JPS60247710A

JPS60247710A - Ｎｃデ−タの自動形状定義方法

Info

Publication number: JPS60247710A
Application number: JP59103612A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hatakeyama; 畠山　裕至
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-12-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、計算機を用いた対話形ＮＣデータ作成装置に
おいて、複数のプリミティブ（原線）により構成された
複数の閉じた図形から最終的な加工図形を定義するＮＣ
データの自動形状定義方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ＮＣデータ作成における図形定義は、これまでプリミテ
ィブを補助線として用いて図形を作成した後、２つのプ
リミティブごとの交点を定義し、定義された交点と交点
間の経路にあたるプリミティブを順次指定することによ
って行なわれている。

たとえば、第１図に示すよう１こプリミティブＬ１〜Ｌ
（３（線分）′・（゛およびＣ１〜ｃ２（円）により図
形を作成した後、第２図に示した加工図形Ｐを定義する
ときは、たとえば下記のような手順で行なわれる。すな
わちオペレーターの操作およびその結果は下記（１）〜
（９）のようｔこなる。

（１）　交点定義指定入力後Ｌｌ、Ｌ２を指定・・・・
・・Ｐ１決定（２）　交点定義指定入力後Ｌ２　、　Ｌ
３を指定・・・・・・Ｐ２決定（３）　交点定義指定入
力後Ｌ３　、　Ｃ１を指定・・・・・・Ｐ３決定（４）
以下同様にして、Ｃ１，Ｌｌ：Ｌ６．Ｌ４；Ｌ４．Ｌ５
；Ｌ５゜ｃ２Ｈｃ２．Ｌ６；についても指定する。曲・
・Ｐ４〜Ｐ８決定（５）切断定義指定入力（６）　Ｐｌ、Ｐ２．Ｌ２を指定・・・・・・ＰＩ−Ｐ
２２間線決定（７ン　Ｐ２．Ｐ３．Ｌ３を指定・・・・
・・Ｐ２−Ｐ３３間線決定（ｓ）　Ｐ３．Ｐ４　、反時
計回りを指定・・・・・・ｐ３−ｐ４間内円弧定（９）以下同様にしてｐ４−ｐＩ１間線、ｐ５−ｐ６６
間線、ｐ６−ｐ７７間線、ｐ７−ｐＢ間円弧、Ｐ８−Ｐ
５間線分を決定する。

この方法で加工図形を指定することができるが、この場
合オペレータは、図形の指定、コマンド指定入力のたび
にピック、キーインを行なわなければならない。図形が
複雑になりプリミティブの数が増えれば操作はより繁雑
になる。この入力作業はオペレーターにとってかなり面
倒な処理である。

またオペレーターは切断の向きを常に意識しながら図形
定義を行なわなければならない。これは加工図形を切断
する際には切りしろを考慮しなければならず、切りしろ
を切断の向きのどちら側にするか１こよって、穴と外形
線では切断の向きが反対になるからである。　′ 以上のように従来の補助線を使った図形定義の方法には
次のような問題がある。

（］）頻繁１こプリミティブのビック、コマンド指定入
力を行なわなければならない。

（２）加工図形の切断の向きをオペレーター側が意識し
なくてはならない。

〔発明の目的〕

本発明は複数のプリミティブにより作成された閉じた図
形から、オペレーターの手をほとんど介さすに、ＮＣ加
工に適したデータ形式を持った加工図形を簡便かつ短時
間に定義できるＮＣデータの自動形状定義方法を提供す
ることを目的とする。

し発明の概要〕本発明は、複数のプリミティブを用いて対話式の入力に
より加工図形を定義する計算機を利用したＮＣデータの
図形形状定義の方法において、上記複数プリミティブに
より作成された複数の閉じた図形について、オペレータ
ーの操作を介することなく、ＮＣ加工に適した形に順序
よくプリミティブデータを並べかえた閉ループを定義す
るとともに、得られた閉ループの外接長方形をめること
により、定義された閉ループが穴か外形線かの判別を行
ない、穴、外形線かのいづれかによって指定された切断
の向きに閉ループを構成するプリミティブデータを並べ
かえ、加工図形定義を行なうもので、オペレーターの操
作負担を軽減し、Ｎ９データの作成を簡単に短時間でで
きるようにしたＮＣデータの自動形状定義方法である。

〔発明の実施例〕

本発明のＮＣデータの自動形状定義方法について実施例
を用いて具体的に説明する。

第３図は本発明が適用される計算機システムであり、１
は計算機、２は図形を表示するグラフィックＣＲＴ表示
装置、３はプリミティブの入力、コマンドの入力、ロケ
イションを行なうタブレット入力装置、４および５は作
成した加工図形のデータを記憶しておく記憶ディスクお
よびフロッピーディスク、６はＮＣデータの紙テープ出
力、読み取りを行なう紙テープせん孔読み取り装置であ
る。オペレーターは３のタブレット入力装置からプリミ
ティブを入力し、２のグラフィックＣＲＴ表示装置に図
形を作成していく。この操作は計算機との対話式で行な
われる。

前記第２図の加工図形Ｐを定義する場合、本発明では前
記第１図にかわり第４図の閉じた図形ｃｐ１．ｃｐ２　
を使用する。すなわち、本発明において、定義する加工
図形のもと１どなる図形は、その図形を構成するプリミ
ティブの交点あるいは接点をひと兼書きの要領でたどっ
ていった場合にできあがる閉じだ図形がただひとつに決
まるように作成する。図形作成用のプログラムパッケー
ジが持つコーナー取り（円弧取り、角取り）、複写（回
転、平行）、移動（回転、平行）などの機能を活用すれ
ば、はとんどの場合、補助線を使用せずζこ簡易に図形
が描ける。例えば、歯車を図形として作成する場合、補
助線を用いて数多くの歯をひとつひとつ描いていくので
はなく、ひとつの歯を描いた後、回転複写機能によって
複数個複写して歯車を完成させていけば時間と労力は大
きく省かれる。また、第４図の閉じた図形ＣＰ１．ＣＰ
２の円弧ＡＩ、Ａ２はそれぞれ図１の直線Ｌｌ：Ｌ３．
Ｌ５；Ｌ５ではさまれたコーナーに対し円弧のコーナー
取りを施したもので、図１のｃｌ、ｃ２を作成する場合
と同様な手順で作成することができる。このように、ひ
と筆書きの要領でたどっていった場合にできあがる閉じ
た図形がただひとつに決まるような図形を作成すること
は簡単１こ行なえる。

本発明において第４図の閉じた図形ｃｐ１．ｃｐ２から
第２図の加工図形ｐ’ｌ自動形状定義する方法１こつい
て以下に述べる。

第４図の閉じた図形ＣＰＩ、ＣＰ２を構成するプリミテ
ィブのデータが第５図（ａ）のＴ１に示すような形で、
ある領域に格納されているとする。閉じた図形ＣＰＩ、
ＣＰ２を構成するプリミティブは加工順序を意識して作
成されたものではなく、シたがって、格納領域内のプリ
ミティブのデータは無秩序］こ並んでいる。このデータ
をその図形を構成するプリミティブの交点あるいは接点
をひと筆書きの要領でたどっていく順番にまず並びかえ
る。

また、このその図形を構成するプリミティブの交点また
は接点をひと筆書きの要領でたどっていった順番でデー
タを持つ閉図形を閉ループと呼び区別する。

以下閉ループをめる手順を示す。すなわち、次の（１）
〜（６）のようになる。

（１）第５図のＴ１に示すように格納領域の先頭のプリ
ミティブＬ２と交点を持つ他のプリミティブを検索する
。Ｌｌがみつかり交点Ｐ１が得られる。

（２）次にプリミティブＬ１と交点を持つプリミティブ
を検索する。Ａ１がみつかり交点Ｐ４が得られる。この
ときＣＩ−ＬＴ２画面上１こは点Ｐ１と点Ｐ４を結ぶ直
線Ｌ１が実線で描かれる。

（３）　同様にしてプリミティブＬ３と交点Ｐ３、プリ
ミティブＬ２と交点Ｐ２が得られる。

このとき０８７２画面上には点Ｐ４と点Ｐ３を結ぶ円弧
Ａ１、点Ｐ３と点Ｐ２を結ぶ直線Ｌ３が実線で描かれる
。

（４）　プリミティブＬ２はすでに閉ループの先頭プリ
ミティブとして認識されているので、ここでひとつの閉
ループが完成されたと判断される。このとき０８１２画
面上には点Ｐ２と点Ｐ１を結ぶ直線Ｌ２が実線で描かれ
る。以上の手順により第２図の閉ループＣＬ１が０８１
２画面上に生成される。

（５）次に閉ループＣＬ１に含まれないプリミティブの
うち、格納領域の先頭にもつとも近いプリミティブが検
索され、プリミティブＬ４がみつかる。

（６）以下上記（１）〜（４）と同様な手順ｌこより、
プリミティブＬ６と交点Ｐ５、プリミティブＡ２と交点
Ｐ８、プリミティブＬ５と交点Ｐ７、プリミティブＬ４
と交点Ｐ６が順に得られ、また、０８１２画面上には点
Ｐ５と点Ｐ８を結ぶ直線Ｌ６、°点Ｐ８と点Ｐ７を結ぶ
円弧Ａ２、点Ｐ７と点Ｐ６を結ぶ直線Ｌ５、点Ｐ６と点
Ｐ５を結ぶ直線Ｌ４が順次実線で描かれ第２図の閉ルー
プＣＬ２が０８１２画面上に作成される。

以上の（１）〜（６）の手順により２つの閉ループＣＬ
Ｉ。

Ｃｌ３が完成する。完成した２つの閉ループｃｂ１　。

Ｃｌ３のプリミティブデータは第５図（ｂ）のＴ２のよ
うに、閉ループごとに検索された順番で格納領域に格納
される。

次に閉ループＣＬＩ　、Ｃｌ３が穴か、外形線かどうか
を判別するために閉ループＣＬ１．ＣＬ２の外接長方形
をめる。外接長方形をめる手順を以下に示す。

すなわち次の（７）〜（１１のようになる。ただし、以
下の表現において図４の点Ｐｎ（ｎ＝ｌ〜１０）のＸ座
標値をＰｎＸ’、Ｙ座標値をＰｎＹと表わすものとする
。

（７）まず閉ループＣＬＩについてめる。すでにめられ
ている交点Ｐ１〜Ｐ４のうち、最小Ｘ座標値、最小Ｙ座
標値、最大Ｘ座標値、最大Ｘ座標値を得る。閉ループＣ
Ｌ１の場合には次のようになる。

最小Ｘ座標値Ｘｍ１ｎｌ　：　Ｐ１Ｘ最小最小Ｘ座標値Ｙｎｌ　：　Ｐ、Ｙ　（＝Ｐ、Ｙ）最
大Ｘ座標値ＸｒＴ′ＩａＸ１：Ｐ、Ｘ最大Ｘ座標値Ｙｍ
ａｘｌ　：　Ｐ、Ｙ＝Ｐ、Ｙ（８）閉ループを構成する
プリミティブに円弧が含まれる場合は、その円弧につい
ての外接長方形を考慮に入れる。閉ループＣＬＩには円
弧Ａ１が含まれているので円弧Ａ１の外接長方形ｌこつ
いて考えると、円弧Ａ１の外接長方形は次１こ示す点（
Ｘｍ１ｎ、　Ｙｍｉｎ）、点（Ｘｍａｘ　、　Ｙｍａｘ
　）を対角点とする長方形となる。

最小Ｘ座標値Ｘｍ１ｎ　：　Ｐ、Ｘ最小Ｙ座標値Ｙｍｉｎ　：　Ｐ、Ｙ（＝Ｐ４Ｙ）最大Ｘ
座標値Ｘｍａｘ　：　Ｐ３Ｘ最大最小Ｘ座標値Ｙｘ　：　ｐＨＹ（９）上記（１）　、’（２）のＸ、Ｙの最大、最！」
１値から閉ループＣＬ１の外接長方形几ＥＣＩは次に示
す点（Ｘｍ１ｎｌ　、　Ｙｍｉｎｌ）　ｒ点（Ｘｍａｘ
ｌ、　Ｙｍａｘｌ　）を対角点とする長方形となる。

最小Ｘ座標値Ｘｍ１ｎｌ　’：　Ｐ＋Ｘ最小Ｙ座標値Ｙ
ｍｉｎｌ　：　Ｐ、Ｙ最大ｘ６標値Ｘｍａｘｌ　：　Ｐ、Ｘ最大Ｙ座標値Ｙｍａｘｌ　：　Ｐ、Ｙこのとき、ＣＲＴ２画面上には第２図に示すように外接
長方形几ＥＣＩが点線で表示される。

（１１次に閉ループＣＬ２の外接長方形ＲＦｉＣ２のデ
ータをめる。上記の（１）〜（３）と同様な手順１こよ
り外接長方形ＲＢＣ２は以下に示す点（Ｘｍ１ｎ２．　
Ｙｍｉｎ２）＋点（Ｘｍａｘ２．　Ｙｍａｘ２）を対角
点とする長方形となる。

最小Ｘ座標値Ｘｍ１ｎ２：　Ｐ、Ｘ最小Ｙ座標値Ｙｍｊｎ２　：　Ｐ５Ｙ最犬最小Ｘ座標値Ｘｘ２：　Ｐ、Ｘ最大Ｙ座標値Ｙｍａｘ２　：　Ｐ、ｏＹこのときＣＲＴ
２画面上画面上第２図に示すように点線で外接長方形Ｒ
ＥＣ２が表示される。

次に外接長方形を用いて穴か外形線かどうかを判別する
方法について述べる。今、穴の外接長方形の対角点の座
標を（Ｘｍｉ　ｎｈ　、　Ｙｍｉ　ｎｈ　）　、　（Ｘ
ｍａｘｈ　＋Ｙｍａｘｈ）、外形線の外接長方形の対角
点の座標を（Ｘｍ１ｎＯ，ＹｍｉｎＯ）、　（Ｘｍａｘ
Ｏ＋　ＹｍａｘＯ）とすると、外形線の外接長方形は必
ず穴の外接長方形を含むので次の関係式をすべて同時に
満たす。

Ｘｍ１ｎｈ　＞　Ｘｍ１ｎＯ■ Ｙｍｉｎｈ　＞　ＹｍｉｎＯ■ Ｘｍａｘｈ　（ＸｍａｘＯ■ Ｘｒｎａｘｈ　（ＹｍａｘＱ　■〕上記■〜■式を用いて閉ループＣＬＩ、ＣＩ、２の外接
長方形ＲＥＣ１，几ＥＣ２について調べると次の関係を
満たす。

Ｘｍ１ｎ２　＞　Ｘｍ１ｎｌ　■ Ｙｍｉｎ２＞　Ｙｍｉｎｌ　■ Ｘｍａｘ２　＜　Ｘｍａｘｌ　■ Ｙｔｎａｘ２（Ｙｍａｘｌ　■ 以上■〜■式から、閉ループＣＬ１は外形線、閉ループ
ＣＬ２は穴であることが判別できる。

ここまでの処理が終ると計算機１はＣＲＴ２画面上にメ
ツセージを表示し１、オペレーターに、加工図形Ｐり切
断の向きを入力するよう促す。オペレーターはタブレッ
ト３より加工図形Ｐの切断の向きを入力する。

上記加工図形Ｐの切断の向きは、加工図形を切断する際
に必要な切りしろを、切断進行方向に対し部品の左右ど
ちら側に持ってくるか１こよって指定する。したがって
、切りしろを切断進行方向１こ対し部品の左側に指定す
れば外形線の切断進行方向は時計回り、穴の切断進行方
向は反時計回りになり、また切りしろを切断進行方向に
対し部品の右側に指定すれば、外形線の切断進行方向は
反時計回り、穴の切断進行方向は時計回りになる。

今、オペレーターが切りしろを切断進行方向に対し部品
の右側に指定したとすると、すでにめた閉ループＣＬＩ
、ＣＬ２の切断進行方向は閉ループＣＬＩは外形線であ
るので反時計回り、閉ループＣＬ２は穴であるので時計
回りが適正な切断の向きとなる。第５図（ｂ）のＴ２を
参照すると、閉ループＣＬ２のプリミティブデータは、
格納領域内で適正な切断の向きで並んでいるが、閉ルー
プＣＬ１のプリミティブデータは、格納領域内で適正な
切断の向きとは逆の並びになっている。そこで閉ループ
ＣＬ１のプリミティブデータの並びを適正な向きに並び
かえて切断の向きを第５図（Ｃ）のＴ３のように修正す
る。

以上の手順で最終的に加工図形Ｐが定義される。

上記の加工図形定義におけるオペレーターの操作および
計算機の処理動作を第６図のフローチャートに示す◇ ステップＳ４はオペレーターの入力操作、５１１ｓ２．
ｓ３．ｓ５　は計算機の処理動作を示している。

ステップＳ１は、複数プリミティブにより作成された図
形について、複数の閉ループをめる動作である。（（１
）〜（６））得られた閉ループのプリミティブデータは
格納領域１こ順序よく並べられる。

（第５図（ｂ）　Ｔ　２　）ステップＳ２はステップＳ１で得られた複数の閉ループ
の外接長方形をめる処理である。、（（力〜α〔）ステップＳ３は、ステップＳ２で得られた外接長方形の
データを用い、ステップｓ１で得られた複数の閉ループ
が穴か外形線かどうかを判別する処理である。（式■〜
■）ステップＳ４でオペレーターが加工図形の゛切断の向き
を入力する。

ステップＳ５はステップＳ１で得られた複数の閉ループ
のひとつひとつについて、そのデータの並びがステップ
Ｓ４で入力された切断の向きの順序と一致するかどうか
調べ、もし、切断の方向が逆である場合は、データの並
びを正しい向きに並べかえる。（第５図（ｃ）　Ｔ　３
　）ステップＳ５を終えたら加工図形定義ルーチンを終
了する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば複数のプリミティ
ブを用いて複数の閉図形を計算機との対話によって作成
しＮＣデータを得る場合、従来のオペレーターのピック
作業が必要なくなり、これによりオペレーターの操作に
対する負担は非常に小さくなり、ＮＣデータの作成時間
を短縮できるＮＣデータの加工図形定義方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の図形作成終了後の図形を示す図、第２
図は加工図形の形状を示す図、第３図は本発明において
用いられる計算機システムの構成図、第４図は、本発明
１こおいて使用される、複数のプリミティブを用いて複
数の閉図形を作成した後の図、第５図は本発明において
複数のプリミティブによる図形作成から加工図形定義終
了までに至る間のプリミティブデータの格納領域内にお
ける状態の変化を示した図、第６図は、本発明における
処理の流れを示すフローチャートである。Ｐ１〜ＰＩＯ・・・プリミティブの交点Ｌ１〜Ｌ６・・
・直線プリミティブｃ１−ｃ２・・・円プリミティブＡ１−Ａ２　・・・円弧プリミティブＣＰ１・・・　閉じた図形１　ｃｐ２・・・閉じた図形
２ＣＬＩ・・・閉ループＩ　ＣＬ２・・・閉ループ２ａ
ｇｃ１．．・閉ループ１の外接長方形ＦＬｇｃ２・・・
閉ループ２の外接長方形Ｐ・・・加工図形１・・・計算機２・・・グラフィックＣＲＴ表示装置３・・・タブレット入力装置４・・・記憶ディスク５１１．フロッピーディスク６・・・紙テープ打ち出し読み取り装置Ｔ１〜Ｔ３・・
・プリミティブデータの格納領域内における状態図８１
〜Ｓ５・・・加工図形定義における処理ステップ（７３
１７）　代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名
）第１図第２図第３図第４図第５図（ｏ、）（ｂ）（り第６図

Claims

【特許請求の範囲】

複数のプリミティブ（直線、線分９円２円弧など基本と
なる図形要素）を用いて対話式の入力１こより加工図形
を定義する計算機を利用したＮＣデータの図形形状定義
の方法において、上記複数のプリミティブにより作成さ
れた複数の閉じた図形について、オペレーターの操作を
介することなく、ＮＣ加工１こ適した形に順序よくプリ
ミティブデータを並べかえた閉ループを定義するととも
に、得られた閉ループの外接長方形をめることにより定
義された閉ループが穴が外形線かの判別を行い穴、外形
線かのいづれかによって、指定゛された切断の向きに閉
ループを構成するプＩＪ　ミテイブデータを並べかえ、
加工図形定義をすることを特徴とするＮＣデータの自動
形状定義方法。