形状に沿って領域加工を行なうことを特徴とする領域
    加工方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04230502A (ja) * 1990-09-25 1992-08-19 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 工作物の加工のための数値制御された方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60127953A (ja) * 1983-12-14 1985-07-08 Fanuc Ltd 領域加工方法

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