JPS61250706A - 数値制御装置 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は数値制御フライス盤、数値制御旋盤、マシニン
グセンター等の数値制御装置に関し、２次元輪郭切削に
おける加工形状を容易且つ短時間に入力することができ
るようにしたものである。

〈従来の技術と問題点〉 数値制御装置への入力方式は種々あるが、代表的な２つ
の従来例ｉ、ｎについて説明する０ 部ＣＲＴ、２はソフトキーやエコーキ等の入カキ−であ
る。ＣＲＴＩの画面に入力データが表示されている。画
面中、ＳＮＯはデータ番号を示し、ＰＴＮには直線か円
弧かの区別を入力する。“チョク”は直線を意味し、”
ｃｃｗエンコ”は反時計方向の円弧を意味する０ 更に、Ｘ、Ｙには終点の座標値を入力し、Ｒ／θ　には
円弧の場合は半径を入力し、直線の場合には傾きの角度
を入力する。Ｉ、Ｊには円弧の中心座標を入カレ、Ｐに
は経路指定のため交点あるいは接点の選択（クエ、シタ
、ヒダリ、ミギ）を入力し、ＣＮＨには面取シのデータ
を入力する。？印は自動計算によシ求めることを意味す
る。

第７図の画面に表示されたデータから図形を描くと第８
図のようになる。即ち、データ４１には、１チヨク’　
、Ｘ（１００）、Ｙ（１００）となっているから、仮想
直線（イ）の終点（ＩＪ）がＸ。

７　（１００，１００）であることを示し、更に、この
点（１刀がデータム２の１テヨク”　、　Ｒ／θ。

（３０）の始点であることも示す。データＡ３の″’ｃ
ｃｗエンコ”は反時計方向の円弧であシ、ソノ中心座標
ｖ）ＵＩ　（２００”）　、　Ｊ（１５０）であるから
ｘ　、ｙ　（２００，１５０）である。データＡ２の直
線とデータＡ３の円弧とは２個所（２）とに）で交わる
ので、選択すべき交点は右か左かを指定するためデータ
＆２ではＰ（ヒダリ）と入力している。従って、切削の
輪郭は、第８図に実線で示す如く、始点（男から１線を
たどって点（ロ）に至シ、更に点（２）から反時点方向
の円弧をたどって終点（６）に至るものである。但し、
終点（６）はデータム３のＸ（２５０）。

Ｙ（１５０）で指定された点Ｘ　Ｉ　）’　（２５０゜
１５０）である。

第８図の変形として第９図の如く直線と円弧が接する場
合は、巣７図中のデータＡ２において、Ｒ／θ、（３０
）の代りにＲ／θ（りとし且りＰ（シタ）とすることに
よシ、下側の接点「ヌ」が選択されて実線で示す如く（
勇→（９）→（３）の輪郭が描かれる。なお、Ｐ（クエ
）とすれば、上側の接点（ヌ′）が選択され、輪郭は（
す）〜（ヌ′）〜（至）〜（６）となる。

しかし、この従来例■の欠点は、実際の図面には第８図
、第９図の実線に相当する部分のみが記入されていて、
破線に相当する延長部分は記入されていないため、デー
タ入力の際にオペレータは頭の中に延長部分を描いて判
断しなければならず、入力作業が非常に繁雑である。

従来例ｎ（第１０図〜第１２図の場合）：この方法では
、寸法に関する数値の他に、第゛１０図のＣＲＴＩの画
面に表示されている如く、交点がある場合は経路指定の
ため“右折”か・左折”かを入力する。これにより、第
１１図に示す如く直線と円弧が交差する場合、２つの交
点３，４のいずれかが選択される。この場合、オペレー
タは実際の図面の情報だけでデータを入力することがで
き、延長部分を頭に描く必要がない。

しかし従来例ｎでは、直−や円弧が接する場合には、接
点において１前進”か１後退“か、ま念接する円弧の中
心角が１８０　　以上か１８０　　未満か即ち・大円”
か１小円”かという事項を入力しなければならない。第
１２図の例で示うと、円５と円６はともに時計方向（Ｃ
Ｗ）円であり、これらの円５，６に第３の円が接してい
る場合を考える。円５の入力の後に、第３の円を“接す
る／後退／大円”と入力し、次いで円６を１接する／後
退”とすると、第１２図に７で示す経路が選択される。

また円５の入力の後に、第３の円を６接する／前進／小
円”と入カレ、次いで円６を・接する／前進”とすると
、第１２図に８で示す経路が選択される。

このように従来例］では、接点がるる場合に、入力しな
ければならない項目が多く入力作業が繁雑である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述した従来技術に鑑み、入力すべき項目を少なくし、
二次元輪郭切削における加工形状の数値制御情報を容易
に且つ短時間に入力することができるようにする必要が
ある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明による数値制御装置は、直線と円弧で構成される
工具経路の情報を、入力情報を演算処理して出力する数
値制御装置において、直線と円弧との区別、直線の始点
の折れ方向、直線の傾き、直線の終点の座標値１円弧の
中心角が１８０　　以上か未満かの区別１円弧の回転方
向、円弧の始点での折れ方向、円弧の中心の座標値、円
弧の半径並びに円弧の終点の座標値、これらの入力が可
能な形状入力部と、形状入力部からの入力情報をもとに
、隣接する直線または円弧との相互関係が定まっていな
いものについては相互に接し且つ接点で工具が前進のみ
するものとし、所要の工具経路の情報を自動計算する演
算部とを具備するものである。

く作　　用〉 現実の加工図面を分析したところ。

（１）直線または円弧が隣接するものと接するか交わる
かは、この情報を格別に入力しなくても１前後の情報か
ら自動判断できること、（２）接する場合には、接点で
は次の直線または円弧に沿って前進するのみで、ｖｋ退
は実際には存在しないこと。

これらを発見した。

前記（１）　、　＋２１の発見によシ、接するか交・わ
るかの入力、接する場合の前進か後退かの入力。

及び交わったシ接したシする場合の交点や接点の入力を
しなくても、隣接する直線または円弧との相互関係が定
まっていないものについては相互に接し且つ接点では工
具は前進のみするという条件を与えておくことによシ。

演算部は形状入力部からの入力情報に合致した工具経路
を自動計算して求める。

く実　施　例〉 第１図〜第６図及び表を参照して本発明の一実施例を説
明する。第１図は実施例装置のグロック構成図、第２図
はその形状入力部の入カバネル外観図、第３図はＣＲＴ
画面の正面図、８４図（ａ）　、　（ｂ）はそ←ぞれ直
線の傾きを説明する図、第５図は加工上の具体的な工具
経路例を示す図、第６図は演算部のフローチャートであ
る。表は入力データ例の一覧表である。

第１図に示すように、本発明の数値制御装置１００は形
状入力部１１０と、演算部１２０と、ＮＣデータ出力部
１３０とを有する。形状入力部１１０によって入力され
た数値制御情報が演算部１２０で演算処理された後、Ｎ
Ｃデータ出力部１３０から演算結果である工具経路が工
作機械のＮＧ装置２００に出力され、アクチュエータ３
００が作動して加工作業が実行される。形状入力部１１
０は第２図に示す入力／４ネルｔ−Ｖし、ＣＲＴ画面１
１１、ソフトキーまたはエコーキー１１２、数値キーや
英字キー１−含む各種キー１１３が備えられている。

ＣＲＴ画面１１１には第３図に示すように、入力されｔ
データの一覧表１１４が表示される。１１５は会話エリ
ア、１１６は工２−メツセージ表示エリアである。入力
デー９はまず会話エリア１１５に表示され、エンドリー
キを押すと、入力データ一覧表１１４の対応する場所に
移されてそこに表示される。

入力データ一覧表１１４の各項目へのデータ人力につい
て説明する。形状の項目については、直線、ＣＬ円（時
計方向の円弧）、並びにＣＣＬ円（反時計方向の円弧）
のうち。

いずれかを数値キーで選択する。折の項目については、
進行方向に左折か右折かを数値キーで選択する。弧の項
目については１円弧の中心角が１８０　未満の場合は小
弧を１円弧の中心角が１８０　以上の場合は大弧を、そ
れぞれ数値キーで選択する。工とＪの項目については、
ａｍの場合は直線の傾斜を表すＸ。

ｙの値を入力し１円弧の場合はその中心のＸ座標値、ｙ
座標値を入力する。Ｒ／θ　の項目については、直線の
場合は傾きを入力し１円弧の場合は半径を入力する。Ｘ
とＹの項目については、終点のＸ座標値、ｙ座標値を入
力する。なお参考までに、コーナーの項目について杜面
取りの情報が入力され、Ｆの項目には送シ速度の情報が
入力される。

入力データ一覧表１１４には、必ずしも上記全ての項目
についてデータを入力する必要はない。入力されていな
い項目については、演算部１２０が自動計算してデータ
を求め、これを表示する。この自動計算をする場合に、
折、弧のデータが必要となる。データネ足の九め自動計
算でデータが求まらない場合は、エラーメッセーヅがそ
の表示エリア１１６に表示される。

演算部１２０は下記（ａ）〜（ｅ）の約束に従って自動
計算を行う。即ち、 （ｊＬ）　　形状が直線で傾きと位置のいずれか或いは
両方に自由度がｌ）、且つその前後いずれか或いは両方
の形状が円である場合は、当該直線は前後いずれか或い
は両方の円に接するものとする。

（ｂ）　　形状がＣＬ円或いはＣＣＬ円で中心位置に自
由度がある場合は、当該ＣＬ円或いはＣＣＬ円はその前
後の直線或いは円と接するものとする。

（Ｃ）　　接する場合は、接点では前進のみとし、工具
経路に後退はないものとする。

（ｄ）［線の傾きは、第４図（ａ）　、　（ｂ）に示す
ように直線の進行方向つまシ実際の工具の進行方向４０
０とＸ軸の正方向とがなす角を、Ｘ軸の正方向から反時
計方向を正として計った角度とする。

（ｅ）　　自動計算で求めさせる場合で直線または円が
２個以上存在する場合、並びに交点または接点が２個以
上存在する場合は、折、弧の項目に入力された情報に合
致するものが自動的に選択されるものとする。

次に、第５図に示す工具経路について、データの入力及
び演算部の動作を説明する。第５図において１点（イ）
は座標原点、Ｘは横軸。

ｙは縦軸であシ、工具経路は太い実線で示す（ロ）〜に
つ〜に）〜（ホ）〜（へ）〜（ロ）である。また、入力
データ一覧表は下記の通シである。

まず、開始点を入力する。開始点（ロ）の座標は（１０
０，２００）であるから、入力はＸ（１００）　。

Ｙ（２００）とインプットされる。

次に、直線（→〜ｅう拡開始点（ロ）を通シ円弧ｅう〜
に）に接するものであるから、ムｌの入力データは”形
状′″（直線）とのみインプットされる。

次に１円弧ｅつ〜に）は中心座標が（１５０，４３０）
。

半径が（１３０）で時計方向に進む円弧であシ。

次の円弧に）〜（ホ）と接するものであるから、ム２の
入力データは・形状・（ＣＬ円）、　Ｉ（１５０）、Ｊ
（４３０）、Ｒ／θ、（１３０）とインプットされる。

次に１円弧に）〜（ホ）は半径が（８０）で先の円弧ｅ
つ〜（ロ）と次の円弧（ホ）〜（へ）の両方に接する小
弧であシ１反時計方向に進むものであるから。

Ａ３０入カデータは１形状″（ＣＣＬ円）。

”弧”（小）、Ｖθ（８０）とインプットされる。

次に１円弧（ホ）〜（へ）は時計方向に進む円弧であり
、中心座標が（５３０，３１０）、　　半径が（１００
）のものであるから、ム４の入カデータ拡憫形状縛（Ｃ
Ｌ円）、Ｉ（５３０）、Ｊ（３１０）。

Ｒ，１（１００）とインプットされる。

更に、直線（へ）〜（→は角度１９２　　で（ロ）点（
Ｚｏｏ、２００）を終点とし１点（へ）において円弧（
ホ）〜（へ）から右へ折れて進むものであるから。

Ａ５の入力データは１形状”（直線）、＠折”（右）、
Ｒ／θ、（１９２）、　　終点を示すＸ（ｉｏｏ）及び
Ｙ（２００）がインプットされる。

上述した入力データに基づく演算部１２０での演算処理
を第６図に示すフローチャートによシ説明する。まず、
ここで第６図中の注１から注７について説明しておく。

注１ニステップ６０１において、入力データの構成は前
述した如く、直線の場合は 傾き（方向を含む）、終点、及び折れ 方向（右と左の区別）の全部または一 部である。円弧の場合は中心、半径。

回転方向（ＣＬ円とＣＣＬ円の区別）、折れ方向（右と
左の区別）、及び小弧・ 大弧の区別の全部または一部である。

注２＝ステップ６０２において、ｎｗｌ（ｎはデータＡ
）のときは第ｎ−１行の終 点はステップ６００で読み込んだ開始 点とし、また第ｎ−１行の式は求まっ ていないものとし、第ｎ−２行につい て拡終点と式ともに求まっていないも のとする。

注３＝ステップ６０２等において１式とは。

直線の式または円の式を意味する。

注４＝ステップ６０２において１式が求まる場合とは１
式を求めるに十分なデータ が揃っていることを意味する。

注５ニステップ６０６，６１５において、交点が２個以
上存在する場合は、折れ方 向に合致するもの１個を選択する。

注６：ステツプ６１４，６３１，６３４において、接す
る円が２個以上存在する場 合は１円の回転方向、小弧と大弧の区 別に合致するもの１個を選択する。

注７：ステツプ６３５において、第ｎ行と第ｎ−１行の
終点がともに既に求まって いる場合であるから、直線ならば、そ の式が既に求まっているはずなのでこ のステップには来ない。従って、ここ では折れ方向、小弧と大弧の区別に合 致する１個の円を選択する。

表に示し九人カデータに対し、演算部１２０は次のよう
に処理する〇 （１）　　まず、プログラムの最初の段階６００で。

開始点（ロ）のデータＸ、Ｙ（１００，２００）を読み
込む。

（２）　　次に、ｎｗｘ　ｌとし、ステップ６０１でＪ
Ｉ６１のデータ“形状”（直線）を読み込む。

（３）　　次のステップ６０２では、第ｎ−１行の終点
、この場合は開始点（ロ）は求まっているが、第ｎ行即
ちここではムｌの行では直線としか入力されていないの
で、この直線の式を求めることができない◇ （４）従って、６０３，６２３，６２４，６２５のステ
ップを経て、ｎ＝２として、データ読み込みのステップ
６０１へ戻る。

（５）　　ステップ６０１で、４２のデータを読み込む
。

（６）Ａ２のデータとしては時計方向の円で。

中心（１５０，４３０）と半径（１３０）ともに入力さ
れているので、ステップ６０２において第２行の円の式
が求まる。（自動計算）（７）従って、次はステップ６
０３を経てステップ６０４へ行く。しかし、ステップ６
０４では未だデータＡ１の式が求まっていないから、ス
テップ＆１１へ行く。このステップｌｔｌでもデータ４
１の終点（Ｘ、Ｙ）が求まっていないから、ステップｂ
Ｌ６へ行く。

次このステップ６１６で蛙第ｎ−２行の終点が前述した
如く開始点←）即ちＸ、Ｙ（１００゜２００）として入
力されているから、ステップｂＬ７へ行く。ステップ６
１７においては。

データＡ１の直線がデータＡ２の円に接するものとして
求められる。このとき、前述した「接点で前進」という
約束（ｃ）に基づき。

これに合致する１個の直線の式が求められる。（自動計
算） （８）　　すると、ステップ６２２で、データＡＩの終
点が接点であるとして求まる。（自動計算） （９）次にステップ６０７に行くが、データＡ１の直線
の式が既に求まっているので１次のステップ６０８へ行
く。ステップ６０８では、第ｎ−２行の終点が開始点で
あるとして求まっているから、ステップ６０９を舒てｎ
＝３としてステップ６０１へ戻る。ステップ６０１で４
３のデータを読み込む。

００４３のデータは反時計方向の円で、半径（８０）と
しか入力されていないから、ステップ６０２ではデータ
Ａ３の式を求めることができない。

αυ　そとで、ステップ６０３を経てステップ６２３へ
行き、データム２の式が既に求まっていることからステ
ップ６２７へ行く。

しかし、データＡ２の終点は未だ求まっていないからス
テップ６２８へ行くが、データム３の終点も未だ求まっ
ていないからステップ６２９へ行く。ステップ６２９で
は。

データＡ３とＡ２ともに円であることから。

ステップ６０７へ行く◎ ａ２　　ステップ６０７では、データム２の式が既に求
まっていることから１次のステップ６０８へ行く。ステ
ップ６０８では、データ４１の終点が前記（８）で既に
求まっていることから、ステップ６０９でｎ＝４として
ステップ６０１へ戻る。ここで墓４のデータを読み込む
。

（１３４４のデータは時計方向の円で、中心（５３０，
３１０）と半径（ｌｏｏ）ともに入力されていることか
ら、ステップ６０２においてデータ４４０式が求まる。

（自動計算）Ｉ　従って、ステップ６０３から６０４゜
６１１．６１６，６１８のステップを経て。

６２０のステップへ行く。

ａｅ　　ステップ２０においては、ともに式が求まって
いる４４とＡ２０図形の両方に接する円として、データ
４３の円の式が求められる。このとき、データ４２　、
３　、４の缶内の回転方向と、「接点で前進」という約
束と、弧のなす角が１８０　　未満（小弧）か１８０°
　以上（大弧）かの区別とによシ。

データム３の円は１個に定まる。もちろん式も求まる。

（自動計算） ａｅ　　次にステップ６２１で、データＡ２の終点を求
める。またステップ６２２で、データ＆３の終点を求め
る。（自動計算）。

αη　すると、ステップ６２７，６２８，６２９を経て
、ｎＷ５としてステップ６０１に戻〕Ａ５のデータを読
み込む。

ＱＩＡ５のデータは直線で、−傾き（１９２）と終点Ｘ
、Ｙ（１００，２００）とが入力されているから、ステ
ップ６０２においてデータ４５の式が求まる。（自動計
算） ａ！　従って、ステップ６０３がら６０４，６０５のス
テップを経て、６０６のステップへ行く。

四　ステップ６０６においては、データム４の終点を、
データム４の円と一一タＡ５の直線との交点として求め
る。このとき、扁５のデータには右折が入力されている
ので。

２個存在する交点のうち１個だけが選択され石、１（自
動計質） Ｑυ　データＡ５の終点は前述の如く既に入力されてい
るから１以上（１）〜■で工具経路として必要な全ての
データが求まったことになる。

かくして演算処理されたのち、演算結果が工具経路とし
てＮＣデータ出力部１３０よシＮＣ装置２００に与えら
れる。

〈発明の効果〉 本発明によれは、従来の入力データ項目に比べると、接
するか交わるかの項目、並びに接する場合には前進か後
退かの項目が不要となった。

従って１円弧と！線で構成される任意の輪郭切削の形状
情報を数値制御装置に入力するとき、 （１）通常の加工図面に記入されている情報だけを入力
すれば良いため、オペレータにとって地長部分を考える
。必要がなく、理解し易い。

（２）直線や円相互の交点や接点を自動計算させる際に
必要な情報項目は、左折か右折かの区別と１円弧の中心
角が１８０　未満か以上かの区別のみであるため、入力
作業が容易で短時間に行える。

（３）入力すべき情報項目が従来よシ少ないため、安価
なＣＲＴの画面で入力データ一覧表を表示させることが
可能となシ、そのためオペレータがどこまでデータを入
力したかを常に確認できるので入力作業が一層容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例に関し。 第１図は実施例装置のブロック構成図、第２図はその形
状入力部の入カバネル外観図、第３図はＣＲＴ画面の正
面図、第４図（ａ）　、　（Ｕはそれぞれ直線の傾きを
説明する図、第５図は加工上の具体的な工具経路例を示
す図、第６図は演算部のフローチャートである。 第７図〜第９図は従来例■に関し、第７図は入カバネル
の正面図、第８図、第９図はそれぞれ原理説明図である
。 第１０図〜第１２図は従来例］に関し、第１０図は入カ
バネルの正面図、第１１図、第１２図はそれぞれ原理説
明図である。 図　面　中。 １００は数値制御装置、１１０は形状入力部。 １１１はＣＲＴ画面、１１２はソフトキーまたはエコー
キー、１１３は数値キーや漢字キーを含む各種キー、１
２０は演算部、１３０ＦｉＮｃデ一タ出力部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直線と円弧で構成される工具経路の情報を、入力情報を
   演算処理して出力する数値制御装置において、 直線と円弧との区別、直線の始点の折れ方向直線の傾き
   、直線の終点の座標値、円弧の中心角が１８０°以上か
   未満かの区別、円弧の回転方向、円弧の始点での折れ方
   向、円弧の中心の座標値、円弧の半径並びに円弧の終点
   の座標値、これらの入力が可能な形状入力部と、 形状入力部からの入力情報をもとに、隣接する直線また
   は円弧との相互関係が定まつていないものについては相
   互に接し且つ接点で工具が前進のみするものとし、所要
   の工具経路の情報を自動計算する演算部とを具備する数
   値制御装置。