JPH117311A - 工具経路における微小ループ除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】工具経路を構成する各ループが干渉ループであ
るか否かのチェックを簡単にすることのできる工具経路
における微小ループ除去方法を提供することである。 【解決手段】オフセット形状に沿う工具経路を直線状の
複数の線分を繋げて構成し、これらの複数の線分で構成
されるループを複数個形成するようにしている。そし
て、この複数のループのうちの干渉ループを上記工具経
路から除去する処理を行う前に、上記複数のループのう
ちそのループを構成する線分の合計の長さが所定値以下
のものは、そのループも工具経路から除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、棒状の加工具を
移動させて切削加工することにより、所定形状の加工物
を得る方法に関するものであり、特に、工具経路におけ
る微小ループの処理に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、所定形状の加工物を切削加工
により作成する場合、コンピューター制御によりエンド
ミル等の加工具を駆動させて切削加工を行う切削装置を
用いて、加工用材料を切削加工することが行われてい
る。

【０００３】このような場合、加工具の中心軸を基準に
した工具経路のプログラムを作成し、そのプログラムに
沿って加工具を回転させながら移動させることにより切
削加工が行われる。しかしながら、上記加工具には太さ
があるため、加工具の中心部を加工形状の輪郭に沿わせ
て移動させると、加工具が加工形状の内部側に食込んで
しまい、所定の形状が得られなくなる。

【０００４】そこで、加工具の太さを考慮して、加工形
状の輪郭から加工具の半径分外側にシフトしたオフセッ
ト形状を工具経路として上記プログラムが作成され、そ
のプログラムに沿った切削加工が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
オフセット形状に基づく工具経路においては、加工形状
の輪郭に凹状の角部等がある場合に、干渉ループが生じ
る。この干渉ループは、閉じられた経路からなり、その
ままそのループに沿って加工具を移動させると、加工形
状の非切削領域まで切削してしまうものである。

【０００６】したがって、実際の切削加工の際には、こ
のような干渉ループのデータを、上記プログラムから除
去する必要がある。このため、工具経路を構成する各ル
ープを干渉ループかそうでないループかをチェックする
ことが行われている。

【０００７】このチェックの方法としては、種々の方法
が考えられているが、どの方法も手間や時間の要するも
のである。特に、加工形状が複雑なものになるとループ
の数が多くなり、その処理に多大の労力が必要となって
くる。

【０００８】また、このようなループの中には微小なも
のも多数有り、その中には、干渉ループではないが、こ
れを除去しても加工形状に殆ど影響のないようなものも
ある。従来においては、このような微小ループまで干渉
ループであるか否かのチェックを行っていたため上記の
ような煩雑な処理になっていた。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、工具経路を構成する各ループが干渉ループで
あるか否かのチェックを簡単にすることのできる工具経
路における微小ループ除去方法の提供をその目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の発明者は、ま
ず、過去の経験に基づいて、工具経路における微小ルー
プの大部分が干渉ループであること、また、ループの中
には、データから除去しても殆ど加工形状に影響のない
微小なループが多数あることに着目した。

【００１１】そして、このような干渉ループである蓋然
性が高く、かつ加工形状に殆ど影響のない微小ループを
予めデータから除去しておき、その後、残った所定の大
きさ以上のループだけのチェックを行うようにすれば、
干渉ループのチェックに要する労力が大幅に低減できる
ことを見出しこの発明に到達した。

【００１２】すなわち、上記の目的を達成するため、こ
の発明では、まず、オフセット形状に沿う工具経路を直
線状の複数の線分を繋げて構成し、これらの複数の線分
で構成されるループを複数個形成するようにしている。

【００１３】そして、この複数のループのうち、加工形
状の輪郭との間の最短距離が棒状加工具の半径よりも短
い線分を含むループ（干渉ループ）を上記工具経路から
除去する処理を行う前に、上記複数のループのうちその
ループを構成する線分の合計の長さが所定値以下である
場合には、そのループも工具経路から除去するようにし
ている。

【００１４】すなわち、ループを構成する線分の合計長
さが、そのループを除去しても加工形状に影響がないと
考えられる値、例えば、０．２mmを便宜上、そのしきい
値とし、ループを構成する線分の合計長さがこれ以下の
場合には、そのループをデータから除去する。

【００１５】そして、残った、線分の合計長さが０．２
mm以上のループについてだけ、従来通りのチェックを行
う。これによって、チェックするループの数が減少し、
干渉ループのチェック作業が大幅に簡略化されるように
なる。

【００１６】なお、上記のループを構成する線分の合計
長さの算出は、干渉ループのチェックの作業と比較する
と、簡単であるため、この処理が増えても要する労力は
さほど変化がない。つぎに、この発明による工具経路に
おける微小ループ除去方法を図面を用いて詳しく説明す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる工具経
路における微小ループ除去方法を行うための切削装置の
一例を示している。すなわち、図１において、１は入力
装置であり、加工形状のデータや工具速度等、切削加工
に必要な情報などのデータが入力され、そのデータを、
連結されたＣＰＵ２を介してメモリ３に送り記憶させ
る。

【００１８】上記ＣＰＵ２は、各種のデータや情報に基
づいて演算処理をしながら、メモリ３が記憶するプログ
ラムに沿って作動し、連結された切削加工部４の棒状加
工具５を駆動させ、被加工物６を切削加工するようにな
っている。

【００１９】また、上記メモリ３には、各種のデータを
記憶する記憶部が備わっているが、このメモリ３では、
特に、切削部の輪郭形状のデータを記憶する輪郭形状デ
ータ記憶部７およびその輪郭形状データに基づいてＣＰ
Ｕ２がオフセット処理することにより算出されるオフセ
ット形状を記憶するオフセット形状データ記憶部８が設
けられている。

【００２０】このような切削装置を用いて、この発明に
かかる工具経路における微小ループ除去方法は、まず、
輪郭形状データに基づいてオフセット形状の工具経路を
算出し、これをオフセット形状データ記憶部８に記憶さ
せたのち、図２に示したフローチャートに沿って行われ
る。

【００２１】この場合、図３に示したような、外形部分
９の輪郭が中央部が細くなった略瓢箪形で、そのそれぞ
れの大径部分の中央部に四角形の穴部１０，１１がある
ような輪郭形状を切削により得る方法について説明す
る。

【００２２】この輪郭形状に対応する工具経路は、それ
ぞれ複数の短い直線状の線分で構成された１３個のルー
プｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 ，ｉ4 ，ｉ5 ，ｉ6 ，ｉ7 ，ｉ8 ，
ｉ9，ｉ10，ｉ11，ｉ12，ｉ13で構成されており、ルー
プｉ1 の凸状の角部には、それぞれ棒状加工具５の外形
に沿うようなアール状の工具経路Ｒが補間されている。

【００２３】そして、図示の工具経路のループｉ1 から
フローチャートに沿って順次処理していく。まず、図２
のステップ１において、ループ番号ｉを１とし、ループ
ｉ1を処理の対象とする。ここで、以後、工具経路のル
ープ番号ｉが１の場合はループｉ1 を差し、ループ番号
ｉが２の場合にはループｉ2 を、ループ番号ｉが３の場
合はループｉ3 ・・・・・をそれぞれ差すものとする。

【００２４】ついで、ステップ２で、ループ番号ｉがル
ープの個数ｎよりも大きいかどうかが判断される。この
場合、ループ番号ｉは１で、ループの個数ｎは１３であ
るため、ＮＯとなり、ステップ３に進む。

【００２５】ステップ３では、ループの線分の番号ｊを
１とし、ループの線分の合計長さｌを０とする。そし
て、ステップ４において、ループの線分の番号ｊがルー
プの線分の個数ｍよりも大きいかどうかが判断される。
ここで、ループｉ1 を構成する線分の個数ｍが５０であ
るとすると、ｊ（＝１）＜ｍ（＝５０）であるから、Ｎ
Ｏとなり、ステップ５に進む。

【００２６】ステップ５では、ループｉ1 における最初
の線分（ｊ1 とする）の長さがループｉ1 の線分の長さ
として加えられて、ステップ６に進み、ループｉ1 の線
分の番号ｊが２になって、再度、ステップ４に戻る。

【００２７】そして、再び、ステップ４，ステップ５，
ステップ６，ステップ４と、同じ操作を線分の個数５０
と同じ５０回繰り返す。すなわち、ここでは、ループｉ
1 における各線分ｊの長さを線分ｊ1 から線分ｊ50まで
順に加算していき、ループｉ1 全体の線分の長さｌを求
める処理がなされる。

【００２８】つぎに、上記の操作が５０回繰り返され、
ループｉ1 全体の線分の長さが求められると、５１番目
で、ステップ４においてＹＥＳとなり、ステップ７に進
む。ステップ７では、求められたループｉ1 全体の線分
の長さｌがしきい値Ｌよりも小であるかどうかの判断が
行われる。

【００２９】この場合、しきい値Ｌは、その値以下であ
れば干渉ループまたは、加工形状に影響のないループと
みなしてそのループをデータから除去できるしきい値で
あり、例えば、０．２mmと設定しておく。

【００３０】ループｉ1 は長いループであるため当然に
しきい値Ｌよりも大であり、ステップ７では、ＮＯとな
って、ステップ８に進む。そして、ステップ８で、ルー
プ番号ｉが２になって、処理の対象がループｉ2 にな
る。すなわち、ループｉ1 のデータは、そのままプログ
ラムに残される。

【００３１】ついで、ループｉ2 からループｉ13まで、
上記と同様の操作が繰り返されるが、これらのループの
うち、ループｉ3 とループｉ9 の線分の合計の長さｌ
は、０．２mm以下で、その他のループの線分の合計の長
さは、０．２mm以上としておく。

【００３２】その結果、ループｉ3 とループｉ9 の処理
時には、ステップ７でＹＥＳとなりステップ９に進む。
そして、ステップ９で、ループｉ3 とループｉ9 のデー
タはプログラムから除去される。ついで、最後に、ルー
プ番号ｉが１４になると、ステップ２でＹＥＳとなっ
て、この微小ループの除去処理がおわる。

【００３３】つぎに、残った、各ループについて、干渉
ループであるかどうかのチェックが行われる。図３から
分かるように、残ったループのうち、ループｉ1 とルー
プｉ4 を除く、９個のループｉ2 ，ｉ5 ，ｉ6 ，ｉ7 ，
ｉ8 ，ｉ10，ｉ11，ｉ12，ｉ13は、すべて加工形状の輪
郭と接するようになっている。

【００３４】したがって、これらのループは、すべて干
渉ループであり、上記干渉ループのチェック時に、その
データがプログラムから除去される。そして、残ったル
ープｉ1 とループｉ4 について切削加工が行われ、図４
のような加工形状が得られる。

【００３５】図４において、一点鎖線で示した部分のう
ち１２は、ループｉ9 のデータが除去されたため切削加
工されずに残った部分で、１３，１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄは、それぞれ本来切削されるべき部分である
が、加工具５の形状と直径との関係で切削できなかった
部分である。

【００３６】これらの部分は、必要に応じて、さらに、
細径の加工具で切削する等して、より精度のよい加工形
状にすることができる。また、図３のループｉ3 に対応
する部分は、削り残し部分が小さすぎて、殆ど設定され
た形状と判別できなくなっている。

【００３７】なお、上記の例においては、しきい値Ｌを
０．２mmとしているが、これらのしきい値は、加工形状
の大きさや、加工物の用途等に応じて適宜、適正な値に
設定することができる。

【００３８】また、上記の例においては、加工形状を、
説明のために便宜上、図３のような単純なものにしてい
るが、図３のループｉ3 のような微小ループが多数生じ
るような複雑な形状の工具経路である場合には、上記の
操作はきわめて簡単になる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明による工具経路
における微小ループ除去方法は、干渉ループを工具経路
から除去するための処理を行う前に、ループを構成する
線分の合計の長さが所定値以下である場合には、そのル
ープを工具経路から除去するようにしている。

【００４０】このため、干渉ループである蓋然性が高
く、かつ、除去しても加工形状に影響が殆どないループ
が予めデータから除去され、残った、ループについてだ
け干渉ループのチェックを行えばよいことになる。その
結果、チェックするループの数が減少し、チェック作業
が大幅に簡略化されるようになる。したがって、実用的
効果が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例で使用する切削装置の構成図で
ある。

【図２】処理の順序を示すフローチャート図である。

【図３】元のデータによる工具経路を示す説明図であ
る。

【図４】加工形状を示す平面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・入力装置 ２・・・・・・・ＣＰＵ ３・・・・・・・メモリ ４・・・・・・・切削加工部 ５・・・・・・・加工具 ７・・・・・・・輪郭形状データ記憶部 ８・・・・・・・オフセット形状データ記憶部 ９・・・・・・・外形部分 １０，１１・・・穴部 ｉ1，ｉ2，ｉ3，ｉ4，ｉ5，ｉ6，ｉ7，ｉ8，ｉ9，ｉ1
0，ｉ11，ｉ12，ｉ13・・・・・・・・・・・ループ ｎ・・・・・・・ループの個数 ｊ・・・・・・・線分の番号 ｍ・・・・・・・線分の個数 ｌ・・・・・・・ループを構成する線分の合計の長さ Ｌ・・・・・・・しきい値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工形状の輪郭を棒状加工具の半径分加工
   形状の外側にシフトしたオフセット形状に沿う工具経路
   を直線状の複数の線分で構成し、この複数の線分で構成
   される工具経路に含まれるループのうちの、上記輪郭と
   の間の最短距離が上記棒状加工具の半径よりも短い線分
   を含む干渉ループを上記工具経路から除去して切削加工
   を行う加工方法において、上記干渉ループの除去に先立
   って、上記ループのうちそのループを構成する線分の合
   計の長さが所定値以下である場合には、そのループを工
   具経路から除去することを特徴とする工具経路における
   微小ループ除去方法。