JPH0866844A

JPH0866844A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH0866844A
Application number: JP6205761A
Authority: JP
Inventors: Susumu Matsubara; 晋松原; Kiyotaka Kato; 清敬加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】加工による被削材の形状変化を考慮した無駄
の無い最適化された工具経路を生成する数値制御装置を
得る。【構成】ポケット形状の内側へ工具半径の長さだけオ
フセットしたポケット形状内側包絡線を生成し工具経路
とし、さらに内側へ前記工具半径の長さだけオフセット
した包絡線を生成し、この結果生成された包絡線から外
側へ所定量の長さだけオフセットした包絡線を生成し、
これを前記工具経路の内側の次の工具経路とし、この工
具経路とされた包絡線を、前記ポケット形状内側包絡線
として包絡線生成を繰り返し、加工による被削材の形状
変化を考慮した工具経路の生成を行う数値制御装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械やロボット
などの制御を数値データを基に行う数値制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４２は、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．４，
９０７，１６４号公報に示された従来の数値制御装置を
示すフローチャートである。図において１２１はユーザ
が加工領域と加工条件とを決定するブロック、１２２は
加工領域の加工を行うための工具経路を生成するブロッ
ク、１２３は工具経路を最適化するブロックである。１
２４は工具経路における加工終了点での工具刃跡マーク
の発生を防止するための工具経路を最適化するブロック
である。

【０００３】次に動作について説明する。まず、加工を
回避する「島形状部分」と部品を固定する部分を除いた
「加工領域」と、「工具半径」と切込み幅である「ピッ
クフィード」と、あら加工時の「残ししろ」とをユーザ
が定義する。定義された加工領域の外形形状から内側へ
ピックフィード量ずつ非加工領域を回避してオフセット
することにより、工具経路を生成する。また、生成され
た工具経路における加工開始点と加工終了点では、工具
経路に対して接線方向に加工を開始し、接線方向に加工
を終了するように工具経路を最適化する。

【０００４】図４３は、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．４，８
３３，６１７号公報に示された従来の数値制御装置を示
すブロック図である。図において１３１は数値制御プロ
グラム（以下、ＮＣプログラムという）と被削材と被削
材取付具と部品形状とを入力してソリッドモデルを用い
てＮＣシミュレーションを行うブロックである。１３２
は加工条件に関するデータである。１３３は各加工にお
ける最適な加工条件を得るための工具と工作機械のデー
タである。１３４は、ＮＣシミュレーションを行うブロ
ック１３１と、加工条件に関するデータ１３２と、工具
と工作機械の各加工における最適な加工条件データ１３
３より、加工力と工具送り速度を最適化するブロックで
ある。

【０００５】次に動作について説明する。まず、ＮＣプ
ログラムと被削材と被削材取付具と部品形状とをＮＣシ
ミュレーションを行うブロック１３１に入力する。ＮＣ
シミュレーションを行うブロック１３１は、ソリッドモ
デルを用いて被削材と被削材取付具のモデリングとＮＣ
プログラミングを支援し、加工中の部品形状をシミュレ
ーションする。そして、データ１３２の材料の性質や経
験上求められているデータから基本となる工具送り速度
を決定する。さらにブロック１３４は、ブロック１３１
と加工条件に関するデータ１３２と工具と工作機械の性
能と材料の性質のデータ１３３とにより、ソリッドモデ
ルを用いて所定量の長さの工具経路における工具の掃引
形状と被削材の形状から被削材の除去体積を求め、基準
となる体積と比較して、基準となる工具送り速度にオー
バーライドを掛けることにより、工具送り速度をユーザ
が決定した制約の範囲内で最適化する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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、工具経路はポケット
の外形形状を基にして、外側から内側へ順に所定量オフ
セットするだけであり、加工の進行と共に変化していく
被削材の形状を考慮せずに工具経路を生成しており、何
も削っていない状態であるエアーカットをしている部分
やピックフィードが一定でない部分が含まれ、工具経路
が被削材の形状に対し最適化されていない問題点があっ
た。

【０００７】また、従来では加工負荷が一定となるよう
に工具送り速度を決定する際、所定量の長さあたりの工
具経路に対しての被削材の除去体積を基に工具送り速度
を決定していたが、加工の進行と共に被削材が変化して
いくと、被削材の形状によっては、被削材形状が薄くな
る薄物加工の状態や、角を加工するコーナー加工の状態
が生じる。その場合、所定量の長さあたりの工具経路に
対しての被削材の除去体積だけを基にして工具送り速度
を決定していたのでは、被削材に対して最適な加工条件
ではなくなるために、加工面の精度に悪影響を与える問
題点があった。

【０００８】請求項１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、加工による被削材の形状
変化を考慮した無駄の少ない最適化された工具経路を生
成することができる数値制御装置を得ることを目的とす
る。

【０００９】請求項２の発明は、加工による被削材の形
状変化を考慮して最適化された工具経路を分割すること
で工具経路を効率的に生成することができる数値制御装
置を得ることを目的とする。

【００１０】請求項３の発明は、工具経路としての正確
な包絡線を生成することができる数値制御装置を得るこ
とを目的とする。

【００１１】請求項４の発明は、島形状を含むポケット
形状の加工において島形状と干渉し合う工具経路として
の包絡線の生成を回避できる数値制御装置を得ることを
目的とする。

【００１２】請求項５の発明は、包絡線が独立した複数
のループを有する場合にも効率的に工具経路としての包
絡線を生成できる数値制御装置を得ることを目的とす
る。

【００１３】請求項６の発明は、加工により変化する被
削材の形状に応じて最適化された加工条件により加工を
行うことのできる数値制御装置を得ることを目的とす
る。

【００１４】請求項７の発明は、加工により変化する被
削材の形状に応じて最適化された加工条件により加工を
行うことのできる数値制御装置を得ることを目的とす
る。

【００１５】請求項８の発明は、加工により変化する被
削材の形状に応じて最適化された加工条件により加工を
行うことのできる数値制御装置を得ることを目的とす
る。

【００１６】請求項９の発明は、加工により変化する被
削材の形状に応じて最適化された加工条件により加工を
行うことのできる数値制御装置を得ることを目的とす
る。

【００１７】請求項１０の発明は、加工による被削材の
形状変化を考慮した加工条件を設定できる数値制御装置
を得ることを目的とする。

【００１８】請求項１１の発明は、加工による被削材の
形状変化を考慮した工具送り速度などの加工条件を設定
できる数値制御装置を得ることを目的とする。

【００１９】請求項１２の発明は、工具の入り込まない
残留部が生じることのない加工を実現できる数値制御装
置を得ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る数
値制御装置は、形状入力手段により入力されたポケット
形状から内側へ工具半径の長さだけオフセットしたポケ
ット形状内側包絡線を生成し工具経路とする内側包絡線
生成手段と、該内側包絡線生成手段により生成されたポ
ケット形状内側包絡線からさらに内側へ工具半径の長さ
だけオフセットした包絡線を生成する再内側包絡線生成
手段と、該再内側包絡線生成手段により生成した包絡線
から外側へ所定量の長さだけオフセットした包絡線を生
成し工具経路とする外側包絡線生成手段と、該外側包絡
線生成手段により生成された包絡線を、前記再内側包絡
線生成手段における包絡線生成のための入力手段とを備
えたものである。

【００２１】請求項２の発明に係る数値制御装置は、被
削材の形状および工具形状を表現する形状表現手段と、
形状入力手段により入力したポケット外形形状から内側
へ工具半径の長さだけオフセットした包絡線を生成し工
具経路とする内側包絡線生成手段と、前記工具経路に従
って工具を移動させたときの掃引形状を生成する掃引形
状生成手段と、被削材形状から前記掃引形状を除去する
掃引形状除去手段と、前記ポケット形状を定義する平面
と平行な平面上に、前記掃引形状による被削材形状の除
去された領域から所定量の長さだけオフセットした包絡
線を生成するオフセット包絡線生成手段と、前記包絡線
をブロックに分割して工具経路とし、分割した包絡線の
工具経路を前記掃引形状生成手段における掃引形状生成
のための工具経路とする包絡線分割手段と、該包絡線分
割手段により分割した包絡線を連結する工具経路連結手
段とを備えたものである。

【００２２】請求項３の発明に係る数値制御装置は、包
絡線を生成する対象となる線を基にして、前記包絡線を
生成する際にオフセットする長さと同じ長さの半径を持
つ円柱の掃引形状を生成する掃引形状生成手段と、該掃
引形状生成手段により生成された掃引形状を、ポケット
形状を定義する平面と平行な平面でスライスし、前記掃
引形状の断面から２本の断面線を生成する断面線生成手
段とを有し、前記２本の断面線の内側の断面線を内側の
包絡線として生成し、また前記２本の断面線の外側の断
面線を外側の包絡線とし、これら包絡線を基に工具経路
を生成する構成を備えたものである。

【００２３】請求項４の発明に係る数値制御装置は、ポ
ケット形状内にある島形状から外側に工具半径の長さだ
けオフセットした島形状包絡線と、内側包絡線生成手段
或いは外側包絡線生成手段により生成した包絡線とが干
渉を起こすか否かを判断し、干渉を起こす場合には干渉
を回避した新たな包絡線を生成し工具経路とする干渉回
避包絡線生成手段を備えたものである。

【００２４】請求項５の発明に係る数値制御装置は、再
内側包絡線生成手段による内側への工具半径の長さだけ
オフセットした包絡線の生成において、前記包絡線が２
個以上のループを有しているときに外側包絡線生成手段
により包絡線の生成を行うためのループを除いた残りの
ループを記憶する包絡線記憶手段と、前記再内側包絡線
生成手段により生成される内側への工具半径の長さだけ
オフセットした包絡線がなくなったとき、前記包絡線記
憶手段に記憶した他のループを基に包絡線を生成して工
具経路とする構成とを備えたものである。

【００２５】請求項６の発明に係る数値制御装置は、被
削材の形状および工具形状を表現する形状表現手段と、
工具を移動させるための工具移動指令データを基にシミ
ュレーションを行い計算機内部で工具を移動させると共
に被削材の形状を変化させる被削材形状変化手段と、工
具の位置と周辺の被削材の形状を認識する認識手段と、
該認識手段による認識結果に応じて加工条件を変える加
工条件変更手段とを備えたものである。

【００２６】請求項７の発明に係る数値制御装置は、認
識した工具位置を基に工具周辺の被削材を切り取り、こ
の切り取った被削材形状により工具周辺の被削材の形状
を認識する認識手段と、該認識手段により認識した工具
周辺の被削材の形状に応じて加工条件を変化させる加工
条件変更手段とを備えたものである。

【００２７】請求項８の発明に係る数値制御装置は、工
具周辺の被削材の形状を平面で切断したときの断面形状
により工具周辺の被削材形状を認識する認識手段と、該
認識手段により認識した工具周辺の被削材の形状に応じ
て加工条件を変化させる加工条件変更手段とを備えたも
のである。

【００２８】請求項９の発明に係る数値制御装置は、工
具の位置からベクトルを設定し、該設定したベクトルと
交差する被削材の幾何データと位置データとを基に、工
具周辺の被削材形状を認識する認識手段と、該認識手段
により認識した工具周辺の被削材の形状に応じて加工条
件を変化させる加工条件変更手段とを備えたものであ
る。

【００２９】請求項１０の発明に係る数値制御装置は、
被削材に対する工具の接触面積と、前記被削材に対する
工具の接触位置とを基に工具周辺の被削材形状を認識す
る認識手段と、該認識手段により認識した工具周辺の被
削材の形状に応じて加工条件を変化させる加工条件変更
手段とを備えたものである。

【００３０】請求項１１の発明に係る数値制御装置は、
認識手段による工具の位置と周辺の被削材の形状とにつ
いての認識結果を基に工具経路の単位長さあたりの切削
量を算出する単位切削量算出手段と、前記認識手段によ
る工具の位置と周辺の被削材の形状とについての認識結
果を基に被削材の非切削部分の厚みを認識する厚み認識
手段と、前記単位切削量算出手段により算出した切削量
が多い時は送り速度を減じ、また前記切削量が少ないと
きは送り速度を増加し、さらに前記厚み認識手段により
認識した前記厚みが厚いときは送り速度を増加し、また
前記厚みが薄いときには送り速度を減じる工具送り速度
変化手段とを備えたものである。

【００３１】請求項１２の発明に係る数値制御装置は、
入力されたポケット形状から切削除去する領域を設定す
る除去領域設定手段と、該除去領域設定手段により設定
した除去領域と加工情報入力手段により入力した加工情
報とを基に残留部が生じるか否かを判断する残留部判定
手段と、該残留部判定手段により生じると判断された残
留部が形成される前記ポケット形状の領域に、工具経路
を基に生成された修正形状を重ね、前記ポケット形状を
修正する形状修正手段と、該形状修正手段により修正し
たポケット形状を加工するための包絡線を生成する構成
を備えたものである。

【００３２】

【作用】請求項１の発明における外側包絡線生成手段
は、再内側包絡線生成手段により生成された工具半径の
長さだけ内側へオフセットした被削材の形状変化を示す
包絡線を基に工具経路を生成することにより、加工によ
る被削材の形状変化を考慮した工具経路の生成を可能に
して無駄の少ない被削材の形状変化に応じて最適化され
た工具経路の生成を実現する。

【００３３】請求項２の発明における工具経路連結手段
は、ポケット形状を定義する平面と平行な平面上で工具
形状の掃引形状の除去された領域から所定量の長さだけ
オフセットさせ、ブロックに分割して生成した包絡線を
連結して工具経路とし、効率的な工具経路の生成を実現
する。

【００３４】請求項３の発明における数値制御装置は、
包絡線を生成する対象となる線を基に、前記包絡線を生
成する際にオフセットする長さと同じ長さの半径を持つ
円柱の掃引形状を生成して、生成した掃引形状をポケッ
ト形状を定義する平面と平行な平面でスライスし、前記
掃引形状をスライスしたときの断面から２本の断面線を
生成し、前記２本の断面線の内側の断面線を内側の包絡
線とし、また前記２本の断面線の外側の断面線を外側の
包絡線として生成し、正確な包絡線の生成を実現する。

【００３５】請求項４の発明における干渉回避包絡線生
成手段は、島形状から外側に工具半径の長さあたりオフ
セットさせて生成した島形状包絡線と、ポケット形状の
内側へ工具半径の長さだけオフセットさせて生成した包
絡線とが干渉を起こすか否かを判断し、干渉を起こす場
合、前記包絡線とは異なる前記島形状との干渉を回避し
た新たな包絡線を生成し工具経路として、島形状との干
渉を回避した工具経路の生成を実現する。

【００３６】請求項５の発明における数値制御装置は、
包絡線が２個以上のループを有しているときに包絡線の
生成を行うための１つのループを除いた残りのループを
記憶しておき、前記１つのループについての包絡線の生
成が終了したときには、さらに今度は前記記憶した他の
ループを基にした包絡線の生成を行い工具経路を生成す
ることで、包絡線が独立した複数のループを有する場合
に対し包絡線の生成を効率的に行う。

【００３７】請求項６の発明における加工条件変更手段
は、認識した工具の位置と周辺の被削材の形状とを基
に、加工により変化する被削材の形状に応じた最適化さ
れた加工条件を選択し、最適化された加工条件による良
好な加工を可能にする。

【００３８】請求項７の発明における加工条件変更手段
は、認識した工具の位置において工具周辺の被削材を切
り取り、切り取った被削材の形状を認識し、加工により
変化する被削材の形状に応じて最適な加工条件を選択
し、最適化された加工条件による良好な加工を可能にす
る。

【００３９】請求項８の発明における加工条件変更手段
は、平面で工具周辺の被削材の形状を切断したときの断
面形状により認識される加工が進むに従って変化する被
削材の形状を基に、最適な加工条件を選択し、最適化さ
れた加工条件による良好な加工を可能にする。

【００４０】請求項９の発明における加工条件変更手段
は、工具の位置からベクトルを任意方向に設定し、設定
したベクトルと交差する被削材の幾何データと位置デー
タとから認識される加工により変化する被削材の形状を
基に、最適な加工条件を選択し、最適化された加工条件
による良好な加工を可能にする。

【００４１】請求項１０の発明における加工条件変更手
段は、加工に際しての被削材と工具との接触面積と、被
削材に対する工具の接触位置とを基に、最適な加工条件
を選択し、最適化された加工条件による良好な加工を可
能にする。

【００４２】請求項１１の発明における加工条件変更手
段は、工具の移動経路の単位長さあたりの切削量を算出
し、算出した切削量が多いときは送り速度を減じ、また
切削量が少ないときは送り速度を増加させ、さらに被削
材の非切削領域の厚みが厚いときは送り速度を増加さ
せ、また前記厚みが薄いときは送り速度を減じることに
より、加工により被削材の形状が変化して特に薄物加工
となる状態に対し切削量を適応させ、最適化された加工
条件による良好な加工を可能にする。

【００４３】請求項１２の発明における形状修正手段
は、除去領域に残留部が生じると判断されたときに、そ
の残留部が生じると判断された領域に修正形状を重ね合
わせる修正を行い、この修正形状の重ねられた除去領域
に対し残留部が生じない工具経路を生成し、残留部の生
じない加工を可能にする。

【００４４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの実施例１の数値制御装置の要部の構成
を示すブロック図である。図において１は加工しようと
するポケットの形状を入力する形状入力手段である。２
は工具形状やピックフィードなどの加工情報を入力する
加工情報入力手段である。３は内側包絡線生成手段４と
再内側包絡線生成手段５と外側包絡線生成手段６と入力
手段７とからなる工具経路生成手段である。内側包絡線
生成手段４は、前記形状入力手段１および前記加工情報
入力手段２から入力したポケットの形状や加工について
の情報などを基に、ポケット外形形状から工具半径の長
さだけ内側にオフセットした包絡線を生成し、その包絡
線を工具経路とする手段である。再内側包絡線生成手段
５は、前記内側包絡線生成手段４により生成された包絡
線からさらに内側に工具半径の長さだけオフセットした
包絡線を生成する手段である。外側包絡線生成手段６
は、再内側包絡線生成手段５により生成された包絡線と
加工情報とから、その包絡線から外側に所定量の長さだ
けオフセットした外側包絡線を生成し、その外側包絡線
を工具経路とする手段である。入力手段７は外側包絡線
生成手段６により生成された外側包絡線を、前記再内側
包絡線生成手段５に入力する手段である。

【００４５】図２はこの数値制御装置の動作を示すフロ
ーチャートである。図３は図２のフローチャートに示す
動作を具体的に示した説明図であり、８はポケット外形
形状、９はポケット外形形状内に生成された工具経路で
ある。

【００４６】次に動作について説明する。図２のフロー
チャートによれば、まずポケット形状としてポケット外
形形状についての情報、また加工情報として工具形状と
外側包絡線生成手段６で使用するピックフィードについ
ての情報を入力する（ステップＳＴ１）。続いて、前記
入力されたポケット外形形状と工具形状についての情報
から、ポケット外形形状の内側に工具半径ｒだけオフセ
ットした包絡線ａを生成する（ステップＳＴ２）。この
状態を図３の（Ａ）に示す。そして、この包絡線ａを工
具経路とし（ステップＳＴ３）、次に、包絡線ａから内
側に工具半径ｒだけオフセットした包絡線ｂを生成する
（ステップＳＴ４）。この状態を図３の（Ｂ）に示す。
そして、包絡線ｂから外側（ポケット外形形状８の方
向）にピックフィードと工具形状から所定距離ｄだけオ
フセットした包絡線ｃを生成する（ステップＳＴ５）。
この状態を図３の（Ｃ）に示す。さらにこの包絡線ｃを
工具経路の一つとし（ステップＳＴ６）、次の工具経路
を生成する必要があるか否かを判断し（ステップＳＴ
７）、必要があるときにはステップＳＴ４に戻り、前記
ステップＳＴ５で生成した包絡線ｃを基に次の包絡線
ｃ’，ｃ”・・・を求める。

【００４７】ステップＳＴ３とステップＳＴ６では、入
力された包絡線を生成した工具経路情報として出力す
る。また、ステップＳＴ７において次の工具経路を生成
しないと判断したときには処理を終了する。この結果、
これら一連の処理が終了したときには図３の（Ｄ）に示
すようにポケット外形形状８に対しａ，ｃ，ｃ’，ｃ”
のような包絡線が工具経路９として生成される。

【００４８】従ってこの実施例によれば、一つ前の工具
経路にあたる包絡線から一度内側に工具の半径ｒの長さ
だけオフセットした包絡線を生成し、その包絡線を基に
次の工具経路を今度は外側に所定距離オフセットするこ
とで生成するので、加工による被削材の形状の変化に応
じて工具経路が順次生成されることになり、加工の進行
と共に変化していく被削材の形状に対し最適化された工
具経路の生成ができ、また効率的な工具経路の生成が実
現する。

【００４９】実施例２．図４はこの実施例２の数値制御
装置の要部の構成を示すブロック図である。図４におい
て図１と同一または相当の部分については同一の符号を
付し説明を省略する。図において２１は計算機により被
削材の形状と工具形状とを表現する形状表現手段であ
る。２２は形状入力手段１から入力したポケット外形形
状から内側包絡線を生成する内側包絡線生成手段２３と
掃引形状生成手段２４と掃引形状除去手段２５とオフセ
ット包絡線生成手段２６と、包絡線分割手段２７および
工具経路連結手段２８を有した工具経路生成手段であ
る。

【００５０】内側包絡線生成手段２３は、形状表現手段
２１により表現された被削材の形状と、形状入力手段１
により入力したポケット外形形状とを基に、該ポケット
外形形状から内側へ工具半径の長さだけオフセットした
包絡線を生成し工具経路とする手段である。掃引形状生
成手段２４は、入力された工具経路から工具形状の掃引
形状を生成する手段である。掃引形状除去手段２５は、
掃引形状生成手段２４により生成された工具形状の掃引
形状を被削材形状から除去する手段である。オフセット
包絡線生成手段２６は、掃引形状除去手段２５により掃
引形状を除去された被削材形状のポケット形状を定義す
る平面と平行な平面上の領域より所定量の長さだけオフ
セットした包絡線を生成する手段である。包絡線分割手
段２７は、オフセット包絡線生成手段２６により生成し
た包絡線を所定の数のブロックに分割して工具経路とす
る手段である。工具経路連結手段２８は、包絡線分割手
段２７により分割された包絡線の工具経路から適当な工
具経路を選択し連結する手段である。

【００５１】図５はこの数値制御装置の動作を示すフロ
ーチャートである。図６は図５のフローチャートに示す
動作を具体的に示した説明図であり、１１は工具形状、
１２は工具の移動経路、１３は工具形状１１を移動させ
たときの工具による掃引形状、１４はポケット外形形状
を示している。

【００５２】次に動作について説明する。図５におい
て、まずポケット形状として形状入力手段１からポケッ
トの外形形状を、また加工情報入力手段から加工情報を
入力する（ステップＳＴ２０）。次に、入力された加工
情報から計算機により被削材の形状と工具の形状を表現
する（ステップＳＴ２１）。さらに、ポケット外形形状
から内側へ工具半径の長さだけオフセットした包絡線を
生成し工具経路とする（ステップＳＴ２２）。次に、前
記工具経路から工具形状の掃引形状を生成する（ステッ
プＳＴ２３）。この掃引形状１３を図６の（Ｂ）に示
す。続いて被削材形状から前記生成した工具形状の掃引
形状１３を除去する（ステップＳＴ２４）。この状態を
図６の（Ｃ）に示す。

【００５３】そして、前記工具形状の掃引形状１３が除
去されたポケット内の形状が被削材形状の残っていない
ポケット形状に到達しているか否かを判断する（ステッ
プＳＴ２５）。到達していると判断したときには処理を
終了する。また到達していなければステップＳＴ２６の
処理を行う。

【００５４】このステップＳＴ２６では、ポケット形状
１４を定義する平面と平行な平面上に、被削材形状の除
去された領域から所定量の長さｄだけオフセットした新
たな包絡線ｅを生成する（ステップＳＴ２６）。この状
態を図６の（Ｄ）に示す。次に、包絡線を所定の数のブ
ロックに分割して工具経路とし（ステップＳＴ２７）、
その分割された工具経路が効率的な工具経路となるよう
に連結する（ステップＳＴ２８）。そして、再度ステッ
プＳＴ２３に戻り、今度は前記ステップＳＴ２８におけ
る工具経路から工具形状の掃引形状を生成し、ステップ
ＳＴ２４以降の処理を、被削材形状が目的とするポケッ
ト形状に到達するまで繰り返す。

【００５５】図７は、このようにして生成された工具経
路９を示しており、ポケット形状内の切削を効率的に行
い、目的のポケット形状１４に到達するまでの工具の移
動経路となる。

【００５６】従ってこの実施例によれば、加工による被
削材の形状の変化に応じて工具経路を生成することにな
り、加工の進行と共に変化していく被削材の形状に対し
最適化された工具経路の生成ができ、また効率的な工具
経路の生成が実現する。

【００５７】実施例３．図８はこの実施例３の数値制御
装置の要部の構成を示すブロック図である。図において
３１は包絡線を生成する対象となる線を基にして、オフ
セットする長さと同じ長さの半径の円柱の掃引形状を生
成する掃引形状生成手段である。３２は掃引形状生成手
段３１により生成された掃引形状をポケット形状を定義
する平面と平行な平面でスライスして２本の断面線を生
成する断面線生成手段である。３３は断面線生成手段３
２により生成された断面線の２本のうち、外側の包絡線
なら外側の断面線を包絡線として生成し、内側の包絡線
なら内側の断面線を包絡線として生成する包絡線生成手
段である。

【００５８】図９はこの実施例３の動作を示すフローチ
ャートである。図１０は図９のフローチャートに示す動
作を具体的に示した説明図であり、３４は工具形状、３
５は工具形状３４を移動させたときの掃引形状、３６は
ポケット形状を定義する平面と平行な平面、３９と４０
は掃引形状３５をポケット形状を定義する平面と平行な
平面３６でスライスしたときの２本の断面線を示してい
る。

【００５９】次に動作について説明する。図９におい
て、まず包絡線を生成する対象となる線を入力する（ス
テップＳＴ３１）。さらにオフセットする長さを入力し
（ステップＳＴ３２）、次に、図１０の（Ａ）に示す前
記オフセットする長さと同じ長さの半径の円柱３４を生
成する（ステップＳＴ３３）。

【００６０】次に、ステップＳＴ３１で入力した線を基
にして、ステップＳＴ３３で生成した円柱から掃引形状
３５を生成する（ステップＳＴ３４）。この状態を図１
０の（Ａ）に示す。そして、前記生成した掃引形状３５
をポケット形状を定義する平面と平行な平面３６でスラ
イスして、２本の断面線３９，４０を生成する（ステッ
プＳＴ３５）。この状態を図１０の（Ｂ）に示す。

【００６１】続いて、前記ステップＳＴ３５で生成され
た２本の断面線のうち、外側の包絡線なら外側の断面線
３９を包絡線として生成して、内側の包絡線なら内側の
断面線４０を包絡線として生成する。この状態を図１０
の（Ｃ）に示す。

【００６２】従ってこの実施例によれば、工具の掃引形
状をスライスすることで得られる２本の断面線から包絡
線を生成するので正確な包絡線が生成できる。

【００６３】実施例４．図１１はこの実施例の数値制御
装置の要部の構成を示すブロック図である。図１１にお
いて図１と同一または相当の部分については同一の符号
を付し説明を省略する。図において４１はポケット外形
形状から内側包絡線生成手段４および外側包絡線生成手
段６により生成された包絡線と、前記ポケット外形形状
内にある島形状から工具半径の長さだけ外側にオフセッ
トした島形状包絡線とが干渉を起こすか否かを判断し、
干渉を起こす場合は、前記島形状を考慮して干渉を回避
した包絡線を生成する干渉回避包絡線生成手段である。

【００６４】図１２はこの実施例４の動作を示すフロー
チャートである。また、図１３は、図１２に示すフロー
チャートの特徴的な動作を具体的に示すための説明図で
あり、４５はポケット外形形状４６内にある島形状を示
している。

【００６５】次に動作について図１２のフローチャート
に基づいて説明する。なお、図１２において図２と同一
の処理ステップについては同一の符号を付し説明を省略
する。

【００６６】この実施例の数値制御装置の動作は、入力
された島形状４５と工具形状についての加工情報とを基
に、前記島形状４５から外側に工具半径の長さだけオフ
セットした島形状包絡線ｉｓを生成する（ステップＳＴ
４１）。次に、ステップＳＴ２で生成した包絡線ａとス
テップＳＴ４１で生成した島形状包絡線ｉｓが干渉する
か否かを判断する（ステップＳＴ４２）。包絡線ａと島
形状包絡線ｉｓが干渉する場合は、ステップＳＴ４３に
進む。一方、包絡線ａと島形状包絡線ｉｓが干渉しない
場合には、ステップＳＴ３に進む。

【００６７】ステップＳＴ４３では、島形状４５との干
渉を回避した包絡線ａ’を生成しステップＳＴ３に進
む。またステップＳＴ３では、包絡線ａと島形状包絡線
ｉｓが干渉しない場合は包絡線ａを工具経路とし、また
包絡線ａと島形状包絡線ｉｓが干渉するときには包絡線
ａ’を工具経路とする。続くステップＳＴ４では、包絡
線ａ或いは包絡線ａ’から内側に工具半径ｒの距離だけ
オフセットした包絡線ｂを生成する。

【００６８】次に、ステップＳＴ４で生成した包絡線ｂ
とステップＳＴ４１で生成した包絡線ｉｓが干渉する否
かを判断する（ステップＳＴ４４）。包絡線ｂと島形状
包絡線ｉｓが干渉する場合は、ステップＳＴ４５に進
む。一方、包絡線ｂと島形状包絡線ｉｓが干渉しない場
合には、ステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ４５で
は、島形状４５との干渉を回避した包絡線ｃ’が生成さ
れ、続くステップＳＴ６において前記包絡線ｃ’を工具
経路とする。またステップＳＴ５では、前記包絡線ｂか
ら所定量の距離だけ外側（ポケット形状の方向）にオフ
セットした包絡線ｃを生成し、続くステップＳＴ６にお
いて前記包絡線ｃを工具経路とする。

【００６９】そして、次の工具経路を生成する必要があ
るか否かを判断し（ステップＳＴ７）、必要がないとき
には処理を終了する。また次の工具経路を生成する必要
があるときには、ステップＳＴ４に戻り、今度はステッ
プＳＴ５において生成した包絡線ｃから内側に工具半径
ｒの距離だけオフセットした包絡線を生成し、ステップ
ＳＴ４４以降の処理を繰り返す。

【００７０】従ってこの実施例によれば、島形状との干
渉を回避した工具経路を生成するので、島形状を加工し
てしまうことになる工具経路が排除でき、島形状を有し
たポケット形状の加工のための工具経路を正確に生成で
きる。

【００７１】実施例５．図１４はこの実施例５の数値制
御装置の要部の構成を示すブロック図である。図１４に
おいて図１および図１１と同一または相当の部分につい
ては同一の符号を付し説明を省略する。図において５１
は再内側包絡線生成手段５により生成された包絡線が独
立した２個以上のループであるとき、その内の一つの包
絡線だけを外側包絡線生成手段６に送り、残りのループ
を記憶し、前記再内側包絡線生成手段５により生成され
る包絡線の内側に工具半径の長さｒだけオフセットした
包絡線が無くなったとき、前記記憶した他のループの包
絡線の一つを外側包絡線生成手段６に送る包絡線記憶手
段である。

【００７２】図１５はこの実施例５の数値制御装置の動
作を示すフローチャート、図１６は図１５のフローチャ
ートによる動作を具体的に示す説明図であり（Ａ）〜
（Ｄ）は工具経路生成の過程を示している。

【００７３】次に動作について説明する。なお、図１５
において図２と図１２に示す同一の処理ステップについ
ては同一の符号を付し説明を省略する。この実施例の数
値制御装置では、ステップＳＴ１からステップＳＴ４３
までの処理をそのフローチャートに従って実行した後、
ステップＳＴ４において生成した包絡線ａ或いは包絡線
ａ’から内側に工具半径ｒの長さだけオフセットした包
絡線ｂが生成されるか否かを判断する（ステップＳＴ５
１）。この結果、包絡線が生成されないと判断したとき
はステップＳＴ５４に進み、また包絡線が生成されると
判断したときは、ステップＳＴ５２に進む。

【００７４】ステップＳＴ５２では、包絡線ｂが図１６
の（Ｃ）に示すように独立した複数のループ（ｂ１，ｂ
２・・・ｂ４）を持つか否かを判断する。この結果、複
数のループを持たないと判断したときはステップＳＴ４
４の処理を実行し、また複数のループを持つと判断した
ときにはステップＳＴ５３に進む。

【００７５】ステップＳＴ５３では、ステップＳＴ５２
により判断した複数のループを記憶する。続くステップ
ＳＴ５４では、前記ステップＳＴ５３において記憶した
ループ（ｂ１，ｂ２・・・ｂ４）から一つを選択し包絡
線ｂ１とする。

【００７６】次のステップＳＴ５５では、包絡線ｂ１に
対し内側への前記包絡線ｂが生成可能か否か判断し、包
絡線ｂが生成可能であればステップＳＴ４４以降の処理
を行い、また前記包絡線ｂ１に対する包絡線ｂがこれ以
上生成できないときには処理を終了する。ステップＳＴ
４４以降の処理では、包絡線ｂと包絡線ｉｓとの干渉の
有無の判断と、その判断結果に応じた包絡線ｃまたは包
絡線ｃ’の生成（ステップＳＴ５，ステップＳＴ４５）
および生成した包絡線ｃを工具経路とする処理（ステッ
プＳＴ７）を行った後、ステップＳＴ５４に戻る。

【００７７】ステップＳＴ５４では、今度はステップＳ
Ｔ５３において記憶したループから別のループを選択し
包絡線ｂ２とし、ステップＳＴ５５以降の処理を繰り返
す。

【００７８】従ってこの実施例によれば、複数の島形状
があるときにそれら島形状との干渉を回避した工具経路
を効率良く生成できる。

【００７９】実施例６．図１７はこの実施例６の数値制
御装置の要部を示すブロック図である。図において６１
は被削材の形状と工具形状を表現する形状表現手段であ
る。６２は工具移動指令データを入力する工具移動指令
データ入力手段、６３は形状表現手段６１および工具移
動指令データ入力手段６２より得られるデータから被削
材の形状を変化させる被削材形状変化手段である。６４
は被削材形状変化手段６３から得られるデータを基に工
具の位置と周辺の被削材の形状を認識する認識手段であ
る。６５は認識手段６４により認識した結果を基に加工
条件を変化させる加工条件変更手段である。

【００８０】次に動作について説明する。図１８はこの
実施例６の動作を示すフローチャートである。この実施
例の数値制御装置では、まず工具形状データと被削材形
状データを形状表現手段６１から入力する（ステップＳ
Ｔ６１）。次に、工具移動指令データ入力手段６２から
工具移動指令データを入力する（ステップＳＴ６２）。

【００８１】そして、さらに工具形状データと工具移動
指令データとから工具掃引形状を生成する（ステップＳ
Ｔ６３）。次に、工具掃引形状を被削材形状から除去す
る（ステップＳＴ６４）。

【００８２】続いて工具形状を工具移動指令データを基
に移動させ、工具の位置を移動させる（ステップＳＴ６
５）。そして、このときの工具の位置周辺の被削材の形
状を認識する（ステップＳＴ６６）。次に、前記ステッ
プＳＴ６６における工具の位置周辺の被削材の形状の認
識結果を基に加工条件を変化させる（ステップＳＴ６
７）。

【００８３】さらに次の工具移動指令データがあるか否
かを判断する（ステップＳＴ６８）。この結果、次の工
具移動指令データがあるときには、ステップＳＴ６２の
処理に戻り、また次の工具移動指令データがないときに
は処理を終了する。

【００８４】従ってこの実施例によれば、加工により変
化する被削材の形状に応じて加工条件を変化させる結
果、たとえば現在加工中の被削材の厚みや形状などに応
じ被削材に生ずる歪みなどを考慮した精度の高い加工を
行うための加工条件の最適化が可能となる。

【００８５】実施例７．図１９はこの実施例７の数値制
御装置の要部構成を示すブロック図である。図１９にお
いて図１７と同一または相当の部分については同一の符
号を付し説明を省略する。図において７１は工具の位置
を認識する工具位置認識手段（認識手段）、７２は工具
の位置を基にして周辺の被削材形状を切り取る被削材形
状切取り手段、７３は被削材形状切取り手段７２により
切り取られた形状を認識する切取り形状認識手段（認識
手段）、７４は切取り形状認識手段７３により認識した
結果を基に加工条件を変化させる加工条件変更手段であ
る。

【００８６】図２０はこの実施例の数値制御装置の動作
を示すフローチャートである。図２１は図２０のフロー
チャートによる動作を具体的に示す説明図であり、７６
は工具、７７は被削材、７８は工具７６の移動経路を示
している。

【００８７】次に動作について説明する。なお、図２０
において図１８に示す処理ステップと同一の処理ステッ
プについては同一の符号を付し説明を省略する。この数
値制御装置では、ステップＳＴ６１からステップＳＴ６
５の処理実行後、図２１の（Ｂ）に示す工具位置周辺の
被削材形状７９を切り取り（ステップＳＴ７１）、次
に、前記切り取った被削材形状７９の認識を行う（ステ
ップＳＴ７２）。この状態を図２１の（Ｂ）に示す。そ
して、さらに前記ステップＳＴ７２における被削材形状
７９の認識結果を基に加工条件を変化させる（ステップ
ＳＴ７３）。

【００８８】従ってこの実施例によれば、工具周辺の被
削材の形状を切り取り、その切り取った形状から加工に
より変化する被削材の形状を認識するので、処理するの
に要する被削材のデータ量が少なくなり、加工により変
化する被削材の形状に応じた加工条件の変更が容易にな
る。

【００８９】実施例８．図２２はこの実施例８の数値制
御装置の要部構成を示すブロック図である。図２２にお
いて図１７および図１９と同一または相当の部分につい
ては同一の符号を付し説明を省略する。図において８１
は工具の位置を基にしてスライスする平面を生成するス
ライス平面生成手段である。８２は前記スライスする平
面を用いて被削材の形状をスライスし、断面形状を生成
するスライス実行手段である。８３はスライス実行手段
８２により生成された断面形状を認識する断面形状認識
手段（認識手段）、８４は断面形状認識手段８３による
前記断面形状の認識結果から加工条件を変化させる加工
条件変更手段である。

【００９０】図２３は、この実施例８の数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。図２４と図２５は、
図２３におけるフローチャートによる動作を具体的に示
した説明図であり、８０ａ，８０ｂはスライス平面生成
手段８１により工具の位置を基にして生成したスライス
する平面を示している。

【００９１】次に動作について説明する。なお、図２３
において図１８の処理ステップと同一の処理ステップに
ついて同一の符号を付し説明を省略する。この実施例の
数値制御装置では、ステップＳＴ６１からステップＳＴ
６５までの処理実行後、工具の位置を基にして被削材７
７をスライスする平面をスライス平面生成手段８１によ
り生成する（ステップＳＴ８１）。次に、前記生成した
平面を用いて被削材の形状をスライス実行手段８２によ
りスライスする（ステップＳＴ８２）。この状態を図２
４に示す。

【００９２】続いて、スライスした結果得られる被削材
の断面形状を認識する（ステップＳＴ８３）。この状態
を図２５の（Ａ）と（Ｂ）に示す。そして、前記ステッ
プＳＴ８３による被削材７７の断面形状の認識結果を基
に加工条件を変化させる。

【００９３】従ってこの実施例によれば、加工工具を中
心にした被削材７７の断面形状の構造的な特性から、そ
の被削材の撓みや歪みの発生の可能性を把握することが
でき、この結果、加工中の被削材７７の断面形状の状態
に応じた最適な加工条件を得ることができ、精度の高い
加工を実現できる。

【００９４】実施例９．図２６はこの実施例９の数値制
御装置の要部を示すブロック図である。図２６において
図１７および図１９と同一または相当の部分については
同一の符号を付し説明を省略する。図において９１は工
具の位置からベクトルを指定し、その指定したベクトル
と交差した部分の被削材の幾何データや位置データを得
るための方向別情報取得手段、９２は前記ベクトルを指
定したときに得られる幾何データと位置データとを認識
する認識手段、９３は認識手段９２により認識した幾何
データと位置データとの認識結果から加工条件を変化さ
せる加工条件変更手段である。

【００９５】図２７は、この実施例の数値制御装置の動
作を示すフローチャートである。図２８は図２７のフロ
ーチャートによる動作を具体的に示すための説明図であ
る。

【００９６】次に動作について説明する。図２７におい
て図１８と同一の処理ステップについては同一の符号を
付し説明を省略する。この実施例の数値制御装置ではス
テップＳＴ６１からステップＳＴ６５までの処理実行
後、工具７６の中心位置から被削材周辺へ向うベクトル
を指定する（ステップＳＴ９１）。図２８はこの状態を
示しており、９５ａ，９５ｂ，９５ｃが前記指定された
ベクトルである。そして、前記指定したベクトルと被削
材とが交差した被削材周辺部の幾何データと位置データ
とを得ることで、工具７６の位置から指定したベクトル
の示す方向の幾何データや位置データなどの被削材情報
を認識する（ステップＳＴ９２）。続いてステップＳＴ
９２により認識した幾何データや位置データなどの被削
材情報を基に加工条件を変化させる（ステップＳＴ９
３）。

【００９７】従ってこの実施例によれば、工具の位置か
ら任意方向に指定したベクトルを基に得られた被削材周
辺部の幾何データと位置データとを基に加工条件を変化
させることができるので、工具を中心にした被削材周辺
部の幾何データと位置データとから被削材の構造的な特
性を把握することができて、さらにそれらのデータから
被削材の撓みや歪みの発生の可能性を知ることができ、
この結果、加工中の被削材７７の形状などの構造に応じ
た最適な加工条件を得ることができ、精度の高い加工を
実現できる。

【００９８】実施例１０．図２９はこの実施例１０の数
値制御装置の要部構成を示すブロック図である。図２９
において図１７および図１９と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。図において
１０１は被削材に対する工具の接触面積を認識するため
の接触面積認識手段（認識手段）、１０２は被削材に対
する工具の接触位置を認識するための接触位置認識手段
（認識手段）、１０３は接触面積認識手段１０１におい
て認識した接触面積情報と接触位置認識手段１０２にお
いて認識した接触位置情報とを基に加工条件を変化させ
る加工条件変更手段である。

【００９９】図３０はこの実施例の数値制御装置の動作
を示すフローチャートである。図３１は図３０のフロー
チャートによる動作を具体的に示すための説明図であ
る。

【０１００】次に動作について説明する。なお、図３０
において図１８の処理ステップと同一の処理ステップに
ついては同一の符号を付し説明を省略する。この数値制
御装置では、ステップＳＴ６１からステップＳＴ６５の
処理実行後、被削材に対する工具の接触面積を認識する
（ステップＳＴ１０１）。この接触面積は図３１に示す
ように工具７６の移動方向において被削材７７が切削さ
れる際の工具７６と被削材７７とが接触する面積１０７
である。次に、被削材７７に対する工具７６の接触位置
を認識する（ステップＳＴ１０２）。そして、ステップ
ＳＴ１０１において認識した接触面積とステップＳＴ１
０２において認識した接触位置を基に工具送り速度など
を変化させ、加工条件を変える（ステップＳＴ１０
３）。

【０１０１】従ってこの実施例によれば、工具経路を含
む平面による被削材の断面形状が前記工具経路を工具が
移動するに従って変化するような場合には、工具と被削
材との接触面積も工具経路を工具が移動するのに従って
変化するので、この変化する前記接触面積に応じて工具
送り速度などの加工条件を変化させることができ、工具
自体の撓みや破損などを防止すると共に、加工される被
削材の形状に応じた最適な加工が実現し、加工精度も向
上する。

【０１０２】実施例１１．図３２はこの実施例１１の数
値制御装置の要部構成を示すブロック図である。図３２
において図１７および図１９と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。図において
１１１は工具位置における被削材の厚みを認識する厚み
認識手段、１１２は切削量を算出する切削量算出手段、
１１３は工具経路に対して単位長さあたりの切削量を算
出する単位切削量算出手段、１１４は厚み認識手段１１
１により認識した被削材の厚みと単位切削量算出手段１
１３により算出した切削量とを基に工具送り速度を変化
させる工具送り速度変化手段である。

【０１０３】図３３は、この実施例の数値制御装置の動
作を示すフローチャートである。図３４は図３３のフロ
ーチャートによる動作を具体的に示す説明図である。

【０１０４】次に動作について説明する。図３３におい
て図１８の処理ステップと同一の処理ステップについて
は同一の符号を付し説明を省略する。この実施例の数値
制御装置では、ステップＳＴ６１からステップＳＴ６５
までの処理実行後、図３４の１２１に示す工具の位置か
らの切削されないで残る被削材の厚みを認識する（ステ
ップＳＴ１１１）。そして、ステップＳＴ１１１で認識
した工具の位置からの被削材の厚み１２１に応じて、被
削材の厚みが厚いときは送り速度に対するオーバーライ
ド値を上げ、被削材の厚みが薄いときは送り速度に対す
るオーバーライド値を下げる（ステップＳＴ１１２）。

【０１０５】次に、工具移動経路７８に沿った図３４の
１２０に示す被削材の切削量を算出し（ステップＳＴ１
１３）、さらにステップＳＴ１１３により算出した切削
量と工具経路の長さとから、工具経路の単位長さあたり
の切削量を算出する（ステップＳＴ１１４）。そして、
ステップＳＴ１１４において算出した工具経路の単位長
さあたりの切削量が多いときは送り速度に対するオーバ
ーライド値を下げ、また工具経路に対して単位長さあた
りの切削量が少ないときは送り速度に対するオーバーラ
イド値を上げる（ステップＳＴ１１５）。さらにステッ
プＳＴ１１２において設定した送り速度に対するオーバ
ーライド値とステップＳＴ１１５において設定した送り
速度に対するオーバーライド値とから、最終的な送り速
度に対するオーバライド値を決定する（ステップＳＴ１
１６）。

【０１０６】従ってこの実施例によれば、加工により変
化する被削材の形状と工具の位置とから得られる切削量
と非切削部分の厚みについての情報より工具送り速度を
変化させるので、切削量により加工負荷を一定にするだ
けでなく、加工途中で被削材の形状変化により生じる被
削材の逃げなどの現象による加工精度の劣化を防止でき
る。

【０１０７】実施例１２．図３５はこの実施例１２の数
値制御装置の要部構成を示すブロック図である。図３５
において図１と同一または相当の部分については同一の
符号を付し説明を省略する。図において１４１は形状入
力手段１により入力されたポケット形状の内部の削り取
るべき除去領域を設定する除去領域設定手段である。１
４２は除去領域設定手段１４１により設定した除去領域
に削り残しの残留部が生じるか否かを判定する残留部判
定手段である。１４３は残留部判定手段１３２において
生じると判定された残留部をなくすための修正形状を付
加する形状修正手段である。１４４は形状修正手段１４
３により修正されたポケット形状に対し包絡線を生成す
る包絡線生成手段である。

【０１０８】図３６は、この実施例の数値制御装置の動
作を示すフローチャートである。また、図３７はポケッ
ト形状Ｍ１に削り残しの領域が生ずる状態を示す説明
図、図３８はポケット形状内に島形状があるときに発生
する削り残しの領域を示す説明図、図３９は修正形状を
ポケット形状に付加したときの説明図である。

【０１０９】通常、ポケット形状を加工するときにピッ
クフィードと工具半径が一致した場合、鋭角部分につい
ては図３７に示すように必ず削り残しができる。また、
図３８に示すようにポケット形状内に島形状Ｉ１，Ｉ２
が存在するときにも削り残し部分Ｒ２〜Ｒ７などが生じ
る。これは包絡線を工具経路とするために工具が入り込
めない領域が生じ、これが削り残し部分となるからであ
る。従って、工具が入り込めない領域が生じないよう
に、工具が入り込めない領域が生じる所に工具が入り込
める修正形状を付加し、この修正形状を付加したポケッ
ト形状に対し包絡線を生成し、工具軌跡の生成を行う。

【０１１０】次に、図３６のフローチャートに基づいて
この実施例の数値制御装置の動作を説明する。この実施
例では、ポケット形状の加工について説明するが、ポケ
ット形状以外の場合でもよいことは言うまでもない。こ
の数値制御装置では、まず形状入力手段１により入力し
たポケット形状と、加工情報入力手段２により入力した
工具形状やピックフィードなどの加工情報の読み込みを
行う（ステップＳＴ１）。次に、ポケット形状に対し切
削すべき範囲を除去領域として設定する（ステップＳＴ
２０２）。続いて設定した除去領域内に削り残しの部分
が生じるか否かを判断する（ステップＳＴ２０３）。図
３７のように鋭角のコーナ部においては、工具の外径と
コーナ部の角度に応じてＲ１のような削り残し部分が生
じるか否かを判断する。削り残し部分が生じると判断し
たときには、所定の修正形状を削り残し部分が生じる場
所に付加する（ステップＳＴ２０４）。この場合、付加
する所定の修正形状が与えられた加工形状と重なるとき
は、後処理により生成される工具経路が形状を破壊する
可能性が生じるため、このようなときには修正形状の付
加は行わない。また、前記修正形状は使用する工具の掃
引形状を基にした形状である。

【０１１１】次に、図３９，図４０，図４１に示すよう
に修正形状Ｓ１が付加された除去領域に対し包絡線を生
成し（ステップＳＴ２０５）、さらにこの生成した包絡
線を基に工具軌跡を生成する（ステップＳＴ２０６）。
そして、工具軌跡に従って工具を移動させ、その掃引形
状を除去領域から差し引くことで除去領域を更新する
（ステップＳＴ２０７）。さらに除去領域がなくなった
か否かを判断し（ステップＳＴ２０８）、除去領域がま
だ残っているときにはステップＳＴ２０３以降の処理を
繰り返し行い、また除去領域が残っていないときには処
理を終了する。これらの形状処理はソリッドモデルを使
用することで容易に実現する。

【０１１２】このように、除去領域を修正することで包
絡線の生成の仕方を変えることが可能であり、除去領域
に削り残しのない工具軌跡を生成できる。

【０１１３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
一つ前の工具経路にあたる包絡線から一度内側に工具の
半径の長さだけオフセットした包絡線を生成し、その包
絡線を基に次の工具経路を生成するように構成したの
で、加工による被削材の形状の変化に応じて無駄の無い
最適化された工具経路の生成を行うことができる効果が
ある。

【０１１４】請求項２の発明によれば、ポケット形状を
定義する平面と平行な平面上で、工具形状の掃引形状の
除去された領域から所定量の長さだけオフセットさせ、
ブロックに分割して生成した包絡線を連結して工具経路
とするように構成したので、加工による被削材の形状の
変化に応じた効率的な工具経路の生成を行うことができ
る効果がある。

【０１１５】請求項３の発明によれば、包絡線を生成す
る対象となる線を基に、オフセットする長さと同じ長さ
の半径を持つ円柱の掃引形状を生成し、該生成した掃引
形状をポケット形状を定義する平面と平行な平面でスラ
イスし、前記掃引形状をスライスしたときの断面の２本
の断面線を包絡線とするように構成したので、正確な包
絡線を生成することのできる効果がある。

【０１１６】請求項４の発明によれば、島形状との干渉
を回避した工具経路を生成するように構成したので、島
形状を含むポケット形状に対する島形状と干渉しない工
具経路の生成を行うことのできる効果がある。

【０１１７】請求項５の発明によれば、内側包絡線生成
手段或いは再内側包絡線生成手段により生成される内側
への工具半径の長さだけオフセットした包絡線がなくな
ったとき、包絡線記憶手段に記憶した他のループを基に
包絡線を生成して工具経路とするように構成したので、
包絡線が独立した複数のループを有する場合にも包絡線
の生成を効率的に行うことができる効果がある。

【０１１８】請求項６の発明によれば、加工により変化
する被削材の形状と工具の位置との認識結果を基に加工
条件を変化させるように構成したので、加工が進むに従
って変化する被削材の形状に応じて最適化された加工条
件により加工を行うことができる効果がある。

【０１１９】請求項７の発明によれば、工具の位置を認
識し、認識した工具周辺の被削材の形状を切り取り、加
工に応じて変化する被削材の形状を前記切り取った形状
を基に認識する認識手段と、該認識手段により認識した
工具周辺の被削材の形状に応じて加工条件を変化させる
加工条件変更手段とを備えるように構成したので、前記
切り取った形状を基に変化する被削材の形状に応じて最
適化された加工条件により加工を行うことができる効果
がある。

【０１２０】請求項８の発明によれば、加工により変化
する被削材の形状と工具の位置との認識を、工具周辺の
被削材の形状を平面で切断し、その断面形状を基に行う
認識手段と、該認識手段により認識した工具周辺の被削
材の形状に応じて加工条件を変化させる加工条件変更手
段とを備えるように構成したので、加工により形状変化
する被削材の断面形状に応じて最適化された加工条件に
より加工を行うことのできる効果がある。

【０１２１】請求項９の発明によれば、加工により変化
する被削材の形状と工具の位置との認識を、工具の位置
からベクトルを任意方向に指定することで得られる被削
材の幾何データと位置データとを基に行う認識手段と、
該認識手段により認識した工具周辺の被削材の形状に応
じて加工条件を変化させる加工条件変更手段とを備える
ように構成したので、加工により形状変化する工具位置
周辺の前記ベクトルにより指定された被削材の幾何デー
タと位置データとを基に、工具周辺の被削材の形状に応
じて最適化された加工条件により加工を行うことができ
る効果がある。

【０１２２】請求項１０の発明によれば、被削材に対す
る工具の接触面積と工具の接触位置とを認識する認識手
段と、該認識手段により認識した工具周辺の被削材の形
状に応じて加工条件を変化させる加工条件変更手段とを
備えるように構成したので、接触面積と工具の接触位置
とを基に、工具周辺の被削材の形状に応じて最適化され
た加工条件により加工を行うことができる効果がある。

【０１２３】請求項１１の発明によれば、認識した切削
量と被削材の非加工領域の厚みに応じて工具送り速度を
変化させる工具送り速度変化手段を備えるように構成し
たので、前記切削量により加工負荷を一定にすることが
できるだけでなく、加工途中で被削材の形状が変化して
非加工領域の厚みが変化することにより生じる被削材の
逃げなどの現象を回避することができる効果がある。

【０１２４】請求項１２の発明によれば、除去領域に残
留部が生じると判断されたときに、その残留部が生じる
と判断された領域に修正形状を重ね合わせる修正を行う
形状修正手段を備えるように構成したので、除去領域に
対し残留部が生じない工具経路の生成を可能にできる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による数値制御装置の要
部構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施例１による数値制御装置の動
作を示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施例１による数値制御装置の動
作を具体的に示す説明図である。

【図４】この発明の実施例２による数値制御装置の要
部構成を示すブロック図である。

【図５】この発明の実施例２による数値制御装置の動
作を示すフローチャートである。

【図６】この発明の実施例２による数値制御装置の動
作を具体的に示す説明図である。

【図７】この発明の実施例２による数値制御装置によ
り生成された工具経路を示す説明図である。

【図８】この発明の実施例３による数値制御装置の要
部構成を示すブロック図である。

【図９】この発明の実施例３による数値制御装置の動
作を示すフローチャートである。

【図１０】この発明の実施例３による数値制御装置の
動作を具体的に示す説明図である。

【図１１】この発明の実施例４による数値制御装置の
要部構成を示すブロック図である。

【図１２】この発明の実施例４による数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図１３】この発明の実施例４による数値制御装置に
より生成された工具経路を示す説明図である。

【図１４】この発明の実施例５による数値制御装置の
要部構成を示すブロック図である。

【図１５】この発明の実施例５による数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図１６】この発明の実施例５による数値制御装置の
動作を説明するための説明図である。

【図１７】この発明の実施例６による数値制御装置の
要部構成を示すブロック図である。

【図１８】この発明の実施例６による数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図１９】この発明の実施例７による数値制御装置の
要部構成を示すブロック図である。

【図２０】この発明の実施例７による数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図２１】この発明の実施例７による数値制御装置の
動作を説明するための説明図である。

【図２２】この発明の実施例８による数値制御装置の
要部構成を示すブロック図である。

【図２３】この発明の実施例８による数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図２４】この発明の実施例８による数値制御装置の
動作を説明するための説明図である。

【図２５】この発明の実施例８による数値制御装置の
動作を説明するための説明図である。

【図２６】この発明の実施例９による数値制御装置の
要部構成を示すブロック図である。

【図２７】この発明の実施例９による数値制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図２８】この発明の実施例９による数値制御装置の
動作を説明するための説明図である。

【図２９】この発明の実施例１０による数値制御装置
の要部構成を示すブロック図である。

【図３０】この発明の実施例１０による数値制御装置
の動作を示すフローチャートである。

【図３１】この発明の実施例１０による数値制御装置
の動作を説明するための説明図である。

【図３２】この発明の実施例１１による数値制御装置
の要部構成を示すブロック図である。

【図３３】この発明の実施例１１による数値制御装置
の動作を示すフローチャートである。

【図３４】この発明の実施例１１による数値制御装置
の動作を説明するための説明図である。

【図３５】この発明の実施例１２による数値制御装置
の要部構成を示すブロック図である。

【図３６】この発明の実施例１２による数値制御装置
の動作を示すフローチャートである。

【図３７】この発明の実施例１２による数値制御装置
における削り残しの領域を説明するための説明図であ
る。

【図３８】この発明の実施例１２による数値制御装置
における削り残しの領域を説明するための説明図であ
る。

【図３９】この発明の実施例１２による数値制御装置
における修正形状を説明するための説明図である。

【図４０】この発明の実施例１２による数値制御装置
における修正形状を説明するための説明図である。

【図４１】この発明の実施例１２による数値制御装置
における修正形状を説明するための説明図である。

【図４２】従来の数値制御装置を示すフローチャート
である。

【図４３】従来の数値制御装置を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１形状入力手段、２加工情報入力手段、４，２３
内側包絡線生成手段、５再内側包絡線生成手段、６
外側包絡線生成手段、７入力手段、８，１４，４６
ポケット外形形状、９工具経路、１１，３４，７６
工具形状、１３，３５工具掃引形状、２１形状表現
手段、２４，３１掃引形状生成手段、２５掃引形状
除去手段、２６オフセット包絡線生成手段、２７包
絡線分割手段、２８工具経路連結手段、３２断面線
生成手段、３３，１４４包絡線生成手段、３６ポケ
ット形状を定義する平面と平行な平面、３９，４０断
面線、４１干渉回避包絡線生成手段、４５，Ｉ１，Ｉ
２島形状、５１包絡線記憶手段、６１形状表現手
段、６２工具移動指令データ入力手段、６３被削材
形状変化手段、６４，９２認識手段、６５，７４，８
４，９３，１０３加工条件変更手段、７１工具位置認
識手段（認識手段）、７３切取り形状認識手段（認識
手段）、７７被削材形状、８３断面形状認識手段
（認識手段）、９５ａ，９５ｂ，９５ｃベクトル、１
０１接触面積認識手段（認識手段）、１０２接触位
置認識手段（認識手段）、１０７接触面積、１１１
厚み認識手段、１１３単位切削量算出手段、１１４
工具送り速度変化手段、１２１被削材の厚み、１４１
除去領域設定手段、１４２残留部判定手段、１４３形
状修正手段、Ｍ１ポケット形状、Ｓ１修正形状。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された数値データを解読し、その解
読結果を基に各部の制御を行い、前記入力された数値デ
ータに応じて制御対象を操作し、前記入力された数値デ
ータに応じた被削材の加工を行う数値制御装置におい
て、ポケット形状を入力する形状入力手段と、加工情報
を入力する加工情報入力手段と、前記形状入力手段によ
り入力されたポケット形状から内側へ工具半径の長さだ
けオフセットしたポケット形状内側包絡線を生成し工具
経路とする内側包絡線生成手段と、該内側包絡線生成手
段により生成されたポケット形状内側包絡線からさらに
内側へ工具半径の長さだけオフセットした包絡線を生成
する再内側包絡線生成手段と、該再内側包絡線生成手段
により生成した包絡線から外側へ所定量の長さだけオフ
セットした包絡線を生成し工具経路とする外側包絡線生
成手段と、該外側包絡線生成手段により生成された包絡
線を、前記再内側包絡線生成手段における包絡線生成の
ための入力手段とを備えたことを特徴とする数値制御装
置。
【請求項２】入力された数値データを解読し、その解
読結果を基に各部の制御を行い、前記入力された数値デ
ータに応じて制御対象を操作し、前記入力された数値デ
ータに応じた被削材の加工を行う数値制御装置におい
て、ポケットの形状を入力する形状入力手段と、加工情
報を入力する加工情報入力手段と、被削材の形状および
工具形状を表現する形状表現手段と、前記形状入力手段
により入力したポケット外形形状から内側へ工具半径の
長さだけオフセットした包絡線を生成し工具経路とする
内側包絡線生成手段と、前記工具経路に従って工具を移
動させたときの掃引形状を生成する掃引形状生成手段
と、被削材形状から前記掃引形状を除去する掃引形状除
去手段と、ポケット形状を定義する平面と平行な平面上
に、前記掃引形状による被削材形状の除去された領域か
ら所定量の長さだけオフセットした包絡線を生成するオ
フセット包絡線生成手段と、前記包絡線をブロックに分
割して工具経路とし、分割した包絡線の工具経路を前記
掃引形状生成手段における掃引形状生成のための工具経
路とする包絡線分割手段と、該包絡線分割手段により分
割した包絡線を連結する工具経路連結手段とを備えたこ
とを特徴とする数値制御装置。
【請求項３】入力された数値データを解読し、その解
読結果を基に各部の制御を行い、前記入力された数値デ
ータに応じて制御対象を操作し、前記入力された数値デ
ータに応じた被削材の加工を行う数値制御装置において
包絡線を生成する対象となる線を基にして、前記包絡線
を生成する際にオフセットする長さと同じ長さの半径を
持つ円柱の掃引形状を生成する掃引形状生成手段と、該
掃引形状生成手段により生成された掃引形状を、ポケッ
ト形状を定義する平面と平行な平面でスライスし、前記
掃引形状の断面から２本の断面線を生成する断面線生成
手段とを有し、内側の包絡線を生成するときは前記２本
の断面線の内側の断面線を包絡線として生成し、また外
側の包絡線を生成するときは前記２本の断面線の外側の
断面線を包絡線とし、工具経路を生成することを特徴と
する数値制御装置。
【請求項４】ポケット形状内にある島形状から外側に
工具半径の長さだけオフセットした島形状包絡線と、前
記内側包絡線生成手段或いは前記外側包絡線生成手段に
より生成した包絡線とが干渉を起こすか否かを判断し、
干渉を起こす場合には干渉を回避した新たな包絡線を生
成し工具経路とする干渉回避包絡線生成手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の数値制御
装置。
【請求項５】再内側包絡線生成手段による内側への工
具半径の長さだけオフセットした包絡線の生成におい
て、前記包絡線が２個以上のループを有しているときに
前記外側包絡線生成手段による包絡線の生成を行うため
のループを除いた残りのループを記憶する包絡線記憶手
段を備え、前記再内側包絡線生成手段により生成される
内側への工具半径の長さだけオフセットした包絡線がな
くなったとき、前記包絡線記憶手段に記憶した他のルー
プを基に包絡線を生成して工具経路とすることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の数値制御装置。
【請求項６】入力された数値データを解読し、その解
読結果を基に各部の制御を行い、前記入力された数値デ
ータに応じて制御対象を操作し、前記入力された数値デ
ータに応じた被削材の加工を行う数値制御装置におい
て、被削材の形状および工具形状を表現する形状表現手
段と、工具を移動させるための工具移動指令データを基
にシミュレーションを行い計算機内部で工具を移動させ
ると共に被削材の形状を変化させる被削材形状変化手段
と、工具の位置と周辺の被削材の形状とを認識する認識
手段と、該認識手段による認識結果に応じて加工条件を
変える加工条件変更手段とを備えたことを特徴とする数
値制御装置。
【請求項７】前記認識手段は、認識した工具位置を基
に切り取られた被削材形状により工具周辺の被削材の形
状を認識することを特徴とする請求項６記載の数値制御
装置。
【請求項８】前記認識手段は、工具周辺の被削材の形
状を平面で切断したときの断面形状により、工具周辺の
被削材形状を認識することを特徴とする請求項６記載の
数値制御装置。
【請求項９】前記認識手段は、工具の位置からベクト
ルを設定し、該設定したベクトルと交差する被削材の幾
何データと位置データとを基に、工具周辺の被削材形状
を認識することを特徴とする請求項６記載の数値制御装
置。
【請求項１０】前記認識手段は、被削材に対する工具
の接触面積と、前記被削材に対する工具の接触位置とを
基に工具周辺の被削材形状を認識することを特徴とする
請求項６記載の数値制御装置。
【請求項１１】前記認識手段による工具の位置と周辺
の被削材の形状とについての認識結果を基に工具経路の
単位長さあたりの切削量を算出する単位切削量算出手段
と、前記認識手段による工具の位置と周辺の被削材の形
状とについての認識結果を基に被削材の非切削部分の厚
みを認識する厚み認識手段とを有し、前記加工条件変更
手段は、前記単位切削量算出手段により算出した切削量
が多いときは送り速度を減じ、また前記切削量が少ない
ときは送り速度を増加し、さらに前記厚み認識手段によ
り認識した前記厚みが厚いときは送り速度を増加し、ま
た前記厚みが薄いときには送り速度を減じる工具送り速
度変化手段であることを特徴とする請求項６または請求
項７記載の数値制御装置。
【請求項１２】入力された数値データを解読し、その
解読結果を基に各部の制御を行い、前記入力された数値
データに応じて制御対象を操作し前記入力された数値デ
ータに応じた被削材の加工を行う数値制御装置におい
て、入力されたポケット形状から切削除去する領域を設
定する除去領域設定手段と、該除去領域設定手段により
設定した除去領域と前記加工情報入力手段により入力し
た加工情報とを基に残留部が生じるか否かを判断する残
留部判定手段と、該残留部判定手段により生じると判断
された残留部が形成される前記ポケット形状の領域に、
修正形状を重ね、前記ポケット形状を修正する形状修正
手段とを備え、前記形状修正手段により修正したポケッ
ト形状に対し包絡線を生成し、工具経路を生成すること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記
載の数値制御装置。