JPH04367908A

JPH04367908A - 加工シミュレーション装置

Info

Publication number: JPH04367908A
Application number: JP3169277A
Authority: JP
Inventors: Takeharu Maeta; 前多　岳春
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1992-12-21
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3072920B2; US5317519A

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御（ＮＣ）プログ
ラムの確認に用いる加工シミュレーション装置に関し、
特に３次元形状の断面図や平面図の表示に関する。

【０００２】

【従来の技術】工具が素材を加工していく様子を動画表
示する加工シミュレーションが実用化されているが、こ
の加工シミュレーションによれば実際に加工を行なう前
にＮＣプログラムのミスや加工手順の良否を手早く容易
に確認でき、加工不良や機械の衝突などを防止すること
ができ、また空運転を行なう必要がなくなり、機械稼働
率を向上させることができるという利点がある。図２３
は従来の加工シミュレーション装置の一例を示すブロッ
ク図であり、操作員はキーボード１からコマンドを入力
し、表示装置２の文字及び図形を見て装置の動作を確認
し、必要に応じて次のコマンドを入力する操作を繰返し
てＮＣプログラムのチェックを進めて行く。キーボード
１からの入力をコマンドとして解釈し、それに応じて内
部演算を行ない、文字メモリー３や図形メモリー４の内
容を変更して表示する動作は、全てＲＯＭ５に記憶され
たプログラムに従いＣＰＵ６が実行する。その際、ＲＡ
Ｍ７内の作業記憶領域が用いられる。また、ＮＣプログ
ラム入力のための読込みコマンドが用意されており、Ｎ
Ｃプログラムは入出力装置８を通して媒体９から入力さ
れ、ＲＡＭ７内のＮＣプログラム記憶領域に転送される
。

【０００３】加工シミュレーションを実行する前に、Ｒ
ＡＭ７内の素材形状記憶領域と工具形状記憶領域に素材
の形状を表わすデータと工具の形状を表わすデータが展
開される。素材形状及び工具形状の指定はＮＣプログラ
ム又は操作員のキーボード入力による。動画表示を行な
うには、ＮＣプログラム記憶領域から１ステップずつ読
出して解釈し、単位時間毎の工具位置を算出する。次に
工具形状を工具位置においたときに素材形状に食込む部
分を算出して素材形状を変形し、この素材形状を読出し
て各種の変換処理を行ない、図形メモリー４に描画する
ことにより投影図や断面図などを表示する。これらの処
理を短い時間間隔で連続的に実行することにより素材が
加工されていくように見える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の加工シ
ミュレーション装置では、効果的な動画表示を行なうに
は素材の変形や図形メモリーの描画に関わる処理を高速
化して表示の時間間隔を短くすることが重要であり、時
間間隔が長くなると動きが荒くなり細かい動きが見えな
くなるか、加工シミュレーションに要する時間が長くな
るという問題が生ずる。また素材形状の分解能を落とせ
ば処理時間は短くなるが、細かい形状が見えなくなると
いう問題が生じ、いずれの場合も加工シミュレーション
の目的に反することになる。

【０００５】単純に処理時間を短くするには強力な演算
能力を持った高速ＣＰＵや並列計算機を用いる方法があ
り、このようにして上記問題の解決が図られている応用
分野もあるが、装置自体が非常に高価なものとなるため
、数値制御装置や自動プログラム装置に組込んで生産現
場で広く活用し、生産性の向上に役立てることは困難で
ある。このような事情により、特に３次元表示において
高速な動画表示を行なうのは困難であり、高価なＣＰＵ
を用いずに動画表示を行なえる加工シミュレーション装
置が望まれている。本発明は上述のような事情からなさ
れたものであり、本発明の目的は、高価なＣＰＵを用い
ずに高速な動画表示を行なえる加工シミュレーション装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、工具が素材を
加工していく様子を動画表示する加工シミュレーション
装置に関するものであり、本発明の上記目的は、前記素
材の形状を記憶する素材形状記憶回路と、前記素材形状
記憶回路から読出した前記素材の形状に基づいて当該素
材の形状の断面図を表示する表示回路とを具備すること
によって達成される。

【０００７】

【作用】本発明にあっては、素材形状を形状メモリー上
に持っているので、図形メモリーの代わりに形状メモリ
ーを表示装置の走査に同期して読出し、映像信号を生成
する断面図表示回路によって図形メモリー描画のステッ
プを省略でき、ＣＰＵ処理能力に関わりなく動画の高速
化が可能である。また、素材形状や工具形状のデータ構
造は比較的単純であるため、形状メモリー上の素材形状
とパターンメモリー上の工具形状を直接読出して比較演
算する形状変更回路により、ＣＰＵ処理能力に関わりな
く素材変形の高速化が可能となっている。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の加工シミュレーション装置の
一例を図２３に対応させて示すブロック図であり、同一
構成箇所は同一符号を付して説明を省略する。本発明の
加工シミュレーション装置は従来のものに３次元形状表
示部１０及び３次元形状変更部２０が付加されている。（１）３次元形状表示部１０ ■３次元形状メモリー１１は素材の形状を記憶するため
のメモリーであり、図２に構造を示す。３次元形状メモリー１１はＸアドレス
、Ｙアドレスで指定される記憶単位にＺ方向の高さを記
憶させて形状を表現するもので、コンピュータグラフィ
ックスの分野で一般的なＺバッファと類似の構造となっ
ている。図３に３次元形状メモリー１１で表現された素
材形状の一例を示す。このように素材形状はブロック状
の形で表現されるため、加工シミュレーションとしての
分解能を確保するためにはブロックの単位を細かく取ら
なければならない。

【０００９】■ＸＹ面断面図表示回路１２は表示装置２
の走査に同期してＸＹ面断面図の映像信号を発生する回
路であり、図４にブロック図を示す。ＸＹ面断面図表示
回路１２は大きく分けてモードレジスタ部１２１、アド
レス生成部１２２、映像信号生成部１２３から成る。（ａ）モードレジスタ部１２１は表示回路の動作を指定
する各種のレジスタ群から成り、バスを経由してＣＰＵ
６から設定が可能である。図５にレジスタ群の内容と表
示動作の対応を示す。（ｂ）アドレス生成部１２２は表示装置２の走査に同期
して読出すべき３次元形状メモリー１１のＸアドレス、
Ｙアドレスを生成する回路である。アドレス生成部１２
２はドット系統のカウンタ、ライン系統のカウンタ、Ｘ
系統のカウンタ、Ｙ系統のカウンタから構成されている
。このうちドット系統及びライン系統のカウンタは表示
装置２の走査範囲をカウントするためのもので、Ｘ系統
及びＹ系統のカウンタは３次元形状メモリー１１のアド
レスをカウントするためのものである。

【００１０】ドット系統及びＸ系統のカウンタ動作につ
いて説明する。タイミング制御回路からのドット位置信
号が図５（ｃ）の表示開始ドットの位置に来るとドット
比較回路１２２１がトリガ信号を発生し、ドットカウン
タ制御回路１２２２が起動してカウント動作が開始され
る。ドットカウンタ制御回路１２２２はトリガ信号を受
けると、ドットカウンタ１２２３、Ｘ分周カウンタ１２
２４、形状Ｘカウンタ１２２５にロード信号を送り、モ
ードレジスタ部１２１から初期値をロードする。また、
図５（ｃ）の点線部の表示ウインドウの期間中、即ち、
トリガ信号を受けてからドットカウンタが０になるまで
の間、サイクル制御回路１２３４にドットウインドウ内
信号を送り続ける。またこの間ドットカウンタ１２２３
、Ｘ分周カウンタ１２２４、形状Ｘカウンタ１２２５に
カウント許可信号を送り続け、カウント動作が続行する
。

【００１１】ドットカウンタ１２２３はドットクロック
をカウントするダウンカウンタであり、カウント値が０
になるとドットカウンタ制御回路１２２２にカウント終
了信号を送る。Ｘ分周カウンタ１２２４はＸ拡大率レジ
スタ１２１１に従い高速ドットクロックを分周するカウ
ンタであり、仮にＸ拡大率レジスタ設定値を８とすれば
、８分周したクロックを出力する。高速ドットクロック
はドットクロックの整数倍の周波数であり、仮に８倍の
周波数で、Ｘ拡大率レジスタ設定値が８であれば、Ｘ分
周カウンタ１２２４はドットクロックと同じ周波数のク
ロックを出力する事になる。形状Ｘカウンタ１２２５は
Ｘ分周カウンタ１２２４の出力でカウントされるアップ
カウンタである。高速ドットクロックとＸ拡大率レジス
タ１２１１の組合せにより、仮にドットクロックの２倍
の周波数でカウントされるとＸ方向に１／２の縮小表示
となり、逆に１／２の周波数でカウントされると２倍の
拡大表示となる。ライン系統及びＹ系統のカウンタ動作
については、ドット系統及びＸ系統のカウンタ動作と同
様であるので説明を省略する。

【００１２】（ｃ）映像信号生成部１２３はＸアドレス
、Ｙアドレスに基づいて演算回路により映像信号を生成
する回路である。映像信号の生成は、ハイライト付輝度
変調回路１２３１、輝度変調回路１２３２、スライス回
路１２３３の３つのモードがあり、表示モードレジスタ
により指定される。サイクル制御回路１２３４は３次元
形状メモリー１１の読出し制御及び映像信号の演算制御
を行なう回路であり、ドットウインドウ内信号及びライ
ンウインドウ内信号が共に有効な時のみ動作する。図６
に動作サイクルの説明図を示す。

【００１３】表示サイクル１はドットウインドウ内信号
が来て最初に実行するサイクルであり、形状Ｘレジスタ
１２３５及び形状Ｙレジスタ１２３６をラッチしてから
３次元形状メモリー１１の読出しを行ない、表示データ
の演算回路の出力が確定してから表示データレジスタ１
２３７をラッチして映像信号を出力する。その後、前ド
ットＺレジスタ１２３１１に読出したデータをラッチし
てハイライト表示に備える。表示サイクル２は表示サイ
クル１の後、ドットウインドウ内信号が切れるまで繰返
し実行するサイクルで、形状Ｙレジスタ１２３６をラッ
チしない点が表示サイクル１と異なる。縮小表示時、形
状Ｙレジスタ１２３６は高速ラインクロックでカウント
が進んでいるので、このサイクルでラッチすると同一Ｙ
アドレスとならず、表示がやや斜めにずれるおそれがあ
る。

【００１４】アイドル状態はサイクル制御回路１２３４
が非動作時の信号状態で、表示データレジスタ１２３７
及び前ドットＺレジスタ１２３１１を０クリアする。ス
ライス回路１２３３は３次元形状メモリー１１の読出し
たデータをＺスライスレジスタ１２１２と比較し、読出
したデータの方が大又は等しい場合に表示データとして
１を、さもなければ０を出力する回路であり、表示例を
図７に示す。

【００１５】輝度変調回路１２３２はＺ方向の奥行に応
じて輝度を変え、立体感を出すようにした回路である。ハイライト付輝度変調回路１２３１は走査方向に添った
Ｚ方向の奥行の微分を輝度変調に重畳し、ハイライトと
陰影をつけてさらに立体感を出すようにした回路である
。読出したデータをＺｂ、前ドットＺレジスタ１２３１
１をＺａ、表示データをＤとすると、Ｄ＝Ｚｂ−（Ｚａ
−Ｚｂ）、すなわちＤ＝２×Ｚｂ−Ｚａとなり、この演
算を補数回路１２３１２、２倍回路１２３１３、加算回
路１２３１４などを使って実行するものである。なお演
算の結果、Ｄが表示データの有効範囲を越える恐れがあ
るのでクリッピング回路１２３１５で丸められる。これ
らの回路により算出された表示データは、データセレク
タ１２３８により１つが選択され、表示データレジスタ
１２３７に入力される。図８にハイライト付輝度変調回
路の走査方向（Ｘ）と輝度（表示データ）の関係を示し
、図９に表示例を示す。

【００１６】■ＺＸ面断面図表示回路１３は同じく表示
装置２の走査に同期してＺＸ面断面図の映像信号を発生
する回路であり、図１０にブロック図を示す。ＺＸ面断
面図表示回路１３も大きく分けてモードレジスタ部１３
１、アドレス生成部１３２、映像信号生成部１３３から
成る。モードレジスタ部１３１、アドレス生成部１３２
はＸＹ面断面図表示回路１２と類似の構成となっており
、図１１にレジスタ群の内容と表示動作の対応を示す。（ａ）アドレス生成部１３２はドット系統のカウンタ、
ライン系統のカウンタ、Ｘ系統のカウンタ、Ｚ系統のカ
ウンタから構成されている。このうちドット系統及びラ
イン系統のカウンタは表示装置２の走査範囲をカウント
するためのもので、Ｘ系統のカウンタは３次元形状メモ
リー１１のアドレスをカウントするためのもので、Ｚ系
統のカウンタはＺ方向の位置をカウントンするためのも
のである。ドット系統及びＸ系統のカウンタ動作につい
ては、ＸＹ面断面図表示回路１２と同様であるので説明
を省略する。また、ライン系統及びＺ系統のカウンタ動
作については、位置Ｚカウンタがダウンカウンタとなる
以外はＸＹ面断面図表示回路１２と同様である。

【００１７】（ｂ）映像信号生成部１３３もＸＹ面断面
図表示回路１２と類似の構成となっているが、ＺＸ面断
面図表示回路１３ではスライス表示のみとなっている。図１２はサイクル制御回路１３３１の動作説明図である
。ＺＸ面ではスライス表示しか行なわないので、前ドッ
トＺレジスタの制御が不要となる以外はＸＹ面断面図表
示回路１２と同様である。なお、３次元形状メモリー１
１のＹアドレスにはＹスライスレジスタ１３１１の値が
出力される。比較回路１３３２は位置Ｚレジスタを０と
比較し、０以上であれば１を出力する回路であり、断面
図の底部を判定するものである。比較回路１３３３は３
次元形状メモリー１１の読出したデータと位置Ｚレジス
タ１３３４を比較し、位置Ｚレジスタ１３３４が読出し
たデータ以下であれば１を出力する回路であり、断面図
の頂部を判定するものである。これらの出力はＡＮＤ回
路１３３５を経て、表示データレジスタ１３３６に入力
される。

【００１８】■ＹＺ面断面図表示回路１４は同じく表示
装置２の走査に同期してＹＺ面断面図の映像信号を発生
する回路であり、図１３にブロック図を示す。ＹＺ面断
面図表示回路１４もＺＸ面断面図表示回路１３と類似の
構成となっており、図１４にモードレジスタ部１４１の
内容と表示動作の対応を示す。（ａ）アドレス生成部１４２はドット系統のカウンタ、
ライン系統のカウンタ、Ｚ系統のカウンタ、Ｙ系統のカ
ウンタから構成されている。このうちドット系統及びラ
イン系統のカウンタは表示装置２の走査範囲をカウント
するためのもので、Ｚ系統のカウンタはＺ方向の位置を
カウントンするためのもので、Ｙ系統のカウンタは３次
元形状メモリー１１のアドレスをカウントするためのも
のである。ドット系統及びＺ系統のカウンタ動作、ライ
ン系統及びＹ系統のカウンタ動作については、ＸＹ面断
面図表示回路１２と同様であるので説明を省略する。な
お、ＹＺ面については位置Ｚカウンタ１４２１もアップ
カウンタである。

【００１９】（ｂ）映像信号生成部１４３について説明
する。図１５はサイクル制御回路１４３１の動作説明図
である。表示サイクル１はドットウインドウ内信号が来
て最初に実行するサイクルであり、形状Ｙレジスタ１４
３２及び位置Ｚレジスタ１４３３をラッチしてから３次
元形状メモリー１１の読出しを行ない、読出したデータ
を形状Ｚレジスタ１４３４にラッチする。その後、表示
データの演算回路の出力が確定してから表示データレジ
スタ１４３５をラッチして映像信号を出力する。表示サ
イクル２は表示サイクル１の後、ドットウインドウ内信
号が切れるまで繰返し実行するサイクルで、３次元形状
メモリー１１の読出しを行なわない点が表示サイクル１
と異なる。

【００２０】アイドル状態はサイクル制御回路非動作時
の信号状態で、表示データレジスタ１４３５及び前ドッ
トＺレジスタを０クリアする。比較回路１４３６は位置
Ｚレジスタ１４３３を０と比較し、０以上であれば１を
出力する回路であり、断面図の底部を判定するものであ
る。比較回路１４３７は形状Ｚレジスタ１４３４と位置
Ｚレジスタ１４３３を比較し、位置Ｚレジスタ１４３３
が形状Ｚレジスタ１４３４以下であれば１を出力する回
路であり、断面図の頂部を判定するものである。これら
の出力はＡＮＤ回路１４３８を経て、表示データレジス
タ１４３５に入力される。

【００２１】■タイミング発生回路１５は表示装置２の
走査に同期して各種の信号を生成する回路であり、ＸＹ
面断面図表示回路１２、ＺＸ面断面図表示回路１３、Ｙ
Ｚ面断面図表示回路１４及び表示装置２に信号を供給す
る。図１６にタイミング発生回路１５のブロック図を、
図１７に表示装置２の走査と各種の信号の関係を表わす
図を示す。 ■アクセス制御回路１６は断面図表示回路等からの３次
元形状メモリー１１のアクセスを調停し、競合が起こら
ないようにする回路である。

【００２２】（２）３次元形状表示部１０の拡張３次元
形状表示部１０を拡張し、色彩変調、画素パターン変調
、２次元形状の表示を行なう方法について述べる。 ■色彩変調について述べる。輝度変調は視線方向の奥行
に応じて表示装置２の輝度を変えるものであったが、色
彩変調の場合は表示装置２の彩度・明度などで奥行を表
現するものである。構成としては図１３の表示データレ
ジスタ１４３５の出力側にコンピュータグラフィックの
分野で一般的な色変換テーブルを追加し、任意の表示デ
ータ値に対して任意の表示色を対応させ映像信号として
出力すれば良い。この場合、色変換テーブルの内容はＣ
ＰＵ６から設定できるようにすれば色彩を切替えること
ができる。

【００２３】■画素パターン変調について述べる。画素
パターン変調は視線方向の奥行に応じて、輝度の代わり
に点灯している画素の密度を変えるもので、主として中
間調表示のできない表示装置に対して用いられる。構成
としては図１６のドット位置、ライン位置に対応して種
々の密度の画素パターンを生成する画素パターン生成回
路を設け、図１３の表示データレジスタ１４３５の出力
を画素パターンの切替え信号として入力し、画素パター
ン生成回路の出力を映像信号とすれば良い。 ■２次元形状の表示について述べる。図１の加工シミュ
レーション装置では３次元形状を表示する例について示
したが、３次元形状メモリー１１のＺ方向を１ビットに
退縮させるだけで２次元形状の表示を行なうことができ
る。この場合、ＺＸ面及びＹＺ面の断面図、ＸＹ面の輝
度変調は不要となる。

【００２４】（３）３次元形状変更部２０■３次元パタ
ーンメモリー２１は工具の形状を記憶するためのメモリ
ーであり、３次元形状メモリー１１と同様な構造となっ
ている。図１８に構造を、図１９に３次元パターンメモ
リー２１で表現された工具形状を示す。 ■３次元形状変更回路２２は３次元形状メモリー１１と
３次元パターンメモリー２１を走査して、工具形状が素
材形状に食込む場合には素材形状を変更するものである
。３次元形状変更回路２２は図２０のブロック図に示す
ように大きく分けてモードレジスタ部２２１、アドレス
生成部２２２、演算・制御部２２３から成る。（ａ）モードレジスタ部２２１は変更回路の動作を指定
する各種のレジスタ群から成り、バスを経由してＣＰＵ
６から設定が可能である。図２１にレジスタ群の内容と
変更動作の対応を示す。

【００２５】（ｂ）アドレス生成部２２２は３次元形状
メモリー１１と３次元パターンメモリー２１のＸアドレ
ス、Ｙアドレスを走査する回路であり、Ｘ系統のカウン
タ及びＹ系統のカウンタから構成されている。Ｘ系統の
カウンタはＸカウンタ２２２１、形状Ｘカウンタ２２２
２、パターンＸカウンタ２２２３から成り、Ｙ系統のカ
ウンタはＹカウンタ２２２４、形状Ｙカウンタ２２２５
、パターンＹカウンタ２２２６から成る。このうちＸ及
びＹカウンタ２２２１、２２２４は走査したデータ数を
、形状Ｘ及び形状Ｙカウンタ２２２２、２２２５は３次
元形状メモリー１１のアドレスを、パターンＸ及びパタ
ーンＹカウンタ２２２３、２２２６は３次元パターンメ
モリー２１のアドレスをカウントするためのものである
。

【００２６】Ｘ系統のカウンタ動作について説明する。まずＣＰＵ６が開始トリガ発生回路２２１１をアクセス
すると開始トリガ信号が発生する。Ｘカウンタ制御回路
２２２７が開始トリガ信号を受けるとＸカウンタ２２２
１、形状Ｘカウンタ２２２２、パターンＸカウンタ２２
２３にロード信号を送り、モードレジスタ部２２１から
初期値をロードする。Ｘカウンタ２２２１はサイクル制
御回路２２３１からのＸカウントクロックで動作するダ
ウンカウンタであり、カウント値が０になるとＸカウン
タ制御回路２２２７にＸカウント終了信号を送る。Ｘカ
ウンタ制御回路２２２７がＸカウント終了信号を受取る
と、各Ｘ系統のカウンタに再び初期値をロードするとと
もに、Ｙ系統のカウンタにＹカウントクロックを送る。形状Ｘカウンタ２２２２、パターンＸカウンタ２２２３
はＸカウントクロックで動作するアップカウンタであり
、異なるのは初期値のみである。

【００２７】次にＹ系統のカウンタ動作について説明す
る。Ｙ系統のカウンタは基本的にＸ系統と同様であるが
、前記のＹカウントクロックで動作する点、Ｙカウンタ
制御回路２２２８がＹカウント終了信号を受取ると走査
終了信号を発生して動作を停止する点が異なる。（ｃ）演算・制御部２２３はＸアドレス及びＹアドレス
に基づいて、３次元形状メモリー１１から素材形状のＺ
値を、３次元パターンメモリー２１から工具形状のＺ値
を読出し、工具形状が素材形状に食込む場合は工具形状
のＺ値を素材形状に書込む回路である。

【００２８】図２２はサイクル制御回路２２３１の動作
説明図である。動作サイクルには、パターンＺ読出サイ
クル、形状Ｚ読出サイクル、形状Ｚ書込サイクルがあり
、走査終了信号を受取るまで順番に繰返し実行される。アイドル状態はサイクル制御回路非動作時の信号状態で
ある。パターンＺ読出サイクルでは、まずＸカウントク
ロックを発生して走査を１ステップ進める。次に、Ｘマ
ルチプレクサセレクト及びＹマルチプレクサセレクトを
１にして、パターンＸ及びパターンＹカウンタ２２２３
、２２２６をＸ及びＹアドレスとして出力し、３次元パ
ターンメモリー２１からＺ値を読出してパターンＺレジ
スタ２２３２にラッチする。なお、Ｘカウントクロック
は開始トリガ信号を受けた直後のサイクルでは発生しな
い。

【００２９】形状Ｚ読出しサイクルでは、Ｘマルチプレ
クサセレクト及びＹマルチプレクサセレクトを０にして
、形状Ｘ及び形状Ｙカウンタ２２２３、２２２６をＸ及
びＹアドレスとして出力し、３次元形状メモリー１１か
らＺ値を読出して形状Ｚレジスタ２２３３にラッチする
。形状Ｚ書込サイクルでは、形状Ｘ及び形状Ｙカウンタ
２２２２、２２２５をＸ及びＹアドレスとして出力し、
パターンＺレジスタ２２３２のＺ値を３次元形状メモリ
ー１１に書込む。形状Ｚ書込サイクルが終了すると、次
はパターンＺ読出サイクルに戻って実行する。

【００３０】形状Ｚ書込サイクルは後述する比較回路２
２３４により、素材形状のＺ値の方が工具形状のＺ値よ
り大きいと判定された場合のみ実行され、そうでない場
合はパターンＺ読出サイクルに戻る。比較回路２２３４
はパターンＺレジスタ２２３２の工具形状Ｚ値と、オフ
セットＺレジスタ２２１２の工具位置Ｚ値を加算回路２
２３５に入力することによって、工具位置を加味した工
具のＺ値が得られる。このＺ値と、形状Ｚレジスタ２２
３３の素材形状Ｚ値を比較回路２２３４に入力し、判定
結果をサイクル制御回路２２３１に出力する。 ■アクセス制御回路２３はＣＰＵ６や３次元形状変更回
路２２からの３次元パターンメモリー２１のアクセスを
調停し、競合が起こらないようにする回路である。

【００３１】（４）３次元形状変更部２０の拡張３次元
形状変更部２０を拡張し、干渉チェック及び２次元形状
の変更を行なう方法について述べる。 ■干渉チェック方法について述べる。３次元形状変更回
路２２は３次元形状メモリー１１と３次元パターンメモ
リー２１を走査して、工具形状が素材形状に食込む場合
には素材形状を変更するものであるが、素材形状を変更
する代わりに、食込みを検出したら走査を中止してＣＰ
Ｕ６に対して割込み信号を発生すると同時に、ＣＰＵ６
が干渉位置を読出して干渉位置などを表示できるように
すれば良い。具体的には比較回路２２３４が素材形状の
Ｚ値の方が工具形状のＺ値より大きいと判定した時点で
、サイクル制御回路２２３１は割込み発生してアイドル
状態に入る動作モードを設け、形状Ｘ及び形状Ｙカウン
タ２２２３、２２２６の値をＣＰＵ６から読取れるよう
にすれば良い。

【００３２】実際の加工シミュレーションでは、切削送
りが指定されている時は素材形状を変更する動作モード
、早送りが指定されている場合は干渉チェックモードと
して実行することにより効果的なＮＣプログラムチェッ
クができる。 ■２次元形状の変更方法について述べる。図１の加工シ
ミュレーション装置では３次元形状に対して変更演算を
行なう例について示したが、３次元形状メモリー１１及
び３次元パターンメモリー２１のＺ方向を１ビットに退
縮させるだけで２次元形状の変更演算を行なうことがで
きる。この場合、演算・制御部２２３では、工具形状の
ビットが１ならば、素材形状のビットに０を書込むとい
う演算になる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明の加工シミュレーシ
ョン装置によれば、ＣＰＵの処理能力に関わりなく高速
な動画表示が可能となり、細かい動きと高い分解能が得
られ、表示位置や拡大率も瞬時に変更できるのに加えて
、輝度変調による高品位表示と干渉チェックも可能なた
め、ＮＣプログラムのミスや加工手順の良否を手早く容
易に確認できる。また安価な装置で済むため、ＮＣ装置
や自動プログラム装置に組込んで生産現場で広く活用し
、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工シミュレーション装置の一例を示
すブロック図である。

【図２】本発明装置の３次元形状メモリーの一例を示す
構造図である。

【図３】図２に示す３次元形状メモリーで表現された素
材形状の一例を示す斜視図である。

【図４】本発明装置のＸＹ面断面図表示回路の一例を示
すブロック図である。

【図５】図４に示すＸＹ面断面図表示回路のレジスタ群
の内容と表示動作の対応を示す図である。

【図６】図４に示すＸＹ面断面図表示回路の映像信号生
成部の動作サイクルの説明図である。

【図７】図４に示すＸＹ面断面図表示回路の映像信号生
成部の表示例を示す図である。

【図８】図４に示すＸＹ面断面図表示回路のハイライト
付輝度変調回路の走査方向と輝度の関係を示す図である
。

【図９】図４に示すＸＹ面断面図表示回路のハイライト
付輝度変調回路の表示例を示す図である。

【図１０】本発明装置のＺＸ面断面図表示回路の一例を
示すブロック図である。

【図１１】図１０に示すＺＸ面断面図表示回路のレジス
タ群の内容と表示動作の対応を示す図である。

【図１２】図１０に示すＺＸ面断面図表示回路のサイク
ル制御回路の動作サイクルの説明図である。

【図１３】本発明装置のＹＺ面断面図表示回路の一例を
示すブロック図である。

【図１４】図１３に示すＹＺ面断面図表示回路のモード
レジスタ部の内容と表示動作の対応を示す図である。

【図１５】図１３に示すＹＺ面断面図表示回路のサイク
ル制御回路の動作サイクルの説明図である。

【図１６】本発明装置のタイミング発生回路の一例を示
すブロック図である。

【図１７】表示装置の走査と各種の信号の関係を表す図
である。

【図１８】本発明装置の３次元パターンメモリーの一例
を示す構造図である。

【図１９】図１８に示す３次元パターンメモリーで表現
された工具形状の一例を示す斜視図である。

【図２０】本発明装置の３次元形状変更回路の一例を示
すブロック図である。

【図２１】図２０に示すモードレジスタ部のレジスタ群
の内容と変更動作の対応を示す図である。

【図２２】図２０に示す演算・制御部のサイクル制御回
路の動作サイクルの説明図である。

【図２３】従来の加工シミュレーション装置の一例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１０　　３次元形状表示部２０　　３次元形状変更部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　工具が素材を加工していく様子を動画
表示する加工シミュレーション装置において、前記素材
の形状を記憶する素材形状記憶回路と、前記素材形状記
憶回路から読出した前記素材の形状に基づいて当該素材
の形状の断面図を表示する表示回路とを備えたことを特
徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項２】　　前記表示回路が、視線方向の奥行に応
じて輝度、色彩、画素パターンを変えて前記素材の形状
の平面図及び側面図を表示するようになっている請求項
１に記載の加工シミュレーション装置。
【請求項３】　　前記表示回路が、前記素材の形状に添
った視線方向の奥行の微分を輝度、色彩、画素パターン
に重畳し、ハイライトと陰影を表示するようになってい
る請求項１に記載の加工シミュレーション装置。
【請求項４】　　前記工具の形状を記憶する工具形状記
憶回路と、前記工具形状記憶回路から読出した前記工具
の形状に基づいて前記素材形状記憶回路に記憶されてい
る前記素材の形状を変更する変更回路とを備えた請求項
１に記載の加工シミュレーション装置。
【請求項５】　　前記変更回路が、前記素材の形状と前
記工具の形状の干渉を検出する請求項４に記載の加工シ
ミュレーション装置。