JPH0362204A - デジタイズデータ処理装置 - 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） 本発明は、モデル形状をスキャニングすることにより得
られるデジタイズデータを編集、変換してＮＣ（数値制
御）加ニブログラムを作成するデジタイズデータ処理装
置に関する。

（従来の技術） 従来、自由曲面形状を含む金型を作成する場合、金型と
同一形状のモデルを予め作成し、このモデルを利用して
倣い加工機による倣い加工を行なっていた。しかしなが
ら、金型のオス・メス型を作成するためには精度維持の
困難な石膏による反転モデルが必要であり、また倣い加
工機の倣い速度が十分得られないという欠点があった。

そこで、ＮＣ工作機械の普及により認識されだした高速
かつ再現性の高いＮＣ加工を金型作成に適用しようとい
う試みがなされ、そのためのデジタイザ装置が開発され
た。このデジタイザ装置は、測定子であるスタイラスで
モデル形状をスキャニングしてスタイラスの座標値であ
るデジタイズデータを得、このデジタイズデータを編集
、変換してＮＣ加ニブログラムを作成するものである。

ところが、このＮＣ加ニブログラムではスタイラスの形
状と同形状の工具での加工のみが可能であり、従来の倣
い加工をＮＣ加ニブログラムを介して２工程に分離した
にすぎなかった。

そこで、スタイラスの形状と異なる形状の工具での加工
を可能とするためのデジタイズデータの変換処理やデジ
タイズデータにおける加工部位の抽出処理、さらには反
転モデルのデジタイズデータを利用せずモデルより測定
したデジタイズデータにより反転形状のＮＣ加ニブログ
ラムを作成する処理等を行なうことが可能なデジタイズ
データ処理装置が開発された。このようなデジタイズデ
ータ処理装置によれば、スタイラスの形状を所望の工具
の形状に一致させ、スキャニング範囲を特定してデジタ
イザ装置を稼動させるのと同等のデジタイズデータを計
算処理にて作成することができる。

第６図は上述したデジタイズデータ処理装置の一例を示
すブロック図であり、デジタイザ装置からのデジタイズ
データ（以下、測定デジタイズデータという）ＤＤがデ
ジタイズデータ入力手段１を介してデジタイズデータ記
憶手段２に格納される。測定デジタイズデータＤＯがデ
ジタイズデータ記憶手段２からデジタイズデータオフセ
ット手段３に読出され、工具形状人力手段４を介して入
力されたスタイラスの形状データＤＳに従ってオフセッ
トされてモデルの表面形状を表現するデジタイズデータ
（以下、オフセットデジタイズデータという）ＤＯとさ
れ、さらにこのオフセットデジタイズデータＤＯが工具
形状入力手段４を介して入力された工具の形状データＤ
Ｔに従ってオフセットされて工具の移動軌跡を表現する
デジタイズデータ（以下、加工デジタイズデータという
）　ＤＰとされ、オフセットデジタイズデータＤＯと加
工デジタイズデータＯＰとがデジタイズデータ記憶手段
２に格納される。加工デジタイズデータＤＰがデジタイ
ズデータ記憶手段２からデジタイズデータ抽出手段５に
読出され、範囲指定人力手段６を介して入力された加工
指定範囲ＳＡに従って加工デジタイズデータＤＰから加
工指定範囲を表現するデジタイズデータ（以下、抽出デ
ジタイズデータという）Ｏ５が抽出されてデジタイズデ
ータ記憶手段２に格納される。そして、加工デジタイズ
データＤＰ及び抽出デジタイズデータＤＳがデジタイズ
データ記憶手段２からデジタイズデータＮＧプログラム
変換手段７に読出されて変換され、ＮＣ加ニブログラム
が作成されて出力されるようになっている。

このような構成において、例えば第７図に示すようなピ
ック方向は水平であって、スキャン方向に凹部が存在す
る形状のモデルを球形のスタイラスにてスキャニングし
て得られる測定デジタイズデータＤＤを処理する場合に
ついて説明する。なお、この場合の測定デジタイズデー
タＤＤの各スキャンデータは全て同一であるので、１本
のスキャンデータについて説明する。

デジタイズデータオフセット手段３は、デジタイズデー
タ記憶手段２から第８図示実線で示すような測定デジタ
イズデータＤＯを読出し、工具形状人力手段４を介して
人力したスタイラスの形状データＯ５に従ってオフセッ
トして同図示破線で示すようなオフセットデジタイズデ
ータＤＯとする。

さらに、このオフセットデジタイズデータＤＯを、工具
形状人力手段４を介して入力した荒加工用工具、中仕上
加工用工具及び仕上加工用工具の各形状データＤＴに従
ってオフセットして第９図示実線、−点鎖線及び破線で
示すような荒加工用、中仕上加工用及び仕上加工用の各
加工デジタイズデータＤＰとする。

ここで、上記各加工デジタイズデータをＮＣ加ニブログ
ラムに変換して加工したときにワーク上に残る削り残し
部を第１０図に示す。図から明らかなように削り残し部
は凹部で発生し、工具径が大きいほど多いことが判かる
。従って、現工程（中仕上加工及び仕上加工）における
加工範囲を前工程（荒加工及び中仕上加工）の削り残し
部のみに指定すれば加工効率を高めることができる。

デジタイズデータ抽出手段５は、デジタイズデータ記憶
手段２から例えば中仕上加工用の加工デジタイズデータ
ＤＰを読出し、範囲指定入力手段６に介して人力した第
１１図示矢印で示す加工指定範囲ＳＡに従って同図示−
点鎖線で示す中仕上加工用の抽出デジタイズデータＤＳ
を抽出する。従って、同図示点線で示す中仕上加工用の
加工デジタイズデータＯＰは不要となる。同様に仕上加
工用の加工デジタイズデータＤＰからも仕上加工用の抽
出デジタイズデータＯ５を抽出する。

そして、デジタイズデータＮＣプログラム変換手段７は
、デジタイズデータ記憶手段２から荒加工用の加工デジ
タイズデータＤＰ、中仕上加工用の抽出デジタイズデー
タＤＳ及び仕上加工用の抽出デジタイズデータＯ５を読
出して変換し、荒加工用、中仕上加工用及び仕上加工用
の各ＮＧ加ニブログラムを作成して出力する。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように削り残しの発生する部位は必ず凹形状と
なるが、その加工範囲を正確に指定することは困難であ
る。このためオペレータはある程度の余裕を考慮して加
工範囲を指定するが、余裕が大きすぎると工具が不要に
動作して加工時間が増大し、余裕が小さすぎると未加工
部位が発生するおそれがあった。

本発明は上述した事情から成されたものであり、本発明
の目的は、前工程における削り残し部を正確にかつ自動
的に特定し、加工効率の高いＮＣ加ニブログラムを作成
することができるデジタイズデータ処理装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、モデル形状をスキャニングすることにより得
られるデジタイズデータをオフセットして前記モデルの
表面形状を表現するデジタイズデータとし、このモデル
の表面形状を表現するデジタイズデータをオフセットし
て金型素材を加工する工具の移動軌跡を表現するデジタ
イズデータとし、この工具の移動軌跡を表現するデジタ
イズデータを変換してＮＧ加ニブログラムを作成するデ
ジタイズデータ処理装置に関するものであり、本発明の
上記目的は、前記モデルの表面形状を表現するデジタイ
ズデータ、前記工具の移動軌跡を表現するデジタイズデ
ータ及び前記工具の形状データに従って削り残し部を特
定する削り残し部特定手段と、特定された前記削り残し
部の情報に従って前記モデルの表面形状を表現するデジ
タイズデータから前記削り残し部を表現するデジタイズ
データを抽出する削り残し部抽出手段とを具備すること
によって達成される。

（作用） 本発明のデジタイズデータ処理装置は、工具の移動を想
足して包絡形状を作成し、オフセットデジタイズデータ
の中から包絡形状に含まれない部分を抽出し、この抽出
した部分を削り残し部として特定する処理を自動的に行
なうようにしているので、正確な加工範囲を示すＮＧ加
ニブログラムを容易に作成することができる。

（実施例） 第１図は本発明のデジタイズデータ処理装置の一例を第
６図に対応させて示すブロック図であり、同一構成箇所
は同符号を付して説明を省略する。荒加工用の加工デジ
タイズデータＯＰとオフセットデジタイズデータ００と
がデジタイズデータ記憶手段２から削り残し部特定手段
８に読出され、工具形状人力手段４を介して人力された
荒加工用工具の形状データＤＴに従って削り残し部が特
定され、削り残し部の情報ＳＳとして削り残し部抽出手
段９に送出される。そして、オフセットデジタイズデー
タＤＯがデジタイズデータ記憶手段２ｈ）ら削り残し部
抽出手段９に読出され、削り残し部特定手段８からの削
り残し部の情報ＳＳに従ってオフセットデジタイズデー
タＤＯ削り残し部を表現するデジタイズデータ（以下、
削り残し部抽出デジタイズデータという）　ＤＳＳが抽
出されてデジタイズデータ記憶手段２に格納されるよう
になっている。

このような構成において、その動作例を第２図のフロー
チャートで説明すると、削り残し部特定手段８は、荒加
工用の加工デジタイズデータＤＰのスキャンデータの番
号ＮＴを初期化して“１″加算すると共に、このスキャ
ンデータを構成する微小移動ブロックの番号ＮＴＳを初
期化して“ｔ”加算する（ステップＳｌ〜Ｓ４）。そし
て、荒加工用の加工デジタイズデータＤＰのＮＴ番目の
スキャンデータのＮＴＳ番目の微小移動ブロックに沿っ
て荒加工用工具を移動させたときの第３図に示すような
包絡形状を作成して記憶する（ステップＳ５）。ＮＴ番
目のスキャンデータの全微小移動ブロックについて包絡
形状を作成したら（ステップ５４〜ｓ６）、次のスキャ
ンデータについても同様の処理を行ない（ステップ５２
〜Ｓ７）、全スキャンデータの全微小移動ブロックにつ
いて包絡形状を作成する。次に、オフセットデジタイズ
データＤｏのスキャンデータの番号ＮＭを初期化して“
ｌ”加算すると共に、このスキャンデータを構成する微
小移動ブロックの番号ＮＭＳを初期化して１”加算する
（ステップ５８〜５ｌｌ）。そして、オフセットデジタ
イズデータＤＯのＮＭ番目のスキャンデータのＮＭＳ番
目の微小移動ブロックに対して第４図示−点鎖線で示す
ような包絡形状に含まれない部分を抽出して記憶する（
ステップ５１２）。ＮＭ番目のスキャンデータの全微小
移動ブロックについて包絡形状に含まれない部分の抽出
を完了したら（ステップ５１１〜５１３）、次のスキャ
ンデータについても同様の処理を行ない（ステップ５９
〜５１４）、全スキャンデータの全微小移動ブロックに
ついて包絡形状に含まれない部分の抽出を行なう。そし
て、抽出した包絡形状に含まれない部分をスキャンデー
タ毎に整理し、第５図に示すような削り残し開始点及び
削り残し終了点でなる削り残し部の情報ＳＳを特定する
（ステップ５１５）。削り残し部抽出手段９は、オフセ
ットデジタイズデータＤＯから削り残し開始点と削り残
し終了点との間の削り残し部抽出デジタイズデータＤＳ
Ｓを抽出しくステップ５１６）。

全ての処理を終了する。

なお、削り残し部の情報ＳＳである削り残し開始点及び
削り残し終了点を利用して削り残し部を周回する境界ラ
インを作成し、この境界ラインによりオフセットデジタ
イズデータＤＯから削り残し部の抽出デジタイズデータ
を抽出するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本１発明のデジタイズデータ処理装置によ
れば、削り残し部の加工範囲を正確にかつ自動的に特定
することができるので、高精度の加工を効率良く行なう
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデジタイズデータ処理装置の例を示す
ブロック図、第２図はその動作例を説明するフローチャ
ート、第３図〜第５図はそれぞれ本発明のデジタイズデ
ータ処理装置による処理例を説明する図、第６図は従来
のデジタイズデータ処理装置の一例を示すブロック図、
第７図〜第１１図はそれぞれ従来のデジタイズデータ処
理装置による処理例を説明する図である。 １・・・デジタイズデータ人力手段、２・・・デジタイ
ズデータ記憶手段、３・・・デジタイズデータオフセッ
ト手段、４・・・工具形状人力手段、５・・・デジタイ
ズデータ抽出手段、６・・・範囲指定人力手段、７・・
・デジタイズデータＮＣプログラム変換手段、８・・・
削り残し部特定手段、９・・・削り残し部抽出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モデル形状をスキャニングすることにより得られる
   デジタイズデータをオフセットして前記モデルの表面形
   状を表現するデジタイズデータとし、このモデルの表面
   形状を表現するデジタイズデータをオフセットして金型
   素材を加工する工具の移動軌跡を表現するデジタイズデ
   ータとし、この工具の移動軌跡を表現するデジタイズデ
   ータを変換して数値制御加工プログラムを作成するデジ
   タイズデータ処理装置において、前記モデルの表面形状
   を表現するデジタイズデータ、前記工具の移動軌跡を表
   現するデジタイズデータ及び前記工具の形状データに従
   って削り残し部を特定する削り残し部特定手段と、特定
   された前記削り残し部の情報に従って前記モデルの表面
   形状を表現するデジタイズデータから前記削り残し部を
   表現するデジタイズデータを抽出する削り残し部抽出手
   段とを備えたことを特徴とするデジタイズデータ処理装
   置。 ２、前記削り残し部特定手段が、前記工具の移動軌跡を
   表現するデジタイズデータ及び前記工具の形状データに
   基づいて前記工具を移動させたときの包絡形状を作成し
   、前記モデルの表面形状を表現するデジタイズデータか
   ら前記包絡形状に含まれない部分を抽出して前記削り残
   し部の開始点及び終了点を特定するようにした請求項１
   に記載のデジタイズデータ処理装置。