JPH0276004A - 荒加工用ncデータ作成方法 - Google Patents

荒加工用ncデータ作成方法

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JPH0276004A
JPH0276004A JP63229346A JP22934688A JPH0276004A JP H0276004 A JPH0276004 A JP H0276004A JP 63229346 A JP63229346 A JP 63229346A JP 22934688 A JP22934688 A JP 22934688A JP H0276004 A JPH0276004 A JP H0276004A
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JP
Japan
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tool
point
distance
data
shape approximation
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JP63229346A
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Maki Seki
関 真樹
Hidenori Meguro
目黒 秀徳
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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Publication date
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the program is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/4202Recording and playback systems, i.e. in which the program is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the program medium using a drawing, a model
    • G05B19/4207Recording and playback systems, i.e. in which the program is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the program medium using a drawing, a model in which a model is traced or scanned and corresponding data recorded

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

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〉 本発明は荒加工用NCデータ作成方法に係り、特にデジ
タイジングした面データを用いてワークを荒加工するN
Cデータの作成方法に関する。
〈従来技術〉 倣い制御によりデジタイジングしたモデル面データ(ス
タイラス中心位置データ)を用いてモデル形状通りに加
工するNCデータを作成する方法がある。
第13図(a)、(b)はX−Z表面往復像いによりモ
デルMDLの面データをデジタイジングする説明図であ
り、第13図(b)は一部拡大して示している。スタイ
ラスSTLをX軸方向に所定の倣い速度で移動させると
共に、Z軸方向にモデルMDLに沿って上下させ、所定
時間毎に或いは設定値が許容値を越える毎にスタイラス
の三次元位置データ(座標値)を取り込んで記憶する。
そして、倣い範囲TRRの境界に到達した時にY軸方向
に所定量ピックフィードし、以後同様に表面倣いを行い
ながらスタイラスSTLの位置を監視すると共にその位
置データを取り込んでモデルMDL面をデジタイジング
し、しかる後面データを用いてNCデータを作成する。
ところで、かかる倣いによりデジタイジングされた位置
データを用いて荒加工用のNCデータを作成し、該NC
データに基づいてスタイラスSTLの径rより大きな径
Rの工具TLを使用して工具径オフセットしながら加工
すると、工具TLがワークWKに干渉して工具の破損、
切り過ぎ等を生じる(第14図参照)。そこで、荒加工
用工具による干渉チェック及び干渉する場合における工
具通路を補正する方法が本願出願人により既に提案され
ている(r特願昭62−108582J参照)。
この提案によれば、デジタイジングした位置データ(例
えばスタイラスSTLの中心Qの座標値)を用いて形状
近似面の作成処理を行い、形状近似面上の所定のポイン
トを工具通路を構成する1つのポイントとする時、該ポ
イントから工具オフセットした位置に工具の中心Pcが
位置する時、工具が前記作成した形状近似面と干渉する
かチェックし、干渉する場合には工具中心位置Pcを干
渉しない高さまで移動(例えば移動量d)した工具中心
位置Pc’ に補正し、補正後の工具位置に基づいて荒
加工用のNCデータを作成する。
〈発明が解決しようとしている課題〉 しかし、従来の干渉チェック方法では工具位置Pck’
  (第15図)から次の工具位置Pc(k+1)’に
移動する間において工具TLが形状近似面Saと干渉す
るかのチェックを行っていないため、加工時に工具がワ
ークに干渉することがあり、そのまま加工を行うと工具
の破損、切り過ぎ等を生じる場合があった。
以上から本発明の目的は、工具位置から次の工具位置に
移動する際に工具がワークと干渉することがない荒加工
用NCデータ作成方法を提供することである。
〈課題を解決するための手段〉 上記課題は、着目している工具位置と1つ前の工具位置
間の距離が所定値以上のときは、該距離を複数に分割す
る工程と、各分割点において工具が、部品形状を所定の
近似法により近似した面と交差するかチェックする工程
と、交差する場合には各分割点の工具位置を交差しない
ように高さ方向に補正する工程により解決される。
く作用〉 現在注目している工具位置Pck’  (第1図参照)
と1つ前の工具位置Pc(k−1)’ との移動距離K
iを求め、該距離kiが所定値り以下のときは、現工具
位置Pck’ と1つ前の工具位置Pc(k−1)’間
を直線的に移動するように荒加工用のNCデータを作成
し、前記距離Kiが所定の値り以上あるときは(第1図
(a)参照)、該距離を設定距離1.ずつ複数に分割し
、各分割点Pnjにおいて工具TLが形状近似面Smと
交差するかチェックし、交差する場合には各ポイントP
njの工具位置を交差しないように高さ方向に補正し、
補正処理後の工具位if P nj’ を通過するよう
に荒加工用のNCデータを作成する(第1図(b)参照
)。
〈実施例〉 第2図は本発明方法を具現化する装置(デジタイザ)の
ブロック図である。
1はデジタイザであり、ならい制御しながらトレーサヘ
ッドの現在位置を取り込んでデジタイジングする機能と
共に、NCデータ作成機能並びに工具干渉チェック機能
を備え、プロセッサ1a、制御プログラムを記憶するR
OM1b 、デジタイジングした位置データを記憶する
RAM1c、ワーキングメモリ1dを有している。
2は操作盤であり、各種操作信号を入力すると共に、な
らい条件、ならい範囲TRR(第4図参照)、ならい方
法、メツシュM(xtj)の縦横寸法、工具半径R等を
設定する機能を有している。
10X、IOY、102はデジタイザ1から指令された
各軸方向の速度データ(デジタル値)をアナログ速度信
号Vx 、Vy 、Vzに変換するDA変換器、IIX
、IIY、11zはX軸、Y軸、Z軸サーボ回路、12
X〜12ZはそれぞれX軸、Y軸、Z軸モータ、13X
〜13zはそれぞれ対応するモータが所定角度回転する
毎に1個のパルスXf 、Yf 、Zfを発生するパル
ス発生器、14はパルスXf 、Yf 、Zfをそれぞ
れ移動方向に応じて可逆計数して各軸現在位置を記憶す
る現在位置レジスタである。尚、THはトレーサヘッド
、STLはスタイラス、MDLはモデルである。
第3図は本発明の荒加工用NCデータ作成処理の流れ図
である。以下、第3図の流れ図に従って。
本発明にかかる荒加工用NCデータ作成処理を説明する
。尚、倣い範囲TRR(第4図参照)及び各メツシュの
縦横寸法等は既に操作盤2(第2図参照)から入力され
てあり、該倣い範囲TRRはmXn個のメツシュMi、
j(i=1〜m、j=1〜n)に分割されであるものと
する。更に、後述する距離Kiを分割する場合の基準と
なる距離L(例えば、工具径の174程度の値であり、
削り込みを最少限にとどめる値である)も既に操作盤2
から入力されであるものとする。
さて、送り軸をX軸、倣い軸をZ軸、ピックフィード軸
をY軸として表面往復倣いを行い、該倣いと並行して周
知のデジタイジング処理によりスタイラス位置(第4図
及び第5図における黒丸位置)の座標値を所定時間毎に
或いは設定値が許容値を越える毎に取り込んで面データ
を作成してRA M 1 cに記憶する(ステップ10
1、ステップ102)。
また、面データの作成と並行して各メツシュM(i、j
)の代表点を以下の方法で求めてワーキングメモリ1d
に記憶する。すなわち、各メツシュM(i、j)に対応
させて三次元座標値記憶用の記憶域をワーキングメモリ
1dに設けておく、そして。
デジタイジング処理によりスタイラス位置が取り込まれ
る毎に該位置と変位量とからモデルMDLとスタイラス
STLとの接触位置を求めると共に、該接触位置がどの
メツシュに属するかチェックする。接触位置が属するメ
ツシュM(lsj)が求まれば該接触位置がメツシュM
(i、j)の最初の位置かチェックし、最初の位置であ
れば、接触位置のZ軸座標値znをメツシュM(lsj
)の記憶域に記憶し、最初の位置でなければメツシュM
(xtj)に対応する記憶域に記憶されているZ軸座標
値(2,)と接触位置の2軸座標値(zn)とを比較し
、Z、≧zn であれば記憶域の内容を更新せず、 z、(zn であればznを記憶域に記憶する(zn→2.)。
かかる処理をスタイラス位置データをデジタイジングす
る毎に実行すれば各メツシュM(4*j)に対応するワ
ーキングメモリ1dの各記憶域には、メツシュM(xt
j)に属するポイントのうち最もZ軸座標値の大きなポ
イントの座標値が記憶されることになり、各メツシュに
おける加工形状は代表点の高さを有する面(形状近似面
という)S(x、+)(第5図の点線参照)で近似され
る(ステップ103)。
ついで、メツシュ毎に該メツシュ内の最大高さを有する
デジタイジングポイントの座標値をRAM1cに記憶し
て荒加工用工具通路を構成するポイントとする。尚、設
例では形状近似面のメツシュ中心点を荒加工用デジタイ
ジングポイントとしてもよい。
しかる後、工具を形状近似面上の前記ポイントから工具
径オフセットした時に、工具が形状近似面と交差するか
(第6図参照)チェックする。尚。
交差チェックの対象となる形状近似面は、工具のxY平
面投影外形線(第7図の点線参照)内部に存在するメツ
シュ(交差するものも含む)に応じた形状近似面である
。又、交差するかどうかのチェックは第8図を参照する
と以下のように行う。
即ち、工具中心が属するメツシュM(IIj)と同一行
、同一列のメツシュM (IIj−2) ? M C1
+j−tL M(i+ j”l)r  M (lt j
”2)p  M (i−2+  j)+ M (i−1
+  j)T MU+xt 、:+)、M(i+zt 
j)に対応する形状近似面については工具中心位置を通
るX軸及びY軸に平行な直線px、pyと各メツシュ線
の交点を求め、該交点を投影点とする形状近似面S (
lyj−2L S (isj−i)+ s (isj+
tL s (it、i+zL s (i−zt jLs
 (i−’e −IL S Cx÷11 jLs (i
+2. 、i)上のポイントを求め、工具中心Pcから
各形状近似面上のポイント迄の距離と工具半径Rを比較
し、距離が短い場合には交差すると判定し、大きい場合
には交差しないと判定する。又、メツシュM(X+j)
の斜め方向のメツシュに対応する形状近似面については
工具先端位置に最も近い各メツシュの角点に対応する形
状近似面上のポイントを求め、しかる後工具中心から該
ポイント迄の距離が工具半径Rより小さいかチェックし
、小さい場合には交差すると判定し、大きい場合には交
差しないと判定する。
交差しない場合には工具中心位置を工具干渉しないオフ
セット通路上のポイントとしてRAMICに記憶する。
一方、交差すれば(第9図参照)、工具がどの形状近似
面とも干渉しなくなる迄のZ方向の移動量d(第a、 
O図参照)を求める。
しかる後、工具中心Pcの座標値をCX1pyltzi
)とすれば、(Xl+yl)zi+d)を工具干渉しな
いオフセット通路上のポイントPc’ としてRAM1
cに記憶する(ステップ104)。
プロセッサ1aはオフセット通路上のポイントが求まる
毎に最新の現オフセット通路上のポイントPck’  
(第11図)と1つ前のオフセット通路上のポ、インド
Pc(k−1)’ との距離Kiを計算し、該距離Ki
が所定距離L(例えば、工具径の174程度の値)より
大きいか(Ki>L)どうか判断しくステップ105)
、距$1Kiが所定値りより大きくなければ、ステップ
109以降の処理を行う。
一方、距離Kiが所定の値しより大きければ、距離Ki
を所定距離りで割った余りを切り上げた整数値nを求め
、距離Kiを整数値nで分割し、得られたN個の分割点
を新たな工具中心位11Pnj(j=1*2・・N)と
する(第1図(a)参照。
ステップ106)。
次に、各ポイントPnjにおいて半径Rを有する工具が
形状近似面と交差するかチェックし、交差する場合には
工具TLがどの形状近似面とも干渉しなくなる迄のZ方
向の移動量(例えば、ポイントPnjを中心に半径Rの
球を求め、核球が前記形状近似面と接する位置までのZ
方向の移動量)を求め、しかる後求めた2方向の移動量
を用いて各ポイントPnjを高さ方向に補正し、補正後
のポイントPnj’ をオフセット通路上のポイントと
してRAM1cに記憶する。一方、工具が形状近似面と
干渉しない場合には第12図(b)のポイントPn1参
照)、工具を形状近似面と接する位置まで−Z方向に移
動してPnユ′に補正する(ステップ107)。
ついで1分割したN個の新たな工具中心位IPnjの全
てに対して補正が終了したかどうか判断しくステップ1
08)、終了していなければ、ステップ107以降の処
理を繰り返す。
一方、分割したN個の新たな工具中心位置Pnjの全て
に対して補正が終了していれば、次にメツシュに応じた
ポイントの全てに対して処理が終了したかどうか判断し
くステップLop)、終了していなければ次のメツシュ
のポイントをRAM ICから読み取り(ステップ11
0)、ステップ104以降の処理を繰り返す。
全荒加工用デジタイジングポイントについて処理が終了
していれば、荒加工用NCデータの作成処理を終了する
〈発明の効果〉 以上本発明によれば、着目している1つの工具位置と1
つ前の工具位置間の移動距離が所定値以下のときは、両
工具位置間を直線的に移動するように荒加工用のNCデ
ータを作成し、前記距離が所定値以上のときは、該距離
を複数に分割し、各分割点において工具が形状近似面と
交差するかチェックし、交差する場合には各ポイントの
工具位置を交差しないように高さ方向に補正し、補正処
理後の各工具位置を通過するように荒加工用のNCデー
タを作成したから、移動時に工具がワークと干渉するこ
とがなくなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略説明図、 第2図は本発明を具現化する装置(デジタイザ)のブロ
ック図、 第3図は本発明の荒加工用NCデータ作成処理の流れ図
、 第4図乃至第7図は形状近似面作成の説明図、第8図乃
至第10図は荒加工用通路を生成する為に用いるデジタ
イジングポイントを補正する為の説明図。 第11図及び第12図は荒加工用通路を補正する為の説
明図、 第13図乃至第15図は従来例の説明図である。 TL・・荒加工用工具。 Pck・・工具中心位置、 Ki・・移動距離、 Pnj・・分割点、。 Sm・・形状近似面、 M(lej)  ・・メツシュ 特許出願人        ファナック株式会社代理人
          弁理士  齋藤千幹第1図(a) 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第11図 5yn−2)      :lフフーlノ第12図(a
) 第12図(b) 第13図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)デジタイジングした範囲を複数のメッシュに分割
    すると共に、各メッシュ毎に面データが示すポイントの
    うち最も高いポイントを代表点として求め、各メッシュ
    における加工形状を代表点と同一の高さを有する形状近
    似面で近似し、 各メッシュに対応する形状近似面上の所定のポイントを
    工具通路を構成する1つのポイントとする時、該ポイン
    トにおいて工具が他の形状近似面と交差するかチェック
    し、 交差しない場合には工具位置を補正せず、交差する場合
    には工具位置を交差しないように高さ方向に補正し、 補正処理後の工具位置と1つ前の工具位置間の距離を求
    め、 該距離が所定値以下のときは、両工具位置間を直線的に
    移動するように荒加工用のNCデータを作成し、 前記距離が所定値以上のときは、該距離を複数に分割し
    、 各分割点において工具が前記形状近似面と交差するかチ
    ェックし、 交差する場合には各分割点の工具位置を交差しないよう
    に高さ方向に補正し、補正処理後の各工具位置を通過す
    るように荒加工用のNCデータを作成することを特徴と
    する荒加工用NCデータ作成方法。
  2. (2)前記分割点において工具が形状近似面と交差しな
    い場合には、形状近似面と接する位置まで−Z方向に高
    さ方向を補正することを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の荒加工用NCデータ作成方法。
JP63229346A 1988-09-13 1988-09-13 荒加工用ncデータ作成方法 Pending JPH0276004A (ja)

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