JPH0729028A - 数値制御装置の動画処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削シミュレーションなどで工具図形を動画
表示させる数値制御装置の動画処理方法において、特殊
なアニメーション用のハードウェアを用いず、ちらつき
のない動画処理が可能な数値制御装置の動画処理方法を
提供する。 【構成】 図形表示に使用されるビデオバッファメモリ
２ａ内で移動対象となる工具図形のデータ４ａを含むデ
ータ領域３ａを、図形表示に使用されないビデオバッフ
ァメモリ２ｂにコピーし、コピー先のデータ領域３ｂで
工具図形のデータ４ａを消去して同じデータ領域３ｂ内
で移動先の位置に工具図形のデータ４ｂを描画し、これ
をコピー元のデータ領域３ａに上書きする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置の動画処理
方法に関し、特に数値制御装置で切削シミュレーション
などを行うときに工具のような所定の図形を表示画面上
で移動させる数値制御装置の動画処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用工作機械などに用いられる数値制
御装置においては、工作機械による加工を行うとき、目
的とする形状が得られなかったり、ワークと工具との干
渉があったりすることがあり、これにより加工に費やし
た時間が無駄となり、工作機械の稼働率を低下させるこ
とにつながっていた。こうした加工の際のワークと工具
との干渉などの事態を避けるため、まず加工を行う前
に、数値制御装置の表示画面にて切削状況のシミュレー
ションを行い、加工プログラムの妥当性の検証を行うこ
とがある。この検証により、実際に加工を行うときの不
具合を事前に解消することができ、工作機械の稼働率の
低下を防止できるようになった。

【０００３】この切削シミュレーションは、表示装置の
表示画面上で、まず、ワークや工具などの加工を行う際
に必要な部材に対応した図形を表示する。そして、実際
の加工と同様に工具などの図形を移動させて、ワークの
切削過程又は旋削過程をリアルタイムに表示する。こう
して加工の際のワークと工具との干渉をチェックでき
た。

【０００４】ここで、表示画面上で工具などのこの種の
描画には、従来では、特殊なアニメーション用のハード
ウェアを使用して行うか、又はソフトウェア的に処理し
て行っている。

【０００５】特殊なアニメーション用のハードウェアに
よる動画処理方法は、工具図形をあるメモリの中に保存
しておいて、表示させる場合に、その保存されている図
形を少しずつ表示位置をずらして表示させていくことに
より、工具が移動しているように見せている。

【０００６】図６は工具図形の移動をビデオバッファメ
モリ内にてソフトウェア的に行う動画処理方法の従来例
を示す説明図である。図において、（Ａ）は移動に係る
工具の画像パターンを表した画像マトリクス１ａ、
（Ｂ）はその画像パターンの論理マトリクス１ｂを示し
ている。説明を簡単にするため、工具図形は３ドット×
４ドット構成の大きさとし、図形は１ドット右に移動す
るものとしてある。また、画像マトリクス１ａにおい
て、工具に相当する部分は斜線で示してあり、論理マト
リクス１ｂにおいては、論理値「１」が与えられてい
る。

【０００７】ここで、工具図形の移動処理方法について
説明する。まず、ビデオバッファメモリ内では工具図形
の消去処理が行われる。すなわち、同じ論理マトリクス
１ｂの図形を同じメモリ位置にて排他的論理和演算を行
う。これにより、同じ論理値「１」又は「０」のメモリ
領域はすべて論理値「０」となって、ビデオバッファメ
モリ内は論理マトリクス１ｂａとなり、表示画面上では
画像マトリクス１ａａとなって図形が消去される。次
に、論理マトリクス１ｂの図形を１ドット右のメモリ位
置の図形と排他的論理和演算を行い、工具図形の描画処
理を行う。これにより、表示画面上では画像マトリクス
１ａｂとなり、ビデオバッファメモリ内では論理マトリ
クス１ｂｂとなって、オペレータには工具が移動したよ
うに見えることになる。このように、工具図形の消去及
び描画の度に排他的論理和演算を行い、これら２回の排
他的論理和演算を連続的に繰り返すことによって、動画
が得られることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の工具
図形の動画処理方法において、まず、特殊なアニメーシ
ョン用のハードウェアによる方法では、別途ハードウェ
アを用意する必要があるためコストが上がってしまう。
一方、２回の排他的論理和演算を行って動画を得る方法
では、工具図形の消去及び描画が交互に行われるため、
画面の図形表示にちらつきが生じ、非常に見苦しくなる
という問題点があった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、特殊なアニメーション用のハードウェアを用
いず、ちらつきのない動画処理が可能な数値制御装置の
動画処理方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、切削シミュレーションなどで工具図形を
動画表示させる数値制御装置の動画処理方法において、
図形表示に使用されるビデオバッファメモリ内で移動対
象となる工具図形のデータを含むデータ領域を、図形表
示に使用されないメモリにコピーし、コピーされたデー
タ領域で工具図形のデータを消去するとともに同じデー
タ領域内の別な位置に前記工具図形のデータを描画し、
描画された前記工具図形のデータを前記図形表示に使用
されるビデオバッファメモリ内のコピー元のデータ領域
にコピーして上書きする、ことからなる数値制御装置の
動画処理方法が提供される。

【００１１】

【作用】切削シミュレーションなどで工具図形を動画表
示させるとき、まず、図形表示に使用されるビデオバッ
ファメモリ内にある工具図形のデータを画面表示すると
ともにその工具図形のデータを含むデータ領域を図形表
示に使用されないメモリにコピーする。次に、図形表示
に使用されるビデオバッファメモリ内の工具図形のデー
タの画面表示を維持しながら、図形表示に使用されない
メモリにコピーされたデータ領域の中から工具図形のデ
ータを消去するとともに同じデータ領域内の別な位置に
同じ工具図形のデータを描画する。その描画された工具
図形のデータを図形表示に使用されるビデオバッファメ
モリ内の同じデータ領域に上書きすることによって、移
動前の工具図形の画面上での消去処理をなくすようにし
ている。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明による数値制御装置の動画処理方
法の原理説明図である。図において、２は数値制御装置
のビデオバッファメモリを示しており、中央の一点鎖線
より上の領域が画面表示に使用されているメモリ領域２
ａ、下の領域が同じビデオバッファメモリ２の中で画面
表示に使用されないメモリ領域２ｂを示している。

【００１３】いま、表示画面にはそのある表示領域にあ
る工具図形が表示されており、ビデオバッファメモリ２
にはその表示領域に対応する記憶位置のデータ領域３ａ
に工具の図形データ４ａが格納されているとする。な
お、説明の都合上、ビデオバッファメモリ２内の表示に
おいて、データ領域３ａは表示画面上で工具図形が表示
されている付近の表示領域を示し、その中の図形データ
４ａは表示されている工具図形を図式的に示したもの
で、メモリの中の論理状態を表したものではない。

【００１４】画面に表示されている工具図形を移動しよ
うとする場合、図１（Ａ）に示したように、まず、画面
表示に使用されているメモリ領域２ａにあるデータ領域
３ａのデータを、一旦、画面表示に使用されないメモリ
領域２ｂの適当なデータ領域３ｂにそっくりコピーす
る。次に、図１（Ｂ）に示したように、画面表示に使用
されないメモリ領域２ｂにコピーされた元の図形データ
４ａは消去され、移動すべき距離だけ離れた位置に同じ
大きさの図形データ４ｂが描画される。このとき、画面
表示に使用されているメモリ領域２ａのデータ領域３ａ
の図形データ４ａはそのままであるので、表示画面の工
具図形はそのまま表示されている。そして、図１（Ｃ）
に示したように、画面表示に使用されないメモリ領域２
ｂのデータ領域３ｂは画面表示に使用されているメモリ
領域２ａの同じデータ領域３ａに上書きされる。これら
の一連の作業を連続して繰り返すことにより、工具図形
の動画を得ることができる。

【００１５】図５は本発明の一実施例である数値制御装
置の構成を示すブロック図である。図において、プロセ
ッサ１１は数値制御装置全体の制御の中心となるプロセ
ッサであり、バス２１を介して、読み取り専用メモリ１
２に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシ
ステムプログラムに従って、数値制御装置全体の制御を
実行する。ランダムアクセスメモリ１３には一時的な計
算データ、表示データ、工具図形データなどが格納され
る。不揮発性メモリ１４には工具補正量、ピッチ誤差補
正量、加工プログラム及びパラメータなど電源切断後も
保持すべきデータが格納される。

【００１６】プログラマブル・マシン・コントローラ２
２は数値制御装置に内蔵され、ラダー形式で作成された
シーケンスプログラムで工作機械２０を制御する。すな
わち、加工プログラムで指令された、Ｍ機能（補助機
能）、Ｓ機能（主軸機能）及びＴ機能（工具機能）に従
って、これらをシーケンスプログラムで工作機械２０に
必要な信号に変換して工作機械２０側に出力する。この
出力信号は工作機械２０のマグネットなどを駆動し、油
圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエータなどを作
動させる。また、工作機械２０からはリミットスイッチ
及び機械操作盤のスイッチなどの接点信号を受け、必要
な処理をして、プロセッサ１１に渡す。

【００１７】軸制御回路１８はプロセッサ１１からの各
軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ１９
に出力する。サーボアンプ１９はこの移動指令を受けて
工作機械２０の各軸のサーボモータを駆動する。

【００１８】また、オペレータとのインタフェースをと
るＣＲＴ／ＭＤＩ（Cathode Ray Tube / Manual Data I
nput）ユニット２５はグラフィック制御回路１５、表示
装置１６、キーボード１７及びソフトウェアキー２３を
有している。グラフィック制御回路１５は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータ、図形データなどのディジタ
ルデータを画像信号に変換して出力する。この画像信号
は表示装置１６に送られて表示される。キーボード１７
はシンボリックキー、数値キーなどからなり、必要な図
形データ、数値制御データをこれらのキーを使用して入
力する。ソフトウェアキー２３はシステムプログラムな
どによって機能が変化する指令キーであって、その機能
名称などは表示装置１６の所定の画面位置に表示され
る。

【００１９】図２は本発明の数値制御装置の動画処理方
法の一実施例を示す説明図である。この実施例におい
て、数値制御装置はパーソナルコンピュータを利用して
構成した。パーソナルコンピュータはたとえば、米国Ｉ
ＢＭ社のＰＣ／ＡＴシリーズのパーソナルコンピュータ
であり、２５６キロバイトの表示ビデオバッファメモリ
を有している。ビデオバッファメモリは図５に示したグ
ラフィック制御回路１５に実装されているグラフィック
ＶＲＡＭとすることができる。

【００２０】６４０×４８０ドットの解像度のグラフィ
ック表示が可能なビデオモード１２ｈｅｘのＶＧＡ（Vi
deo Graphics Array）では、２５６キロバイトのビデオ
バッファメモリのうち、先頭の１５２キロバイトが表示
用に用いられる。すなわち、６４０×４８０ドットのグ
ラフィック表示を行うのに必要なバイト数は１５２キロ
バイトだけである。したがって、ビデオバッファメモリ
をそのビデオモードで使用するときには、残り１０４キ
ロバイト分のメモリは画面表示に使用されないメモリ領
域となる。本発明は画面表示に使用される２５６キロバ
イトのビデオバッファメモリと画面表示に使用されない
残りの１０４キロバイトのビデオバッファメモリとを使
用して、動画処理を行うようにしている。

【００２１】図２において、ビデオバッファメモリ２全
体で２５６キロバイトの記憶容量を有し、中央の一点鎖
線より上の領域が画面表示に使用される１５２キロバイ
トのメモリ領域２ａで、下の領域が画面表示に使用され
ない１０４キロバイトのメモリ領域２ｂである。

【００２２】いま、表示画面にはそのある表示領域に移
動対象の工具図形が表示されており、ビデオバッファメ
モリ２にはその表示領域に対応する記憶位置に工具図形
の図形データ４ａが記憶されているとする。最初は図２
（Ａ）に示したように、メモリ領域２ａの図形データ４
ａをメモリ領域２ｂにコピーするが、そのとき、コピー
元の少なくとも移動対象の工具図形の図形データ４ａを
含んだデータ領域３ａを定める。

【００２３】図３は図形データ４ａを含むデータ領域３
ａの詳細例を示す図である。この図において、図３
（Ａ）はコピー元のデータ領域３ａの一例を示したもの
で、このデータ領域３ａは移動対象の工具図形の図形デ
ータ４ａの移動ドット数に応じてその四方に余分に取っ
ている。図示の例では、工具図形が１ドット移動すると
してあり、したがって、データ領域３ａは工具図形の図
形データ４ａより四方に１ドットだけ大きく取られてい
る。もちろん、これらの余分のドットは移動ドットより
多くてもよい。

【００２４】このようにして定められたデータ領域３ａ
は画面表示に使用されないメモリ領域２ｂのデータ領域
３ｂに一旦コピーされる。次に、図２（Ｂ）に示したよ
うに、データ領域３ｂの図形データ４ａは消去され、移
動ドット数だけ移動方向に離れた位置に図形データ４ｂ
が描画される。この描画状態は図３（Ｂ）に示してあ
る。図示の例では、工具図形が右方向に１ドット移動す
る場合を示している。もちろん、このときの表示画面
は、メモリ領域２ａのデータ領域３ａの図形データ４ａ
に変化はないので、工具図形をそのまま表示している。

【００２５】最後に、図２（Ｃ）に示したように、画面
表示に使用されないメモリ領域２ｂのデータ領域３ｂは
コピー元のデータ領域３ａにコピーされ、上書きされ
る。これにより、工具図形は途中で消えることなく滑ら
かに移動できることになる。そして、これらの一連の作
業を連続して繰り返すことにより、工具図形の動画を得
ることができる。

【００２６】図４はコピー元のデータ領域３ａの別の例
を示す詳細図である。この図によれば、図４（Ａ）に示
したように、コピー元のデータ領域３ａはその移動方向
が考慮され、図形データ４ａに加えその移動ドット数だ
け移動方向に余分に領域を確保している。図示の例で
は、工具図形が２ドット下方に移動する場合を示してあ
り、したがって、データ領域３ａは工具図形の図形デー
タ４ａより下方に２ドット分余分に取られている。これ
により、メモリ領域２ｂでの作業領域が少なくて済むと
いう利点がある。これに対し、図３の実施例では、デー
タ領域３ａを図形データ４ａの移動方向に関係なく図形
データ４ａの四方に移動分のドット数だけ大きく取って
いるため、どの方向でも移動が可能となっており、この
ため、予め移動方向を知る必要がないので、移動処理の
ための計算が簡単という利点がある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、切削シ
ミュレーションなどで工具図形を移動表示させるとき、
移動対象となる工具図形のデータを含むデータ領域を、
図形表示に使用されないビデオバッファメモリに一旦コ
ピーし、コピー先で工具図形のデータの消去及び移動先
への工具図形データの描画を行い、これをコピー元のデ
ータ領域に上書きするようにしたので、特殊なハードウ
ェアを用いることなく、ちらつきのない動画処理が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による数値制御装置の動画処理方法の原
理説明図である。

【図２】本発明の数値制御装置の動画処理方法の一実施
例を示す説明図である。

【図３】図形データを含むデータ領域の詳細例を示す図
である。

【図４】コピー元のデータ領域の別の例を示す詳細図で
ある。

【図５】本発明の一実施例である数値制御装置の構成を
示すブロック図である。

【図６】工具図形の移動をビデオバッファメモリ内にて
ソフトウェア的に行う動画処理方法の従来例を示す説明
図である。

【符号の説明】 ２ ビデオバッファメモリ ２ａ 画面表示に使用されているメモリ領域 ２ｂ 画面表示に使用されないメモリ領域 ３ データ領域 ４ 図形データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9064−3Ｈ Ｇ０５Ｂ 19/405 Ｍ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削シミュレーションなどで工具図形を
   動画表示させる数値制御装置の動画処理方法において、 図形表示に使用されるビデオバッファメモリ内で移動対
   象となる工具図形のデータを含むデータ領域を、図形表
   示に使用されないメモリにコピーし、 コピーされたデータ領域で工具図形のデータを消去する
   とともに同じデータ領域内の別な位置に前記工具図形の
   データを描画し、 描画された前記工具図形のデータを前記図形表示に使用
   されるビデオバッファメモリ内のコピー元のデータ領域
   にコピーして上書きする、 ことからなる数値制御装置の動画処理方法。
2. 【請求項２】 前記図形表示に使用されるビデオバッフ
   ァメモリ内のデータ領域は前記工具図形の四方に少なく
   とも移動分のドット数だけ余分に含んでいることを特徴
   とする請求項１記載の数値制御装置の動画処理方法。
3. 【請求項３】 前記図形表示に使用されるビデオバッフ
   ァメモリ内のデータ領域は前記工具図形の移動方向に少
   なくとも移動分のドット数だけ余分に含んでいることを
   特徴とする請求項１記載の数値制御装置の動画処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記図形表示に使用されないメモリはビ
   デオバッファメモリであることを特徴とする請求項１記
   載の数値制御装置の動画処理方法。