JPH0761590B2 - 工具干渉チェック方法 - Google Patents

工具干渉チェック方法

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JPH0761590B2
JPH0761590B2 JP10858187A JP10858187A JPH0761590B2 JP H0761590 B2 JPH0761590 B2 JP H0761590B2 JP 10858187 A JP10858187 A JP 10858187A JP 10858187 A JP10858187 A JP 10858187A JP H0761590 B2 JPH0761590 B2 JP H0761590B2
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は工具干渉チェック方法に係り、特にデジタイジ
ングされた位置データ(工具先端通路データ)に基づい
て工具をワークに対して相対的に移動させてワークを切
削する時、工具がワークと干渉するかどうかを事前にチ
ェックする工具干渉チェック方法に関する。
<従来技術> 数値制御装置(NC装置という)は予め作成されたNCデー
タに基づいて工具をワークに対して相対的に移動させ、
ワークに指令通りの数値制御加工を施す。かかる数値制
御において、工具中心の軌跡は所望の加工形状、換言す
ればNCデータ(工具先端通路データ)が特定する通路と
は一致せず、該加工形状より進行方向右側あるいは左側
に工具径相当量オフセットした通路となる。かかる工具
中心の軌跡は、加工形状と工具径が与えられ、且つ工具
径オフセット実行のG機能命令が与えられればNC装置が
自動的に計算し、得られた工具中心に沿った工具を移動
させ、ワークを所望の加工形状に仕上げる。尚、上記NC
データと工具径とから工具中心通路のNCデータ(オフセ
ットNCデータという)を作成し、該オフセットNCデータ
に従って工具を移動させ、ワークに所望の加工を施す場
合もある。
ところで、加工形状(部品形状)と工具径によっては、
オフセットして得られた工具中心通路に沿って工具を移
動させると工具がワークに干渉して工具析損を生じた
り、あるいは切り過ぎを生じ指令された形状通りの部品
を得ることができない事態を生じる。
このため、NCデータが作成され該作成されたNCデータに
従って工具径オフセットしながら切削するとき工具がワ
ークと干渉するかどうかを事前にチェックする必要があ
る。
第5図乃至第7図は工具干渉チェック方法の説明図であ
り、第5図は所望の部品形状図、第6図は工具干渉しな
い場合のオフセット通路説明図、第7図は工具干渉する
場合のオフセット通路説明図である。
第5図に示す部品形状(B1→B2→・・B5→・・)通りに
加工を行うための工具中心通路(オフセット通路)は工
具TLの径が小さくその直径が溝幅L以下であれば第6図
に示すようになり、工具干渉は生じない。そして、かか
る第6図の場合、換言すれば工具干渉が生じない場合に
は工具中心通路TCPはループを形成しない(交差しな
い)。しかし、工具TLの径が大きくなり、その直径が溝
幅L以上になると、工具径オフセットした工具中心通路
TCPは第7図に示すようになり、工具TLはワークWKに干
渉し、切り過ぎ、切り残し、工具の析損が生じる。そし
て、かかる工具干渉が発生する場合には、工具中心通路
(オフセット通路)はループLpを形成し、ポイントPcで
交差する。
以上から、従来は工具直径オフセット通路がループを形
成するか(交差するか)をチェックすることにより、工
具干渉チェックを行っている。
<発明が解決しようとしている問題点> しかし、従来の工具干渉チェック方法では第1軸方向
(たとえばX軸方向)に沿った工具移動と第2軸方向
(Y軸方向)に沿ったピックフィード動作とを繰り返し
てワークを加工させるNCデータの工具干渉チェックを正
しく行えないという問題がある。尚、かかるNCデータは
第8図に示すように接触子STをならい制御(たとえば表
面往復ならい)によりモデルMDに沿ってX軸方向に往復
移動させ、かつY軸方向にピックフィードしながら該接
触子の現在位置データを所定時間毎に取り込んで作成さ
れる。
第9図はピックフィードを含むNCデータの工具干渉チェ
ックが従来の方法では正しく行えない理由の説明図であ
る。
第i番目の工具先端の通路を Pi-1→・・→A→B→C→Pi とし、ピックフィード方向を紙面に垂直方向(Y軸方
向)とし、第(i−1)番目の通路から第i番目の通路
へのピックフィード点をPi-1、第i番目の通路から次の
第(i+1)番目の通路へのピックフィード点をPiとす
れば、第i番目の工具先端通路から工具半径Rオフセッ
トしたオフセット通路は Pi-1′→・・・→A′→B′→C′→Pi′ となり、Pi′点で紙面垂直にピックフィードする通路と
なる。この第9図から明らかなように工具オフセット通
路に沿って工具中心を移動させると工具TLはワークWKに
干渉するが、工具オフセット通路はどこにもループを形
成せず交差しない。
すなわち、従来の工具干渉チェック方法ではオフセット
通路の1部分がピックフィード点PiよりワークWKに対し
てX軸方向外側に存在する場合には(第9図の例ではポ
イントA′,B′)、工具干渉チェックができなかった。
以上から、本発明の目的は第1軸方向に沿った工具移動
と第2軸方向に沿ったピックフィードとを繰り返してワ
ークに数値制御加工を施すNCデータの工具干渉チェック
を確実に行える工具干渉チェック方法を提供することで
ある。
<問題点を解決するための手段> 第1図は本発明にかかる工具干渉チェック方法の概略説
明図である。
Pi-1→・・→A→B→C→Piはデジタイジングされた第
i番目の工具先端通路、Pi-1はピックフィード方向を紙
面に垂直方向(Y軸方向)とした時の第(i−1)番目
の通路から第i番目の通路へのピッイクフィード点、Pi
は第i番目の通路から次の第(i+1)番目の通路への
ピックフィード点、Q1はピックフィード点Piからワーク
外側へX軸方向に工具半径R離れた仮想ピックフィード
点、Pi-1′→・・→A′→B′→C′→Qi′は仮想ピッ
クフィード点Qiをピックフィード点とみなした場合にお
ける第i番目の工具オフセット通路、LPはループ、TLは
工具、WKはワークである。
<作用> ピックフィード点Piからワーク外側にX軸方向に工具半
径R離れた位置に仮想ピックフィード点Qiを設定し、該
仮想ピックフィード点Qiでピックフィードするものとし
て第i番目の工具先端通路 Pi-1→・・→A→B→C→Qi に対する工具オフセット通路 Pi-1′→・・・→A′→B′→C′→Qi′ を求め、該第i工具オフセット通路がループLPを形成す
るか(交差するか)チェックし、交差する場合には工具
は干渉すると判定する。
<実施例> 第2図はデジタイジング処理及び工具干渉チェック処理
を実行する装置(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、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ROM1b、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、ならい領域、ならい方法、工具半径R等を設
定する機能を有している。
10X,10Y,10Z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)をアナログの速度信号VX,VY,
VZに変換するDA変換器、11X、11Y、11ZはX軸、Y軸、
Z軸サーボ回路、12X〜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、Xf、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、SRはスタイラス、
MDLはモデルである。
第3図は本発明にかかる工具干渉チェックの処理の流れ
図である。以下、第1図乃至第3図に従って本発明の工
具干渉チェックを説明する。
周知のデジタイジング処理により、Y軸に沿ったピック
フィードとX軸に沿った移動を繰り返してモデル形状通
りに加工するための工具先端通路を作成してRAM1cに記
憶する(ステップ101)。
ついで、1→iとすると共に(ステップ102)、第i番
目のピックフィード点Pi(第1図参照)をワーク外側X
軸方向に工具半径Rだけ延長したポイントQ1を求め、仮
想ピックフィード点とする(ステップ103)。
しかる後、第(i−1)番目のピックフィード点Pi-1
ら仮想ピックフィード点Qiに到る第i番目の工具先端通
路 Pi-1→・・→A→B→C→Qi に対する工具オフセット通路 Pi-1′→・・・→A′→B′→C′→Qi′ を求める(ステップ104)。尚、工具オフセット通路は
たとえば以下のようにして求めることができる。すなわ
ち、第4図に示すように現ブロック及び次ブロックの工
具先端通路が共に2つの直線L1,L2よりなっているもの
とすると、各工具先端通路L1,L2をそれぞれ工具径r1
けオフセットした直線L1′,L2′を求め、各直線L1′,
L2′の交点T1を求め、前ブロックのオフセット終点T0
交点T1を結べば線分T0T1がオフセット通路となり、以後
同様な処理を繰り返してオフセット通路が生成される。
第i工具オフセット通路が求まれば、該第i工具オフセ
ット通路はループLPを形成するか(交差するか)チェッ
クし(ステップ105)、交差する場合には工具は干渉す
ると判定すると共に交点Si′を求め(ステップ106)、
工具オフセット通路からループ通路S1′→B′→C′→
Si′を削除したオフセット通路 Pi-1′→・・・→A′→Si′ を工具がワークに干渉しない工具オフセット通路である
としてRAM1cに記憶すると共に(ステップ107)、ポイン
トSi′を第iピックフィード点のオフセット点とみなす
(Si′→Pi′)・・・・・ステップ109。
一方、ステップ105においてオフセット通路が交差しな
い場合には、第(i−1)ピックフィード点Pi-1から第
iピックフィード点Pi迄の工具先端通路から工具半径R
だけオフセットしたオフセット通路をRAM1cに記憶する
(ステップ110)。
ステップ109またはステップ110により第i番目の工具オ
フセット通路が求まれば全ピックフィード点に対して上
記処理を完了したかチェックし(ステップ111)、完了
していれば工具干渉チェックを終了し、完了していなけ
れば、i+1→iによりiを1歩進して(ステップ11
2)、以後ステップ103以降の処理を繰り返す。
尚、以上ではデジタイジングにより工具先端通路を求め
た場合について説明したが、本発明はかかる場合に限ら
ず別の方法でピックフィードを含む工具先端通路を求め
た場合にも適用できるものである。
尚、ピックフィード点PiよりX軸方向に工具半径R離し
て仮想ピックフィード点Qiを定めれば工具干渉する場合
には必ずループを形成する。
<発明の効果> 以上本発明によれば、ピックフィード点からワーク外側
水平方向(たとえばX軸方向)に所定量離れた位置に仮
想のピックフィード点を設定し、該仮想のピックフィー
ド点でピックフィードするものとして工具オフセット通
路を求め、該工具オフセット通路が交差するかチェック
し、交差する場合には工具は干渉すると判定するように
構成したから、ピックフィードを繰り返してワークに数
値制御加工を施すNCデータの工具干渉チェックを確実に
行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる工具干渉チェック方法の概略説
明図、 第2図は本発明を実現するシステムのブロック図、 第3図は本発明の処理の流れ図、 第4図はオフセット通路算出法の説明図、 第5図乃至第7図は従来の工具干渉チェック方法の説明
図、 第8図及び第9図は従来方法では工具干渉チェックを確
実に行えない場合の説明図である。 Pi-1→・・→A→B→C→Pi……第i番目の工具先端通
路、 Pi-1……第(i−1)番目の通路から第i番目の通路へ
のピックフィード点、 Pi……第i番目の通路から次の第(i+1)番目の通路
へのピックフィード点、 Qi……仮想ピックフィード点、 Pi-1′→・・・→A′→B′→C′→Qi′……第i番目
の工具オフセット通路、 LP……ループ、TL……工具

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1軸方向に沿った工具移動と第2軸方向
    に沿ったピックフィードとを繰り返してワークを数値制
    御加工させるNCデータの工具干渉チェック方法におい
    て、 ピックフィード点から第1軸方向に所定量離れた位置に
    仮想のピックフィード点を設定し、 該仮想のピックフィード点でピックフィードするものと
    して工具をオフセット通路を求め、 該工具オフセット通路が交差するかチェックし、 交差する場合には工具は干渉すると判定することを特徴
    とする工具干渉チェック方法。
  2. 【請求項2】前記所定量は工具半径であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の工具干渉チェック方
    法。
JP10858187A 1987-05-01 1987-05-01 工具干渉チェック方法 Expired - Lifetime JPH0761590B2 (ja)

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JPS63272445A JPS63272445A (ja) 1988-11-09
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