JPH077295B2 - ツールパス生成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は外側閉形状と内側閉形状の間の領域を内側形
状に沿って加工する時のツールパス生成方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 第10図は数値制御装置のハードウエア構成,CRTディスプ
レイの一画面を示す図で，（１）はCPU（中央処理装
置），（２）はCPU（１）を制御するコントロールプロ
グラム及び加工プログラム等の入った主記憶装置，
（３）は加工プログラム等を主記憶装置（２）に入力す
るためのキーボード，（４）は加工プログラムの表示等
を行なうCRTディスプレイ，（５）はCPU（１）から送ら
れてくる移動データーを実際にサーボモーター（６）を
動かすパルス数変換するサーボ機構，（６）はサーボモ
ーター，（７）は工作機械である。

なお、本明細書において外側形状を工具径/2（荒加工時
は工具径/2＋仕上げ代）だけ内側にオフセットした形状
を外側基準形状，内側形状を外側に工具径/2（荒加工時
は工具径/2＋仕上げ代）外側にオフセットした形状を内
側基準形状と呼ぶ。

又外側基準形状と内側基準形状が交点をもたないこと又
は内側基準形状が外側基準形状の内側にあるということ
が前提である。

これは言い換えると少くとも１回は外側形状又は内側形
状のみにもとづくオフセット形状が作成出来ることが前
提である。

第２図において，（ｉ）は外側基準形状，（ii）は内側
基準形状，（iii）は加工不能形状である。

第３図はAND形状,OR形状,DIFF形状の説明である。

第３図（ｉ）は２つの閉領域の共通部分を示すAND形状
（Ａ形状×Ｂ形状），（ii）は２つの閉領域のどちらか
の部分を示すOR形状（Ａ形状＋Ｂ形状），（iii）は１
つの閉領域と他の閉領域の差を示すDIFF形状（Ａ形状−
Ｂ形状）である。

第４図（ｉ）の素材形状を加工して（ii）の形状を作成
する場合を例として，従来技術の動作について述べる。

即ち，第10図でCRTディスプレイ（４）上の（８）のよ
うな画面から（９）のような外側形状と内側形状を入力
すると,CPU（１）はメモリ（２）上のコントロールプロ
グラムに従って，外側基準形状及び内側基準形状を生成
すると共に，外側基準形状を外側に次々オフセットして
ゆく。

その過程で内外基準形状と１箇所でも交差していればOR
形状をツールパスとする。

これは外側基準形状のオフセット形状がなくなってしま
うか，又は外側基準形状が内側基準形状に含まれてしま
うまで処理される。

その後内側基準形状を出力して処理を終える。

第11図及び第12図が上記処理のフローであり，第13図〜
第15図が第４図のような形状を加工する時のツールパス
生成例で，主にこれらの図を用いて以下にそのツールパ
ス生成の詳細を説明する。

第11図及び第12図において，ステップ１で外側閉形状を
工具径/2だけ内側にオフセットして第２図（ｉ）に示す
ような外側基準形状を作成した後，ステップ２で内側閉
形状を工具径/2だけ外側にオフセットして第２図（ii）
に示すような内側基準形状を作成する。次にステップ３
で外側基準形状と内側基準形状とを比較し，両形状が第
２図（iii）に示すような重なる関係にあるとき，エラ
ー（ツールパスが生成できない）出力する。又両形状が
重ならない場合にはステップ４に移行し、外側基準形状
を出力する。

なお，このステップ４で出力される外側基準形状が，第
13図（ｂ）で示す最初のツールパスとなる。

次にステップ５でオフセット量をクリアし，ステップ６
でオフセット量＋切込量分をオフセット量として，ステ
ップ７でそのオフセット量だけ外側基準形状を内側にオ
フセットした形状を作成する。次にステップ８でオフセ
ット形状の有無を判断し，有の場合にはステップ９に移
行し，ステップ９でオフセット形状が外側基準形状の内
側か否かを判断する。そして内側でない場合にはそのオ
フセット形状等に基づくツールパスが生成できるわけで
あるので，ステップ10に移行し，このステップ10でオフ
セット形状が内側基準形状と重なるか否かを判断する。
そして重ならない場合にはそのオフセット形状に基づく
ツールパスが生成できるわけであるので，ステップ11で
そのオフセット形状を出力する。そしてステップ11にて
オフセット形状を出力した場合には再びステップ６に戻
り，ステップ６で，その出力したオフセット形状を生成
したオフセット量に切込量を加えたオフセット量を作成
し，以後上述したステップ繰り返す。そしてステップ10
で，オフセット形状が内側基準形状と重なる場合には，
第12図におけるステップ12に移行し，第３図（ii）に示
すようなオフセット形状と内側基準形状とのOR形状を作
成し，ステップ13でそのOR形状を出力する。

なお，このステップ13で出力されるOR形状が，第13図
（ｃ），第14図（ｄ）で示すツールパスとなる。

そしてステップ13でOR形状を出力した場合には再びステ
ップ６に戻り，以後上述したステップを繰り返す。そし
てステップS8でオフセット形状が無いと判断されたなら
ば，そのオフセット形状に基づくツールパスが生成でき
るわけであるので，内側基準形状を出力し，第14図
（ｅ）に示すようなその出力に基づくツールパスを生成
してツールパス生成処理を終了する。

又ステップ９でオフセット形状が外側基準形状の内側に
存在すると判断されたならば，そのオフセット形状に基
づくツールパス生成ができるわけであるので，内側基準
形状を出力し，第14図（ｅ）に示すようなその出力に基
づくツールパスを生成してツールパス生成処理を終了す
る。

なお最後に内側基準形状に基づくツールパスを生成する
のは，第15図に示すように削り残しを避けるためであ
る。

以上の演算によって次々計算されたツールパスの座標値
は，サーボ機構（５）に送られ実際にサーボモーター
（６）を動かすパルス数に変換され，これがサーボモー
ター（６）に送られることによって工作機械（７）を動
かして指定形状に加工する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の数値制御装置は以上のように構成されているの
で，第16図のように内側形状が外側形状の中心部から偏
っていると，内側形状にそった同じ部分（ａ）を何度も
削ることになり，加工時間が大幅にかかるなどの問題点
があった。因みに第16図の場合，（ａ）の部分は２〜７
のパスで重複する。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，上記の重複したパスを除き効率のよいツール
パスを生成し加工時間を短縮した数値制御装置を得るこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るツールパス生成方法は，外側閉形状と内
側閉形状の間の領域を内側形状に沿って加工する時のツ
ールパス生成方法において， （ａ）外側閉形状を内側に所定量だけオフセットした外
側基準形状及び内側閉形状を外側に所定量だけオフセッ
トした内側基準形状を生成するステップ， （ｂ）上記内側基準形状を内側に所定量だけオフセット
した外側オフセット形状を生成するステップと， （ｃ）上記外側オフセット形状と内側基準形状との交差
が１個所になったとき，その両形状のOR形状を生成し，
その後その両形状のDIFF形状（外側オフセット形状−内
側基準形状）を生成するステップ， を有するものである。

［作用］ この発明の係るツールパス生成方法によれば、外側閉形
状と内側閉形状の間の領域を外側形状に沿って加工する
際、先ず外側閉形状を内側に所定量だけオフセットした
外側基準形状及び内側閉形状を外側に所定量だけオフセ
ットした内側基準形状を生成し、次に外側基準形状を内
側に所定量だけオフセットした外側オフセット形状を生
成する。そしてこの生成された外側オフセット形状と上
記内側基準形状とを比較し、重複したツールパスを生成
しないよう、その交差が１個所になったとき、ツールパ
スとなるその両形状のOR形状を生成し、その後ツールパ
スとなるその両形状のDIFF形状を生成する。なお、外側
オフセット形状と内側基準形状とが交差しない場合、ま
たは外側オフセット形状と内側基準形状との交差が２箇
所以上の場合には、従来と同様の処理、例えば外側オフ
セット形状と内側基準形状とが交差しない場合にはその
外側オフセット形状をツールパスとして使用し、また外
側オフセット形状と内側基準形状との交差が２箇所以上
の場合にはその両形状のOR形状をツールパスとすればよ
い。

［発明の実施例］ 以下この発明の一実施例を第１図〜第９図を用いて説明
する。

即ち，第４図（ｉ）の素材形状を加工して（ii）の形状
を作成する場合，第10図でCRTディスプレイ（４）上の
（８）のような画面から（９）のような外側形状と内側
形状を入力すると,CPU（１）はメモリ（２）上のコント
ロールプログラムに従って，第５図及び第６図に示すよ
うにツールパスを生成する。

第５図及び第６図において，ステップ１で外側閉形状を
工具径/2だけ内側にオフセットして第２図（ｉ）に示す
ような外側基準形状を作成した後，ステップ２で内側閉
形状を工具径/2だけ外側にオフセットして第２図（ii）
に示すような内側基準形状を作成する。次にステップ３
で外側基準形状と内側基準形状とを比較し，両形状が第
２図（iii）に示すような重なる関係にあるとき，エラ
ー（ツールパスが生成できない）出力する。又両形状が
重ならない場合にはステップ４に移行し，外側基準形状
を出力する。

なお，このステップ４で出力される外側基準形状が，第
８図（ｂ）で示す最初のツールパスとなる。

次にステップ５でオフセット量をクリアし，ステップ６
でオフセット量＋切込量分をオフセット量として，ステ
ップ７でそのオフセット量だけ外側基準形状を内側にオ
フセットした形状を作成する。次にステップ８でオフセ
ット形状の有無を判断し，有の場合にはステップ９に移
行し，ステップ９でオフセット形状が内側基準形状の内
側か否かを判断する。そして内側でない場合にはそのオ
フセット形状等に基づくツールパスが生成できるわけで
あるので，ステップ14に移行し，このステップ14でオフ
セット形状と内側基準形状との交差が１ケ所か否かを判
断する。

そして１ケ所でない場合には，ステップ15に移行し，ス
テップ15で第３図（ii）に示すようなオフセット形状と
内側基準形状のOR形状を作成し、ステップ16でそのOR形
状を出力する。

なお，このステップで出力されるOR形状が第８図（ｄ）
で示すツールパスとなる。

また図示していないが，従来と同様にオフセット形状が
内側基準形状と重ならない場合には第８図（ｃ）に示す
ようにオフセット形状そのものを出力する。

そしてオフセット形状又はOR形状を出力した場合には再
びステップ６に戻り，ステップ６でその出力したオフセ
ット形状を生成したオフセット量に切込量を加えたオフ
セット量を作成し，以後上述したステップ繰り返す。そ
してステップ14で，オフセット形状と内側基準形状との
交差が１ケ所と判断されたならば，第６図におけるステ
ップ17に移行し，オフセット形状と内側基準形状のOR形
状を作成し，ステップ18にてそのOR形状を出力する。

なおこのステップ18で出力されるOR形状が第８図（ｅ）
で示すツールパスとなる。

そしてステップ19で，第３図（iii）に示すようなステ
ップ14におけるオフセット形状と内側基準形状とのDIFF
形状（オフセット形状−内側基準形状）を作成し，ステ
ップ20でそのDIFF形状を出力する。

なお，このステップ20で出力されたDIFF形状が第９図
（ｆ）で示すツールパスとなる。なおこのツールパスを
作成するのは，第９図（ｇ）に示すように削り残しを避
けるためである。

そしてステップ21でオフセット量をクリアし，ステップ
22でオフセット量＋切込量分をオフセット量として，ス
テップ23でそのオフセット量だけDIFF形状を内側にオフ
セットした形状を作成する。次にステップ24でDIFF形状
のオフセット形状が存在するか否かを判断し，存在する
場合にはステップ25でそのDIFF形状のオフセット形状を
出力する。

そしてステップ25でDIFF形状のオフセット形状を出力し
た場合には再びステップ22に戻り，ステップ22で，その
出力したオフセット形状を生成したオフセット量に切込
量を加えたオフセット量を作成し，以後上述したステッ
プを繰返す。

そしてステップ24でオフセット形状が無いと判断された
ならば，そのオフセット形状に基づくツールパスが生成
できないわけであるので，ツールパス生成処理を終了す
る。また，ステップS8でオフセット形状が無いと判断さ
れたならば従来と同様にそのオフセット形状に基づくツ
ールパスが生成できないわけであるので，内側基準形状
を出力し，第14図（ｅ）に示すようなその出力に基づく
ツールパスを生成してツールパス生成処理を終了する。

又ステップ９でオフセット形状が内側基準形状の内側に
存在すると判断されたならば，従来と同様にそのオフセ
ット形状に基づくツールパス生成ができないわけである
ので，内側基準形状を出力し，第14図（ｅ）に示すよう
なその出力に基づくツールパスを生成してツールパス生
成処理を終了する。

なおステップ8,ステップ９で内側基準形状に基づくツー
ルパスを生成するのは，従来と同様に第15図に示すよう
に削り残しを避けるためである。

以上の演算によって次々計算されたツールパスの座標値
は，サーボ機構（５）に送られ実際にサーボモーター
（６）を動かすパルス数に変換され，これがサーボモー
ター（６）に送られることによって工作機械（７）を動
かして指定形状に加工する。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば，重複したツールパスを
作成しないので，加工時間が短縮される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明に係る図で，第１図は数値制御
装置のハードウエア構成及びCRTディスプレイの一画面
を示す図，第２図は内側基準形状と外側基準形状を説明
するための図，第３図はAND形状,OR形状，及びDIFF形状
を説明するための図，第４図は被加工物を示す図，第５
図及び第６図は動作を説明するためのフローチャート，
第７図〜第９図はツールパスを説明するための図，第10
図〜第16図は従来例に係る図で，第10図は数値制御装置
のハードウエア構成及びCRTディスプレイの一画面を示
す図，第11図及び第12図は動作を説明するためのフロー
チャート，第13図〜第15図はツールパスを説明するため
の図，第16図は欠点を説明するための図である。 なお，図中同一符号は，同一又は相当部分を示し，
（１）はCPU,（２）はメモリ，（３）はキーボード，
（４）はCRTディスプレイである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外側閉形状と内側閉形状の間の領域を内側
   形状に沿って加工する時のツールパス生成方法におい
   て， （ａ）外側閉形状を内側に所定量だけオフセットした外
   側基準形状及び内側閉形状を外側に所定量だけオフセッ
   トした内側基準形状を生成するステップ， （ｂ）上記外側基準形状を内側に所定量だけオフセット
   した外側オフセット形状を生成するステップと， （ｃ）上記外側オフセット形状と内側基準形状との交差
   が１個所になったとき，その両形状のOR形状を生成し，
   その後その両形状のDIFF形状（外側オフセット形状−内
   側基準形状）を生成するステップ， を有することを特徴とするツールパス生成方法。