JPH06210550A - 工具経路データ作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率良く加工できるように加工領域を設定し
得る工具経路データ作成装置を提供する。 【構成】 被加工物に対して、工具標準切り込み量で加
工可能な領域と、工具標準切り込み量より小さい切り込
み量で加工する領域とを設定し、工具標準切り込み量で
の加工を優先して加工を行うことで、工具の性能を十分
に生かするようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ工作機械に与える
工具経路データを作成する工具経路データ作成装置に関
し、特に工具経路データ作成の際に要求される加工領域
を設定するのに好適な工具経路データ作成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム等におい
て、例えば、被加工告物の設計図面を利用し、ＮＣフラ
イス盤、或いはマシニングセンター等のＮＣ工作機械に
与える工具経路データを作成する工具経路データ作成装
置では、被加工告物の加工対象領域を設定するときは、
被加工物の加工対象領域の加工終了高さを算出し、高い
順に領域を取出して領域設定を行っていた。

【０００３】図２３は被加工物に対する従来の加工法の
説明図であり、図２３（ａ）は被加工物の平面図、図２
３（ｂ）はその正面図で、切削部が斜線部分として示し
てある。図２３において、各領域ｒ１〜ｒ４に対応する
切削部の上端の高さが加工開始高さで、切削部の下端の
高さが加工終了高さであり、被加工物の最も高い位置を
被加工物のマックス高さという。また、図２４は従来の
加工手順の説明図で、図２３に示す被加工物を加工する
場合に、従来の加工法では、加工領域を図２４で（１）
〜（４）に示すように、加工終了高さの高い順に設定
し、加工領域（１）から順に加工領域（４）まで切削加
工を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、加工終了高さ
の高い順に加工領域を設定していたので、図２４に示す
ように、領域ｒ１、ｒ２は、工具標準切り込み量より小
さい切り込み量で何度も切削されることになり、工具性
能を生かし切れず加工効率が低下するという問題があっ
た。また、図１３（ａ）のような形状に加工する場合
は、加工終了高さの高い順に並べると、ｒ９→ｒ８→ｒ
２→ｒ１→ｒ４→ｒ６（ｒ１、ｒ４、ｒ６ｒは同じ高
さ）→ｒ３ｒ→７ｒ（ｒ３、ｒ７は同じ高さ）となり、
切削部を図１３（ｂ）の（１）〜（８）のように符号で
示すと、（１）から（８）の順に加工され、工具の移動
が頻繁に発生し、加工効率が低下するという問題もあっ
た。

【０００５】本発明は、前述したようなこの種の加工領
域設定の現状に鑑みてなされたものであり、その目的
は、効率良く加工できるように加工領域を設定し得る工
具経路データ作成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】上記目的を達成するため
に、第１の本発明は、設定された加工領域に基づいて工
具経路データを作成する工具経路データ作成装置におい
て、工具標準切り込み量分の切り込みで切削加工する領
域を設定する標準切削領域設定手段と、工具標準切り込
み量より小さい切り込みで、切削加工する領域を設定す
る非標準切削領域設定手段とを設けている。

【０００７】上記目的を達成するために、第２の本発明
は、設定された加工領域に基づいて工具経路データを作
成する工具経路データ作成装置において、工具標準切り
込み量分の切り込みで切削加工する領域を設定する標準
切削領域設定手段と、工具標準切り込み量より小さい切
り込みで切削加工する領域を設定する非標準切削領域設
定手段と、前記標準切削領域設定手段により設定された
標準切削領域に対応する切削高さで加工できる領域を選
択する選択手段と、前記選択手段により選択された領域
を隣接関係に基づいてグループ化するグループ化手段
と、前記グループ化手段によりグループ化された領域毎
に工具中心軌跡を作成する中心軌跡作成手段と、前記中
心軌跡作成手段により作成された工具中心軌跡を工具半
径分拡大した閉領域を作成する閉領域作成手段と、前記
閉領域作成手段により作成された前記閉領域と共通部分
を持つ領域を作成し、切削高さ、切削範囲、加工領域及
び親子関係情報からなる加工領域情報を作成する加工領
域情報作成手段とを備えている。

【０００８】

【作用】第１の本発明において、標準切削領域設定手段
は、工具標準切り込み量分の切り込みで切削加工する領
域を設定する。また、非標準切削領域設定手段は、工具
標準切り込み量より小さい切り込みで、切削加工する領
域を設定する。このように、工具標準切り込み量分の切
り込みで切削加工する領域を設定することにより、工具
標準切り込み量での加工を優先した領域を自動的に設定
でき、工具の性能を十分に生かせるため、加工効率が向
上する。

【０００９】第２の本発明において、標準切削領域設定
手段は工具標準切り込み量分の切り込みで切削加工する
領域を設定し、非標準切削領域設定手段は工具標準切り
込み量より小さい切り込みで切削加工する領域を設定す
る。選択手段は、標準切削領域に対応する切削高さで加
工できる領域を選択し、グループ化手段は、選択された
領域を隣接関係に基づいてグループ化する。

【００１０】すると、中心軌跡作成手段は、グループ化
された領域毎に工具中心軌跡を作成し、閉領域作成手段
は、作成された工具中心軌跡を工具半径分拡大した閉領
域を作成する。そして、加工領域情報作成手段は、作成
された閉領域と共通部分を持つ領域を作成し、切削高
さ、切削範囲、加工領域及び親子関係情報からなる加工
領域情報を作成する。

【００１１】このように標準切削領域に対応する切削高
さで加工できる近隣の領域をグループ化して連続的に加
工することにより、工具の移動回数が低減するので加工
効率が向上する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１３】［第１実施例］図１は、本発明の第１、第
２の実施例に共通な工具経路データ作成装置の概略構成
を示すブロック図である。この工具経路データ作成装置
は、中央処理装置１を中核として工具経路データ作成処
理を行うものであり、中央処理装置１には、キーボー
ド、マウス等からなる入力装置２と、半導体メモリ、磁
気ディスク等からなる記憶装置３と、入出力制御装置４
と、グラフィックディスプレイ等からなる表示装置５と
が接続されている。また、入出力制御装置４には、磁気
テープ、フロッピーディスク、磁気ディスク等からなる
外部記憶媒体６と、ＮＣ工作機械７が接続されており、
入出力制御装置４は、中央処理装置１の制御の下に、本
工具経路データ作成装置により連結した工具経路（Ｃ
Ｌ）データをＮＣ工作機械７に出力する、或いは外部記
憶媒体６から工具経路データ連結用の各種アプリケーシ
ョンプログラムを記憶装置３にロードする等の制御を行
う。

【００１４】記憶装置３は、ＣＡＤ図形要素に対応する
デ−タ（二次元線分の場合は始点・終点の座標値、二次
元円弧の場合は始点・終点・中心の座標値と回り方向、
二次元円の場合は中心座標と半径などの図形要素を決定
するのに十分な幾何情報及び図形要素の集合と配置情報
など）、ＣＡＤ図形要素を連結して閉領域化した閉領域
デ−タ（閉領域は、１つの外周ループと０個以上の内周
ループにより構成される）、閉領域に高さなどの奥行き
方向等の情報を付加した２．５次元デ−タ、加工工具の
形状・使用条件などの工具デ−タ、加工方法等の加工方
法デ−タ、領域（１つの閉領域）の加工状況等の加工状
況情報、加工領域設定処理中に発生する計算結果、およ
び作成された工具移動経路を表すＣＬデ−タなどを記憶
する。

【００１５】表示装置５には、中央処理装置１の制御の
下にメニューが表示され、このメニューをキーボード、
マウス等の入力装置２により選択・指示しながら対話形
式でＣＬデータ連結処理を進められるように構成されて
いる。この際、中央処理装置１は、メニューにより選択
・指示されたアプリケーションプログラムを、入出力制
御装置４を介して外部記憶媒体６から記憶装置３に読込
み、そのアプリケーションプログラムに従って、加工領
域設定処理等の各種工具経路データ作成処理を行う。

【００１６】次に、実施例の加工領域設定方法を、工具
経路データの作成に基づき、図２のフローチャートを参
照し、工具標準切り込み量分の切り込みで切削加工する
領域を設定する標準切削領域設定ステップＳ１、標準切
り込み量より小さい切り込みで、切削加工する領域を設
定する非標準切削領域設定ステップＳ２の順に説明す
る。

【００１７】［標準切削領域設定ステップ］図２のフロ
ーチャートのステップＳ１では、中央処理装置１が記憶
装置３からの工具情報、閉領域情報、加工情報に基づい
て、加工範囲の設定、切削高さの設定を行い、各切削高
さで加工可能な領域を求め、この領域を加工エリア毎に
分割し、切削高さ間の加工優先度を属性とする加工領域
情報を作成し、加工範囲、切削高さ及び加工領域情報は
記憶装置３のワークエリアに格納される。

【００１８】図３は図２のステップＳ１での処理の詳細
を示すフローチャートで、ステップＳ１０１で中央処理
装置１が、記憶装置３に格納されている工具情報を読み
出す。この工具情報は、使用順に工具種別と工具径によ
り分類され、一つの工具径には長さの異なる工具が少な
くとも一本登録され、各工具毎に工具標準切り込み量な
どの標準加工条件、工具材質、工具形状が登録してあ
る。

【００１９】図４は工具形状の説明図であり、工具はシ
ャンク部Ｓの部分でホルダ部Ｈにより、ＮＣ工作機械に
取り付けられ、側刃先端部の径を工具径Ｄｏｓ、側刃の
逃げ部分の径を工具径Ｄ１、シャンク部Ｓの径をシャン
ク径Ｄ２と呼んでおり、実際に刃がついている長さを工
具長Ｌ０、先端からシャンク部Ｓまでを工具長Ｌ１、先
端からホルダ部Ｈまでを工具長Ｌ２と呼んでいる。ここ
で、工具径Ｄ１≧工具径Ｄ２の場合には、工具長Ｌ１＝
工具長Ｌ２となる。

【００２０】ステップＳ１０１からステップＳ１０２に
進み、中央処理装置１は、ステップＳ１０１で読出した
工具情報をサーチし、ステップＳ１０２では、未処理の
工具グループが存在するかどうかの判定が行われる。ス
テップＳ１０２で未処理の工具が存在すると判定される
と、ステップＳ１０３において、中央処理装置１は、ス
テップＳ１０１で取出した工具情報と記憶装置３に格納
されている加工情報とを参照して、着目工具グループの
工具に対して、深さ方向の加工範囲を設定し、設定した
加工範囲を記憶装置３に格納する。ステップＳ１０２で
未処理の工具グループが存在しないと判定されると、工
具標準切り込み量で加工可能な領域の設定処理は終了す
る。

【００２１】図５は図３のステップＳ１０３の処理の詳
細を示すフローチャートで、図６は工具の深さ方向の加
工範囲設定の説明図である。図５のステップＳ２０１
で、中央処理装置１は、記憶装置３に格納されている領
域の加工開始高さ、終了高さなどの加工情報を参照し
て、図６（ａ）に示す加工開始高さの最大値及び加工終
了高さの最小値を求め、被加工物の切削範囲を設定し、
該切削範囲を記憶装置３に格納する。ステップＳ２０１
からステップＳ２０２に進み、ステップＳ２０２では、
中央処理装置１が、被加工物のマックス高さを参照して
加工範囲設定開始高さを設定し、該加工範囲設定開始高
さを記憶装置３に格納する。

【００２２】次いで、ステップＳ２０３では、着目工具
グループの工具に、深さ方向の加工範囲が未設定の工具
が存在するかどうかが判定され、ステップＳ２０３で未
設定の工具が存在しないと判定されると、着目工具グル
ープの工具に対する深さ方向の加工範囲の設定処理は終
了する。また、ステップＳ２０３で未設定の工具が存在
すると判定されると、ステップＳ２０４に進んで、中央
処理装置１は、工具形状、被加工物のマックス高さ、ス
テップＳ２０１で設定した加工開始高さの最大値及び加
工終了高さの最小値、ステップＳ２０２で設定した加工
範囲設定開始高さを参照し、着目工具の工具長Ｌ１で加
工できる深さ方向の加工範囲を設定する。この場合、着
目工具の工具長Ｌ１で加工できる深さ方向の加工範囲の
開始高さには、図６（ｂ）に示す加工開始高さの最大値
と加工範囲設定開始高さとを比較し、小さい方の値を設
定する。また、着目工具の工具長Ｌ１で加工可能な深さ
方向の加工範囲の終了高さには、図６（ｂ）に示すよう
に、被加工物のマックス高さから工具長Ｌ１降下した高
さと加工終了高さの最小値とを比較し、大きい方の値を
設定する。

【００２３】次いで、ステップＳ２０５で、中央処理装
置１は、ステップＳ２０４で設定した深さ方向の加工範
囲の最下点の高さと、ステップＳ２０１で設定した加工
終了高さの最小値とを比較し、工具長Ｌ１で被加工物の
切削範囲最下点に届くかどうかを判定する。この判定で
工具長Ｌ１で被加工物の切削範囲最下点に届く場合に
は、ステップＳ２０６に進んで、中央処理装置１は未処
理の工具に対して、不使用状態を示す属性を付加し処理
済みとし、該情報を記憶装置３に格納する。これは、図
７（ｃ）に示すように、工具長の短い工具Ｔｓで被加工
物の切削範囲最下点に届く場合には、同径で工具長の長
い工具Ｔｌを使用する必要がないためである。ステップ
Ｓ２０５で、工具長Ｌ１では被加工物の切削範囲最下点
に届かないと判定されると、ステップＳ２０７に進ん
で、中央処理装置１は、着目工具の工具長Ｌ１で加工で
きる深さ方向の加工範囲を参照し、加工範囲の終了高さ
を加工範囲設定開始高さとして更新し記憶装置３に格納
する。

【００２４】ステップＳ２０７からステップＳ２０８に
進んで、中央処理装置１は、工具形状、被加工物のマッ
クス高さ、加工範囲設定開始高さ、ステップＳ２０１で
設定した加工開始高さの最大値及び加工終了高さの最小
値を参照し、工具長Ｌ２で加工可能な深さ方向の加工範
囲を設定する。ここで、工具長Ｌ２で加工可能な深さ方
向の加工範囲とは、図７（ｄ）に示すように、工具のシ
ャンク部Ｓを被加工物マックス高さより侵入させて加工
可能な範囲をいう。この場合、着目工具の工具長Ｌ２で
加工可能な深さ方向の加工範囲の終了高さは、被加工物
のマックス高さから工具長Ｌ２降下した高さと加工終了
高さの最小値とを比較し、大きい方の値を設定する。但
し、図８（ｅ）に示すように、工具径Ｄ２が工具径Ｄ１
以下の場合には、工具長Ｌ１＝工具長Ｌ２となり、工具
長Ｌ１で加工可能な深さ方向の加工範囲に工具長Ｌ２で
加工可能な深さ方向の加工範囲が含まれるため、工具長
Ｌ２で加工可能な深さ方向の加工範囲は設定しない。次
いでステップＳ２０９に進み、中央処理装置１は着目工
具の深さ方向の加工範囲を記憶装置３に格納する。

【００２５】以上に説明した加工範囲の設定処理によ
り、同径で工具長の異なる一つの工具グループの加工範
囲が、図８（ｆ）に示すように作成される。同図に示す
のは一つの工具グループに三本の工具が登録されている
場合で、各工具の工具長Ｌ１で加工可能な範囲と、工具
長Ｌ２で加工可能な範囲とが設定されている。

【００２６】次いで、図３のフローチャートのステップ
Ｓ１０４に戻って、ステップＳ１０４では加工範囲が設
定できたかどうかの判定が行われ、加工範囲が設定され
ている場合には、ステップＳ１０５に進んで、中央処理
装置１は、ステップＳ１０３で設定された深さ方向の加
工範囲、記憶装置３に格納されている工具標準切り込み
量などの工具情報及び図面マックス高さなどの加工情報
を参照し、着目工具グループに属する工具の切削高さを
設定し、該切削高さを記憶装置３に格納する。

【００２７】図９は、図３のステップＳ１０５の処理の
詳細を示すフローチャートで、ステップＳ３０１では、
中央処理装置１は記憶装置３に格納されている工具の不
使用状態を示す属性及び深さ方向の切削範囲を参照し、
深さ方向の切削範囲が設定された工具を読み出す。次い
で、ステップＳ３０２で、切削高さの設定処理が未処理
の工具が存在するかどうかの判定が行われ、未処理の工
具が存在しない場合には、工具標準切り込み量による切
削高さの設定処理は終了する。ステップＳ３０１で工具
が読み出せなかった場合も、未処理の工具が存在しない
場合と同様に処理される。

【００２８】ステップＳ３０２で未処理の工具が存在す
ると判定されると、ステップＳ３０３に進んで、中央処
理装置１は、記憶装置３に格納されている着目工具の深
さ方向の加工範囲を参照し、ステップＳ３０４で、記憶
装置３に格納されている工具情報より、着目工具の標準
切り込み量を参照する。次いで、ステップＳ３０５に進
み、着目工具に設定されている全ての加工範囲（工具長
Ｌ１で加工可能の加工範囲、工具長Ｌ２で加工可能の加
工範囲）に切削高さの設定処理が終了したかどうかの判
定が行われる。この判定で、設定処理が終了したと判定
されると、ステップＳ３０２に戻り、設定処理が終了し
ていないと判定されると、ステップＳ３０６に進んで、
中央処理装置１は、着目工具の標準切り込み量、深さ方
向の加工範囲を参照して切削高さを設定する。

【００２９】図１０は切削高さ設定の説明図で、同図
（ａ）（ｂ）には、切削開始高さから所定距離工具を降
下させた高さで、水平移動させることにより、被加工物
の切削部を加工する場合が示してある。この場合、工具
の深さ方向の降下量が切り込み量、工具先端が移動する
軌跡が切削面、切削面のＺ値が切削高さである。この切
削高さは、着目工具の標準切り込み量をｄＺ、深さ方向
の加工範囲の開始高さをｈｓ、終了高さをｈｅとする
と、（１）式で与えられる。 （１） ｈ（ｉ）＝ｈｓ−ｉ・ｄＺ（ｉ＝１、２、・・・ｎ） ここで、ｎは加工範囲（ｈｓ−ｈｅ）を着目工具の標準
切り込み量ｄＺで割った商である。

【００３０】さらに、図１１（ｃ）に示すように、深さ
方向の加工範囲の終了高さｈｅと切削高さｈ（ｎ）とを
比較し、加工条件として設定されている加工最小切り込
み量（標準切り込み量にこの値を加えて切り込んでも切
削可能な量）よりその差が大きい場合、深さ方向の加工
範囲の終了高さｈｅを切削高さとして追加する。この時
の切り込み量は、工具の標準切り込み量より小さいが、
工具の標準切り込み量で加工できる領域の設定処理で取
り扱う。このようにして、設定した切削高さは、中央処
理装置１により記憶装置３に格納される。このような切
削高さの設定処理により、一つの工具グループの深さ方
向の加工範囲が設定された工具に対して切削高さが設定
される。因みに図１１（ｄ）には、同径で長さの異なる
工具の深さ方向の加工範囲に対し、１本目乃至３本目の
工具の標準切り込み量を、それぞれ△Ｚ１、△Ｚ２、△
Ｚ３として設定された切削高さの例を示してある。

【００３１】ここで、図３のフローチャートに戻って、
ステップＳ１０６において、中央処理装置１は、工具標
準切り込み量によりステップＳ１０５で設定された工具
の切削高さ、ステップＳ１０１で読出した工具情報及び
記憶装置３に格納されている２．５Ｄデータ、加工情報
を参照し、各切削高さでの被加工物との干渉を考慮して
工具が切削移動可能なエリアを求め、着目工具に対して
各切削高さ加工領域情報を作成する。このようにして作
成される加工領域情報は、後述するように親子関係を有
し、着目工具の加工領域情報の木構造（加工領域探索ツ
リー）が作成され、該加工領域探索ツリーには、着目工
具の情報が付加され、中央処理装置１により記憶装置３
に格納される。

【００３２】図１２は図３のステップＳ１０６の処理の
詳細を示すフローチャートであり、ステップＳ４０１で
は、中央処理装置１は、記憶装置３に格納されている各
領域の加工開始、終了高さなどの加工情報を参照して、
切削部の有無を検出し、切削部がある場合は加工対象と
なる領域として抽出する。次いで、ステップＳ４０２に
進み、中央処理装置１は、記憶装置３に格納されている
各領域間の隣接情報を参照し、ステップＳ４０１で読出
した領域を隣接情報により分類し、加工対象領域をグル
ープ化し、該加工対象領域を記憶装置３に格納する。

【００３３】図１３は隣接関係による加工対象領域のグ
ループ化の説明図であり、図１３（ａ）に加工対象領域
をグループ化した例が示され、加工対象領域ｒ１〜ｒ９
が隣接情報により、加工対象領域ｒ１〜ｒ４のグループ
と加工対象領域ｒ６〜ｒ９のグループとに分けられてい
る。このような処理により、切削部毎に加工対象領域を
取り出すことが可能になる。因みに従来は、図１３
（ｂ）に示すように、（１）〜（８）の切削部に分け
て、（１）から（８）の順に切削加工している。

【００３４】ステップＳ４０２からステップＳ４０３に
進み、加工領域情報の設定処理が未処理の工具が存在す
るかどうかの判定が行われ、未処理の工具が存在しない
場合には、加工領域情報の作成処理は終了する。ステッ
プＳ４０３で未処理の工具が存在すると判定されると、
ステップＳ４０４に進んで、中央処理装置１は記憶装置
３に格納されている着目工具の切削高さを読み出し参照
する。そして、ステップＳ４０５で、読み出された着目
領域の切削高さに基づき、未処理の切削高さが存在する
かどうかが判定される。ステップＳ４０５で未処理の切
削高さが存在しない場合は、ステップＳ４０３に戻り、
未処理の切削高さが存在する場合は、ステップＳ４０６
に進んで、中央処理装置１は、記憶装置３に格納されて
いる２．５Ｄデータ、工具情報、加工情報を参照し加工
領域情報の設定を行い、該加工領域情報を記憶装置３に
格納する。

【００３５】次に、図１４の加工領域情報作成のフロー
チャート、および図１５の加工情報の説明図を参照し
て、加工領域情報の作成処理の詳細を説明する。図１４
のフローチャートのステップＳ５０１では、中央処理装
置１は記憶装置３に格納されている加工領域情報を参照
し、着目切削高さの一つ上の切削高さに設定されている
加工領域情報に着目する。ここで、加工領域情報をＲ
（ｎ、ｉｄ）と定義し、ｎ番目のピックフィードでグル
ープｉｄの有する加工領域情報を示すものとする。加工
領域情報は、切削高さ、切削エリア、切削エリアと共通
部を有する領域からなり、各加工領域情報は木構造で結
ばれ、親の加工領域情報より子供の加工領域情報へと辿
ることで、加工順を決定することができる。ｎ番目のピ
ックフィードは、深さ方向にｎ回切り込んだ時の切削面
であり、グループｉｄはピックフィード毎にユニークに
設定された値である。

【００３６】この処理において、一番目のピックフィー
ドの処理は、図１２のステップＳ４０２で作成された情
報を加工領域情報Ｒ（０、ｉｄ）ｉｄ＝１、２・・・と
することで汎用的に扱うことができる。以下では、着目
切削高さを（ｉ）番目のピックフィードの切削面の切削
高さとして説明する。着目切削高さの一つ上の切削高さ
（ｉ−１番目のピックフィード）に設定されている加工
領域情報は、１個以上存在するので、ステップＳ５０１
では全てのＲ（ｉ−１、ｉｄ）、ｉ＝１、２・・・が取
り出される。

【００３７】ステップＳ５０１からステップＳ５０２に
進んで、ステップＳ５０１で読出した加工領域情報Ｒ
（ｉ−１、ｉｄ）の内、その加工領域情報に含まれる領
域に対し、着目切削高さ（ｉ番目のピックフィード）の
加工領域の設定処理が未処理の加工領域が存在するかど
うかが判定され、ステップＳ５０２で、未処理の加工領
域が存在しないと判定されると、切削高さの加工領域情
報の設定処理は終了する。ステップＳ５０２で未処理の
加工領域が存在すると判定されると、ステップＳ５０３
に進んで、中央処理装置１は、着目した加工領域情報の
構成領域を参照し、各領域の高さ情報を記憶装置３から
読出し着目切削高さと比較することにより予備選択領域
を選択する。

【００３８】この予備選択領域は、（ｉ）番目のピック
フィードで加工する領域が全て読み出されているので、
Ｗ（ｉ、０）と定義する。Ｗ（ｉ、０）に対しては、注
目加工領域情報Ｒ（ｉ−１ｊ）は、ｉ−１番目の加工領
域情報の一つに属する領域の内、着目切削高さで加工可
能な領域が選択される。図１５に示す加工領域情報の設
定処理において、図１５（ａ）に示す例では、領域ｒ２
〜ｒ７より構成される（ｉ−１）番目のピックフィード
の加工領域情報Ｒ（ｉ−１、ｊ）から、（ｉ）番目のピ
ックフィードで切削可能な領域ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ７
がＷ（ｉ、０）として読み出される。

【００３９】ステップＳ５０３からステップＳ５０４に
進んで、中央処理装置１は、隣接関係に基づいてステッ
プＳ５０３で読出した予備選択領域Ｗ（ｉｄ）をさらに
グループ分けして予備選択グループとし、グループ分け
された予備選択グループが記憶装置３に格納される。こ
の予備選択はＷ（ｉｋ）（ｋは予備選択グループｉｄ
で、ｋ＝１、２・・・）と定義する。図１５（ａ）の例
では、予備選択領域Ｗ（ｉ、０）より、隣接する領域を
グループ化し、領域ｒ２、ｒ３、ｒ４より構成されるＷ
（ｉ、１）と、領域ｒ７より構成されるＷ（ｉ、２）と
にグループ分けされる。

【００４０】次いで、ステップＳ５０５に進んで、ステ
ップＳ５０４でグループ分けされた予備選択グループが
順次読み出され、加工領域情報の設定処理が未処理の予
備選択グループが存在するかどうかが判定され、未処理
の予備選択グループが存在しない場合は、ステップＳ５
０２に戻る。ステップＳ５０５で未処理の予備選択グル
ープが存在すると判定されると、ステップＳ５０６に進
んで、中央処理装置１は、予備選択グループに属する領
域の図形データを記憶装置３から読出し、切削高さより
高い領域の図形データを記憶装置から読出し、切削面上
を工具が移動する時に被加工物と干渉し、工具が侵入で
きない高域干渉エリアを考慮して、工具が移動可能なエ
リアを作成し、このエリアを工具半径（工具径Ｄ１／
２）縮小した工具中心軌跡を作成する。

【００４１】ステップＳ５０６からステップＳ５０７に
進んで、中央処理装置１は、ステップＳ５０６で作成し
た工具中心軌跡を工具半径分拡大して閉領域を作成し、
作成した閉領域を記憶装置３に格納される。この工具中
心軌跡を工具半径分拡大した閉領域は、被加工物との干
渉を避け、切削高さで工具が切削部に侵入可能なエリア
であり、この場合ステップＳ５０６で工具中心軌跡が作
成されない時は、該閉領域の作成処理は行わない。

【００４２】図１５（ｂ）は同図（ａ）をＺ方向から見
た平面図、図１５（ｃ）は、Ｔを工具、Ａを予備選択グ
ループＷ（ｉ、１）の各領域の合成形状として、このＷ
（ｉ、１）に対して作成した工具中心軌跡ＣＲを示す
図、図１６（ｄ）は、工具中心軌跡を工具半径分拡大し
た閉領域ＣＡを示す図である。また、図１６（ｅ）でｒ
１、ｒ２は切削高さより高い領域で、この場合は、予備
選択グループの合成領域（領域ｒ３）に工具Ｔが通過で
きない狭い部分Ｗがあり、工具中心軌跡を工具半径分拡
大して作成した閉領域は、ＣＡ１、ＣＡ２の複数個（こ
の場合は２個）作成される。

【００４３】ステップＳ５０７からステップＳ５０８に
進んで、ステップＳ５０７で作成した閉領域が順次着目
され、未処理の閉領域が存在するかどうかが判定され、
未処理の閉領域が存在しない場合はステップＳ５０５に
戻る。ステップＳ５０８で、未処理の閉領域が存在する
と判定されると、ステップＳ５０９に進んで、中央処理
装置１は、ステップＳ５０７で作成した閉領域と共通部
分がある予備選択グループに属する領域を読出し、切削
高さ、切削範囲（閉領域）、親子関係などの情報からな
る加工領域情報を作成し、該加工領域情報を記憶装置３
に格納する。図１５の場合には、図１６（ｄ）に示す工
具中心軌跡を工具半径分拡大して作成した閉領域と共通
領域を持つ着目予備選択グループの構成領域ｒ２、ｒ
３、ｒ４が加工領域情報Ｒ（ｉ、ｌ）の構成領域とな
り、加工領域情報Ｒ（ｉ−１、ｊ）が親で加工領域情報
Ｒ（ｉ、ｌ）が子となる親子関係が設定される。同様
に、領域ｒ７を構成領域とする加工領域情報Ｒ（ｉ、
ｍ）が加工領域情報Ｒ（ｉ−１、ｊ）の子として設定さ
れる。

【００４４】［非標準切削領域設定ステップ］図２のス
テップＳ２に戻って、中央処理装置１が、ステップＳ１
で記憶装置３に格納した加工領域情報及び２．５Ｄデー
タより、各領域の図形情報を、加工情報より加工開始高
さ、加工終了高さ及び被加工物マックス高さを、工具情
報より工具形状をそれぞれ読出し、これらの情報から切
削部をサーチし、切削部を工具標準切り込み量より小さ
い切り込み量で加工する加工領域を作成する。このよう
にして作成した加工領域情報は、ステップＳ１で作成し
た加工領域情報に追加して記憶装置３に格納される。

【００４５】図１７は図１のステップＳ２の処理の詳細
のフローチャートで、ステップＳ６０１では、中央処理
装置１は、記憶装置３に格納されている工具標準切り込
み量で加工可能な加工領域情報Ｒ（ｎ、ｉｄ）で定義し
た情報を工具毎に分けて読み出す。次いで、ステップＳ
６０２において、ステップＳ６０１で読み出された加工
領域情報に基づいて、未処理の加工領域情報が存在する
かどうかを判定し、未処理の加工領域情報が存在しない
場合は、工具標準切り込み量より小さい切り込み量で加
工する領域の設定処理は終了する。ステップＳ６０２
で、未処理の加工領域情報が存在すると判定されると、
ステップＳ６０３に進んで、中央処理装置１は、着目加
工領域情報に属する領域を読出し、着目加工領域の子供
の加工領域情報に含まれない領域である場合には、工具
標準切り込み量より小さい切り込み量で加工する領域と
して抽出し、抽出した領域は記憶装置３に格納される。
着目加工領域情報に子供がいない場合は、この領域の抽
出は行わない。

【００４６】次いで、ステップＳ６０４に進んで、ステ
ップＳ６０３で、工具標準切り込み量より小さい切り込
み量で加工する領域が抽出されたかどうかが判定され、
領域が抽出されていないと判定されるとステップＳ６０
２に戻り、領域が抽出されていると判定されると、ステ
ップＳ６０５に進む。ステップＳ６０５では、中央処理
装置１は、ステップＳ６０３で読み出した領域の加工終
了高さを加工終了高の低い順に領域を並べ変える。

【００４７】ステップＳ６０５からステップＳ６０６に
進んで、加工領域情報の設定が未処理の領域が存在する
かどうかが判定され、未処理の領域が存在しない場合
は、ステップＳ６０２に戻り、未処理の領域が存在する
場合は、ステップＳ６０７に進む。ステップＳ６０７で
は、中央処理装置１は、着目領域に対して切削高さ及び
着目領域に隣接し、着目領域より加工終了高さの低い加
工領域情報未設定の領域を求め、着目領域の加工領域情
報を設定し、該加工領域情報を記憶装置３に格納する。

【００４８】図１８は図１７のステップＳ６０７の処理
の詳細を示すフローチャートで、ステップＳ７０１で
は、中央処理装置１は、記憶装置３に格納されている着
目加工領域の加工終了高さを読み出す。次いで、ステッ
プＳ７０２に進んで、着目切削高さから加工終了高さま
での切り込み量（侵入深さ）が、工具標準切り込み量よ
り小さいかどうかが判定され、小さいと判定されるとス
テップＳ７０３に、大きいと判定されるとステップＳ７
０６に進む。

【００４９】ステップＳ７０３では、中央処理装置１
は、着目領域に隣接し加工終了高さが着目領域の加工終
了高さよりも低く、加工領域情報が未設定の領域が存在
するかどうかを検出し、未設定の領域が存在すると、各
領域の閉領域を合成し加工対象エリアを求め、未設定の
領域が存在しない場合には、着目加工領域の閉領域を加
工対象エリアとする。次いで、ステップＳ７０４に進ん
で、中央処理装置１が作成した加工対象エリアの工具中
心軌跡に基づいて、切削可能かどうかが判定され、切削
不可能の場合は、切削高さ及び加工領域を求め、加工領
域情報を設定して処理を終了し、切削可能であると、ス
テップＳ７０５に進む。

【００５０】ステップＳ７０５では、中央処理装置１
は、着目領域の加工終了高さを切削高さとし、切削可能
な領域を工具中心軌跡毎に振り分け、加工領域情報を作
成し、該加工領域情報を記憶装置３に格納する。

【００５１】一方、ステップＳ７０２において、着目切
削高さから加工終了高さまでの切り込み量（侵入深さ）
が、工具標準切り込み量より大きいと判定されると、ス
テップＳ７０６に進んで、中央処理装置１は、着目領域
に隣接する最も加工終了高さの低い領域を求め、求めた
領域の加工終了高さを比較し、加工終了高さの最も低い
領域を抽出する。次いで、ステップＳ７０７に進んで、
ステップＳ７０６での領域の抽出が行われたかどうかが
判定され、領域が抽出されたと判定されるとステップＳ
７０８に進み、領域が抽出されなかったと判定されると
ステップＳ７０９に進む。

【００５２】ステップＳ７０８では、中央処理装置１
は、ステップＳ７０６で求めた抽出領域と着目領域を合
成し、抽出領域に着目した時に同時に加工可能に属性を
設定し、該属性を記憶装置３に格納する。また、ステッ
プＳ７０９では、中央処理装置１は、着目領域に工具が
どこまで侵入するかを算出し、侵入可能な高さを切削高
さとし、加工領域情報を設定し、該加工領域情報を記憶
装置３に格納する。

【００５３】図１９、図２０は工具標準切り込み量より
小さい切り込み量で加工する加工領域情報の設定処理の
説明図で、図１９（ａ）には、領域ｒ１着目時にステッ
プＳ７０８において、領域ｒ１が領域ｒ２と合成され、
領域ｒ２着目時に、ステップＳ７０５で領域ｒ１、ｒ２
に対して加工領域情報が設定される場合を示している。
また、図１９、図２０に示すように、工具標準切り込み
量より小さい切り込み量で加工する領域の加工領域情報
をＡ（ｎ、ｉｄ）と定義し、この加工領域情報をＡ
（ｎ、ｉｄ）は、工具標準切り込み量で加工可能な領域
の加工領域情報Ｒ（ｎ−１、ｉ）と親子関係を持ってい
る。加工領域情報Ｒ（ｎ−１、ｉ）に対し、加工領域情
報Ａ（ｎ、ｊ）は、領域ｒ１、ｒ２で構成され、切削高
さは領域ｒ２の加工終了高さとなる。また、Ａ（ｎ、
ｋ）は領域ｒ３より構成され、切削高さは領域ｒ３の加
工終了高さとなる。工具経路作成時の加工の優先順位
は、切削高さの低い順にＡ（ｎ、ｊ）、Ａ（ｎ、ｋ）と
なる。

【００５４】図２０（ｂ）は工具が領域に侵入しないた
めに、加工終了高さまでの切り込み量が、工具標準切り
込み量より大きい領域が存在し、且つステップＳ７０６
において、隣接領域が存在しない場合の例である。因み
に実施例では、加工領域情報Ｒ（ｎ−１、ｉ）に対し
て、ステップＳ７０９において、工具が侵入する高さを
求め、その高さを切削高さとし、加工領域情報Ａ（ｎ、
ｊ）を設定している。図２０（ｃ）は加工終了高さまで
の切り込み量が、工具標準切り込み量より小さい領域の
みが存在する例である。この場合は、実施例において、
ステップＳ７０４で領域ｒ１、ｒ２に工具が侵入不可能
なので、切削できないと判定され、領域ｒ３着目時に領
域ｒ３に合成され、加工領域情報としては、切削高さが
領域ｒ３の加工終了高さで領域ｒ１、ｒ２、ｒ３より構
成されるＡ（ｎ、ｊ）が作成される。さらに、切削高さ
が領域ｒ４の加工終了高さで領域ｒ４より構成されるＡ
（ｎ、ｋ）が作成される。

【００５５】以上の処理により、加工領域情報の木構造
（加工領域探索ツリー）が、登録された全ての工具に対
して作成される。図２１、図２２は、加工領域情報の木
構造と加工手順とを示す説明図で、図２１（ａ）は、図
２１（ｂ）に示す被加工物を加工する際の加工領域探索
ツリーを示すものであり、ここで（ｆ１）は加工領域情
報Ｒ（０、１）で、領域ｒ１、ｒ２、ｒ３より構成され
る。この情報は、加工対象領域を示すのみで、切削情報
は含まれていないので、工具経路データの作成は行われ
ない。この情報は、図１２のステップＳ４０２で作成さ
れる。また、（ｆ２）は工具標準切り込み量で加工可能
な加工領域情報Ｒ（１、１）で、領域ｒ１より構成さ
れ、この情報は、図１２のステップＳ４０６で作成され
る。さらに、（ｆ３）から（ｆ５）は、工具標準切り込
み量より小さな切り込み量で加工する加工領域情報で、
（ｆ３）は領域ｒ１より構成されるＡ（２、１）、（ｆ
４）は領域ｒ２より構成されるＡ（１、１）、（ｆ５）
は領域ｒ１より構成されるＡ（１、２）で、これらの情
報は図１７のステップＳ６０７で作成される。

【００５６】図２１（ａ）の加工領域探索ツリーに基づ
いて、工具標準切り込み量で加工可能な加工領域情報が
優先され、Ｒ（０、１）からはＲ（１、１）が優先処理
される。また、工具標準切り込み量より小さな切り込み
量で加工する加工領域情報が複数存在する場合は、切削
高さが低い加工領域情報が優先され、Ｒ（０、１）の子
供Ａ（１、１）、Ａ（１、２）に対し、Ａ（１、１）が
優先処理される。この加工領域探索ツリーを（１）から
（８）の順に辿り、各加工領域情報において、工具経路
データを作成し、切削することにより、図２１（ｂ）に
示すように、（１）から（４）の順に加工が行われる。
この場合、一度工具経路データを作成した加工領域情報
では、工具経路データの作成は行わない。

【００５７】図２２は、切削部が複数に分かれる場合の
加工領域情報の木構造の説明図で、図２２（ａ）、
（ｂ）には、図２３（ａ）に示す被加工物に対し、作成
した加工領域情報（加工領域探索ツリー）の例が示され
ており、切削高さで切削部が複数に分けられる場合で
も、木構造により加工領域情報が連結されるので、図２
２（ｂ）に示す加工領域探索ツリーを、（１）から順に
（２８）まで辿ることにより、図２２（ａ）に示す加工
順で切削部を加工することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明を適用す
ることにより、被加工物に対して、工具標準切り込み量
で加工可能な領域と、工具標準切り込み量より小さい切
り込み量で加工する領域とを設定し、工具標準切り込み
量での加工を優先して加工を行うことにより、工具の性
能を十分に生かして被加工体の加工を行うことが可能に
なり、加工効率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２実施例に共通する工具経路
データ作成装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】工具経路データ作成の過程で実行される加工領
域設定処理を示すゼルラルフローチャートである。

【図３】図２のステップＳ１での標準切削領域設定処理
の詳細を示すフローチャートである

【図４】工具各部の名称と工具の形状の説明図である。

【図５】図３のステップＳ１０３での着目グループの加
工範囲設定処理の詳細を示すフローチャートである。

【図６】工具の深さ方向の加工範囲の設定の説明図であ
る。

【図７】工具の深さ方向の加工範囲の設定の説明図であ
る。

【図８】工具の深さ方向の加工範囲の設定の説明図であ
る。

【図９】図３のステップＳ１０５での工具標準切込量に
よる切削高さ設定処理の詳細を示すフローチャートであ
る。

【図１０】切削高さ設定の説明図である。

【図１１】切削高さ設定の説明図である。

【図１２】図３のステップＳ１０６での処理の詳細を示
すフローチャートである。

【図１３】隣接関係による加工対象領域のグループ化の
説明図である。

【図１４】実施例の工具標準切り込み量で加工する加工
領域情報作成の詳細フローチャートである。

【図１５】加工領域情報の設定処理の説明図である。

【図１６】加工領域情報の設定処理の説明図である。

【図１７】図１のステップＳ２の処理を示す詳細フロー
チャートである。

【図１８】図１７のステップＳ６０７の処理を示す詳細
フローチャートである。

【図１９】工具標準切り込み量より小さい切り込み量で
加工する加工領域情報の設定処理の説明図である。

【図２０】工具標準切り込み量より小さい切り込み量で
加工する加工領域情報の設定処理の説明図である。

【図２１】実施例の加工領域情報の木構造と加工手順と
を示す説明図である。

【図２２】切削部が複数に分かれる場合の加工領域情報
の木構造の説明図である。

【図２３】被加工物に対する従来の加工法の説明図であ
る。

【図２４】従来の加工手順の説明図である。

【符号の説明】

１： 中央処理装置 ２： 入力装置 ３： 記憶装置 ４：入出力装置 ５：表示装置 ６：外部記憶媒体 ７：ＮＣ工作機械

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定された加工領域に基づいて工具経路
   データを作成する工具経路データ作成装置において、 工具標準切り込み量分の切り込みで切削加工する領域を
   設定する標準切削領域設定手段と、 工具標準切り込み量より小さい切り込みで、切削加工す
   る領域を設定する非標準切削領域設定手段とを設けたこ
   とを特徴とする工具経路データ作成装置。
2. 【請求項２】 設定された加工領域に基づいて工具経路
   データを作成する工具経路データ作成装置において、 工具標準切り込み量分の切り込みで切削加工する領域を
   設定する標準切削領域設定手段と、 工具標準切り込み量より小さい切り込みで切削加工する
   領域を設定する非標準切削領域設定手段と、 前記標準切削領域設定手段により設定された標準切削領
   域に対応する切削高さで加工できる領域を選択する選択
   手段と、 前記選択手段により選択された領域を隣接関係に基づい
   てグループ化するグループ化手段と、 前記グループ化手段によりグループ化された領域毎に工
   具中心軌跡を作成する中心軌跡作成手段と、 前記中心軌跡作成手段により作成された工具中心軌跡を
   工具半径分拡大した閉領域を作成する閉領域作成手段
   と、 前記閉領域作成手段により作成された前記閉領域と共通
   部分を持つ領域を作成し、切削高さ、切削範囲、加工領
   域及び親子関係情報からなる加工領域情報を作成する加
   工領域情報作成手段とを備えたことを特徴とする工具経
   路データ作成装置。