CN104755225A - 自动编程装置以及方法 - Google Patents

Abstract

一种自动编程装置，其具有：加工区域形状生成部，其生成加工区域形状数据，该加工区域形状数据是根据加工单位数据而进行加工的加工区域形状；以及倒角加工刀具路径生成部，其在加工区域形状为倒角加工的对象部位的情况下，根据包含加工区域形状数据、使用刀具数据以及加工条件数据在内的倒角加工数据，生成用于倒角加工的倒角加工刀具路径数据，倒角加工刀具路径生成部在针对在作为材料形状的曲面上定义出的加工区域形状和材料形状之间的边界部实施倒角加工时，作为倒角加工刀具路径数据而生成如下加工路径，该加工路径通过与材料形状的中心轴平行的旋转轴、和与加工区域形状的底面平行的直线轴的2轴方向的加工而实现倒角加工。

Description

自动编程装置以及方法

技术领域

本发明涉及一种自动编程装置以及方法。

背景技术

作为自动编程装置，输入包含加工区域形状、加工方法、使用刀具、加工条件等数据在内的用于进行局部的加工的加工单位数据，并根据输入的加工单位数据生成用于使工作机械动作的控制指令信息，在该自动编程装置中，倒角加工主要是将相邻的面和面相交的边界部分的角部去除的加工。在曲面上实施倒角加工的情况下，由于曲面彼此的边界部分成为对象，因此其倒角部分的形状变得复杂，因此，通常通过5轴控制机械等进行倒角加工(例如，参照专利文献1)。

另外，倒角加工在大部分的情况下只要将角部去除即可，因而很少要求严格的精度，另外，根据实施倒角的部位、材料的不同，倒角方法也不同，因此与其相应地，倒角的指示方法也不同。

专利文献1：国际公开第2011/004584号(图17～图21)

发明内容

当前，在针对包含曲面在内的复杂的形状部位进行倒角加工的情况下，是通过由5轴控制实现的加工而进行的，5轴控制机械价格非常高。另外，虽然能够进行复杂的动作，但另一方面存在下述问题，即，NC(Numerical Control)程序、操作存在变得繁琐的趋势。并且，倒角加工在大部分的情况下很少要求严格的精度。也就是说，例如在由仅具有3条直线进给轴的控制机械实现的倒角部的倒角加工中，经常不满足要求规格。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种自动编程装置以及方法，其在作为材料形状的曲面上实施倒角加工时，即使不使用由5轴控制实现的加工，而是通过简单的操作，也能够生成用于使刀具移动而进行加工的刀具路径数据。

为了实现上述目的，本发明所涉及的自动编程装置，其基于用于针对材料形状进行局部的加工的加工单位数据，生成控制指令数据，该自动编程装置的特征在于，具有：加工区域形状生成部，其生成加工区域形状数据，该加工区域形状数据是根据所述加工单位数据而进行加工的加工区域形状；以及倒角加工刀具路径生成部，其在所述加工区域形状为倒角加工的对象部位的情况下，根据包含所述加工区域形状数据、使用刀具数据以及加工条件数据在内的倒角加工数据，生成用于倒角加工的倒角加工刀具路径数据，所述倒角加工刀具路径生成部，在针对在作为所述材料形状的曲面上定义出的所述加工区域形状和所述材料形状之间的边界部实施倒角加工时，作为所述倒角加工刀具路径数据而生成如下加工路径，该加工路径通过与所述材料形状的中心轴平行的旋转轴、和与所述加工区域形状的底面平行的直线轴的2轴方向的加工而实现倒角加工。

发明的效果

根据本发明，由于具有倒角加工刀具路径生成部，因此，具有如下效果，即，针对曲面部的倒角加工部位，即使不使用5轴控制机械，而是利用简单的操作，也能够生成倒角加工的刀具路径，能够缩短操作时间，能够使加工效率提高，其中，该倒角加工刀具路径生成部对通过与材料形状的中心轴平行的旋转轴和与加工区域形状的底面平行的直线轴这2轴方向的加工而实现倒角加工的倒角加工刀具路径数据进行生成。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式所涉及的自动编程装置的功能结构的框图。

图2是表示本实施方式所涉及的自动编程装置的动作处理的顺序的一个例子的流程图。

图3是加工前后的材料形状的斜视图。

图4是表示3个加工单位各自的加工区域形状的斜视图。

图5是表示作为倒角加工对象部位而选择出的边缘的斜视图。

图6是表示倒角加工的加工单位数据的一个例子的图。

图7是表示倒角部边缘确定信息的一个例子的图。

图8是表示实施方式所涉及的倒角加工刀具路径生成部的功能结构的框图。

图9是表示在倒角加工刀具路径生成的说明中使用的材料形状的一个例子的图。

图10是表示实施方式所涉及的倒角刀具路径生成处理的顺序的一个例子的流程图。

图11是对由一般的自动编程装置所处理的加工部位的指定方法进行说明的图。

图12是对由实施方式所涉及的自动编程装置所处理的加工部位的指定方法进行说明的图。

图13是表示刀具基准位置的计算方法的顺序的一个例子的流程图。

图14是对与实施方式中的材料形状上的基准点相对应的切向量进行说明的图。

图15是对与实施方式中的材料形状上的基准点相对应的切平面进行说明的图。

图16是对与实施方式中的切向量相对应的偏移向量进行说明的图。

图17是对实施方式中的刀具前端点位置的运算方法进行说明的图。

图18是对实施方式中的刀具前端高度的运算方法进行说明的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明所涉及的自动编程装置以及方法的优选的实施方式进行详细的说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。

本实施方式，针对曲面上的复杂的倒角加工对象部位形状，即使不使用5轴加工机，而是通过与作为材料形状的曲面的中心轴平行的旋转轴和与加工区域形状的底面平行的直线轴的2轴方向的加工，也会实现在容许精度内保持大致相同的倒角宽度的倒角加工。

图1是示意性地表示本实施方式所涉及的自动编程装置的功能结构的框图。自动编程装置，基于针对材料形状用于进行局部的加工的局部加工的加工单位数据，生成控制指令数据。更具体地说，输入包含加工区域形状、加工方法、使用刀具、加工条件等数据在内的进行局部的加工的加工单位数据，并解析该加工单位数据而生成使工作机械动作的控制指令数据。

如图1所示，自动编程装置具有材料形状数据输入部1、加工单位数据输入部2、加工程序存储部3、加工后材料形状生成部4、相关加工单位数据提取部5、加工程序解析部6、刀具路径生成部7、加工区域形状生成部8、倒角加工刀具路径生成部9以及控制指令生成部10。

材料形状数据输入部1从外部输入对加工对象的材料形状进行定义的材料形状数据，并将材料形状数据储存至加工程序存储部3。

加工单位数据输入部2输入其他加工单位参照型的加工单位数据，并向加工程序存储部3输出其他加工单位参照型的加工单位数据，该其他加工单位参照型的加工单位数据对存储于加工程序存储部3中的加工单位数据所包含的加工区域形状数据进行参照。具体地说，从外部输入加工区域形状、加工方法、使用刀具、加工条件等对加工单位进行定义的加工单位数据，并储存至加工程序存储部3。作为其他加工单位参照型的加工单位数据，具有倒角加工的加工单位数据等。

加工程序存储部3对材料形状数据、和将包含其他加工单位参照型的加工单位数据在内的加工单位数据按照加工顺序排列而成的列表进行存储。

加工后材料形状生成部4基于存储在加工程序存储部3中的材料形状数据以及加工单位数据，生成加工后材料形状数据。加工后材料形状数据是基于材料形状数据和已定义完成的加工单位的加工区域数据，从材料形状中将已定义完成的加工单位的加工区域形状去除后的加工区域去除材料形状数据。

相关加工单位数据提取部5，在加工单位数据输入部2中从外部输入倒角加工的加工单位数据时，对由加工后材料形状生成部4生成的加工后材料形状数据进行图形显示。另外，接受来自操作者的倒角加工对象部位的指示，在转印至加工区域去除材料形状所形成的加工区域形状的面上，附加用于对相对应的加工单位的加工区域形状的面进行确定的数据而作为属性，从在加工区域去除材料形状上被指示出的边缘中，提取用于对附属于与该边缘相邻的面的加工单位的加工区域形状的面进行确定的数据。并且，从提取出的数据中，提取其他加工单位参照型的加工单位的加工区域形状数据的参照数据，并向加工单位数据输入部2发送参照数据。

在通过加工程序生成控制指令时，加工程序解析部6对存储在加工程序存储部3中的加工单位数据进行解析，准备用于刀具路径数据生成的使用刀具数据、加工条件数据等刀具路径生成用数据。并且，向刀具路径生成部7以及倒角加工刀具路径生成部9发送刀具路径生成用数据。

刀具路径生成部7对于除了倒角加工以外的加工单位，根据加工单位数据生成刀具路径数据，并向控制指令生成部10发送刀具路径数据。

加工区域形状生成部8在解析加工单位数据而生成控制指令数据时，对于其他加工单位参照型的加工单位数据，根据所参照的加工单位的加工区域形状数据和存储在加工程序存储部3中的材料形状数据，生成局部加工的加工单位数据的加工区域形状数据，即，生成实施倒角加工的部位的加工区域形状数据。并且，加工区域形状生成部8将实施倒角加工的部位的加工区域形状数据发送至倒角加工刀具路径生成部9。

倒角加工刀具路径生成部9对于倒角加工的加工单位，根据由加工区域形状生成部8提取出的倒角加工的加工区域形状数据、由加工程序解析部6提取出的刀具路径生成用数据，生成用于倒角加工的刀具路径数据，并向控制指令生成部10发送刀具路径数据。

控制指令生成部10基于包含加工区域形状数据在内的局部加工的加工单位数据，生成控制指令数据。具体地说，接收由刀具路径生成部7以及倒角加工刀具路径生成部9生成的刀具路径数据，生成用于控制工作机械的控制指令数据并输出至控制装置的未图示的控制部。

对按照上述方式构成的自动编程装置的动作进行说明。图2是表示本实施方式所涉及的自动编程装置的动作处理的顺序的一个例子的流程图。

首先，自动编程装置对是否发出进行程序输入的操作者指示进行检查(步骤S201)。在发出实施程序输入的指示的情况(在步骤S201中为Yes的情况)下，对是否进行材料形状数据的输入的操作者的指示进行检查(步骤S202)。在发出实施材料形状数据的输入的指示的情况(在步骤S202中为Yes的情况)下，在材料形状数据输入部1中，按照来自操作者的指示等从外部输入材料形状数据，并将输入的数据储存至加工程序存储部3(步骤S203)。然后，处理返回至步骤S201。

在发出不实施材料形状数据的输入的指示的情况(在步骤S202中为No的情况)下，对是否进行倒角加工的加工单位数据的输入的操作指示进行检查(步骤S204)。在发出不实施倒角加工的加工单位数据的输入的指示的情况(在步骤S204中为No的情况)下，在材料形状数据输入部1中，按照来自操作者的指示从外部输入除了倒角加工以外的加工单位的数据，并将输入的数据储存至加工程序存储部3(步骤S205)。关于除了倒角加工以外的加工单位数据的输入的详细内容，由于已记载于专利文献1中，因此在此省略。然后，处理返回至步骤S201。

另外，在发出实施倒角加工的加工单位数据的输入的指示的情况(在步骤S204中为Yes的情况)下，在加工后材料形状生成部4中，基于储存在加工程序存储部3中的材料形状以及已储存的加工单位数据，生成加工后材料形状数据(步骤S206)。图3是加工前后的材料形状的斜视图，(a)是表示进行外径车削加工前的材料形状的斜视图，(b)是表示经过外径车削加工、型腔加工以及键槽加工这3个加工单位而形成的加工后的材料形状的斜视图。如该图所示，加工后的材料形状是通过从材料形状中去除与各个加工单位相对应的加工区域形状而得到的。在图3(b)中，(i，j)代表加工单位和加工面，i表示加工单位编号，j表示加工目标面的面编号，该加工目标面是代表作为目标的加工后形状的位置的面。在本例中，i＝1表示外加车削加工，i＝2表示型腔加工，i＝3表示键槽加工。

图4是表示3个加工单位各自的加工区域形状的斜视图。在图4(a)中示出材料形状W和外径车削加工的加工区域形状RO，在图4(b)中示出去除外径车削加工的加工区域形状后的加工后材料形状W－R0和型腔加工的加工区域形状R1，在图4(c)中示出去除型腔加工的加工区域形状后的加工后材料形状W－R0－R1和键槽加工的加工区域形状R2。并且，通过从加工后材料形状W－R0－R1去除键槽加工的加工区域形状R2，从而得到图3(b)所示的加工后材料形状。在从材料形状或加工后材料形状中去除加工区域形状时，如图3(b)所示，在转印至去除后的加工后材料形状所形成的加工区域形状的加工目标面上，附加一对加工单位编号i和加工目标面的面编号j作为属性信息。

然后，在相关加工单位数据提取部5中，基于由加工后材料形状生成部4生成的加工后材料形状数据，按照以下方式提取确定数据，该确定数据对与倒角加工对象部位相关的加工单位的加工区域形状数据进行确定(步骤S207)。首先，在画面上对加工后材料形状数据进行图形显示，按照通过指点设备等由操作者发出的指示，对加工后材料形状数据的倒角加工对象部位的一系列的边缘进行选择。在此，能够成为选择候补的边缘是转印至加工后材料形状所形成的各个加工单位所下辖的加工目标面之间的边缘、或者材料形状的面和加工目标面之间的边缘中的某一个。然后，将附属于与每个选择出的边缘相邻的加工目标面的属性数据，作为与倒角加工对象部位相关的加工区域形状数据的确定数据而进行提取。

在图5～图7中表示与选择出的边缘相对应的倒角加工的加工单位的一个例子。图5是表示作为倒角加工对象部位而选择出的边缘的斜视图。图6是表示倒角加工的加工单位数据的一个例子的图。图7是表示倒角部边缘确定信息的一个例子的图。

在图5中，粗线是边缘，Ek(k＝0、1、2、3)是对作为倒角加工对象部位而选择出的边缘进行表示的边缘编号。另外，(i，j)代表加工单位和加工面，i表示加工单位编号，j表示加工目标面的面编号。

在图6的倒角加工的加工单位数据中，作为加工形状数据而具有倒角部边缘确定信息、倒角形状图案、以及对面和形状的大小、角度等进行指定的参数。另外，除此之外，包含对加工方法、使用刀具、加工条件等进行指定的参数等。

图6的倒角部边缘确定信息，是用于对与加工对象部位相关的加工区域形状数据进行参照的数据，如图7所示，将提取出的加工区域形状数据的确定数据集中而形成为表格结构。在该倒角部边缘确定信息的表格中，通过与倒角加工对象部位的边缘相邻的加工目标面的组合进行表示，并且，加工目标面由加工单位的编号和其加工单位中的加工目标面的编号进行表示，但不将倒角加工对象部位的边缘的位置信息作为直接数据进行保存。关于倒角加工对象部位的边缘的位置信息，在生成控制指令的数据阶段中进行计算。因此，即使在所参照的加工单位的加工区域形状数据的位置被调整的情况下，也能够自动地将调整结果向倒角加工的控制指令数据中进行反映，因此，倒角加工单位数据的调整不会变得繁琐。

然后，输入由相关加工单位数据提取部5提取出的加工区域形状数据的确定数据和其他倒角加工的加工单位数据，并将倒角加工的加工单位数据存储至加工程序存储部3(步骤S208)。然后，处理返回至步骤S201。

另一方面，在步骤S201中发出不实施程序输入的指示的情况(在步骤S201中为No的情况)下，对是否从操作者发出程序执行的指示进行检查(步骤S209)。在未发出程序执行的指示的情况(在步骤S209中为No的情况)下，判定是否存在由操作者发出的操作结束的指示(步骤S210)。在没有由操作者发出的操作结束的指示的情况(在步骤S210中为No的情况)下，处理返回至步骤S201。另外，在存在由操作者发出的操作结束的指示的情况(在步骤S210中为Yes的情况)下，使程序结束，由此处理结束。

在步骤S209中发出程序执行的指示的情况(在步骤S209中为Yes的情况)下，执行如下的循环处理，即，逐个导出存储在加工程序存储部3中的加工单位数据而生成控制指令数据(步骤S211～S218)。下面，对该循环处理的详细内容进行说明。

首先，通过加工程序解析部6对处理对象的加工单位数据的内容进行解析，并进行刀具路径数据生成的准备(步骤S212)。然后，对处理对象的加工单位数据是否为倒角加工的数据进行检查(步骤S213)。在不是倒角加工的数据的情况(在步骤S213中为No的情况)下，通过刀具路径生成部7针对除了倒角加工以外的加工单位数据生成刀具路径(步骤S214)。

另外，在是倒角加工的数据的情况(在步骤S213中为Yes的情况)下，在加工区域形状生成部8中，对于倒角加工的加工单位数据，从存储在加工程序存储部3中的材料形状数据和倒角加工的加工单位数据所参照的加工单位的加工区域形状数据中，提取倒角加工对象部位的形状数据并传输至倒角加工刀具路径生成部9(步骤S215)。从图7所示的倒角部边缘确定信息中，针对倒角加工对象部位的每个边缘，参照加工单位编号和加工区域形状数据内的面编号，分别提取2个加工区域形状的面数据。然后，基于与在步骤S215中传输的倒角加工部的边缘相关的数据，生成倒角加工刀具路径(步骤S216)。

然后，或者在步骤S214之后，在控制指令生成部10中接收刀具路径以及倒角加工刀具路径的数据，生成用于使工作机械动作的控制指令数据(步骤S217)，并向数值控制装置的控制部输出。在步骤S216中生成有倒角加工刀具路径的情况下，基于刀具路径的数据和倒角加工刀具路径，生成控制指令数据。

并且，对是否存在未处理的加工单位进行检查(步骤S218)。在存在未处理的加工单位的情况下，使处理在步骤S211～步骤S218之间进行循环。另外，在不存在的情况下，处理返回至步骤S201。

图8是表示实施方式所涉及的倒角加工刀具路径生成部的功能结构的框图。倒角加工刀具路径生成部9从加工区域形状生成部8获取实施倒角加工的部位的加工区域形状数据。在本实施方式中，基于从加工区域形状生成部8输入的与倒角加工部的边缘相关的数据，关于生成倒角加工刀具路径的情况进行详细的说明。

倒角加工刀具路径生成部9从存储有与倒角加工有关的数据的数据存储部中获取倒角加工数据，生成倒角加工刀具路径。在本实施方式中，加工区域形状生成部8相当于数据存储部，但根据所获取的数据的内容，也可以使数据分布于加工程序存储部3。倒角加工刀具路径生成部9从数据存储部获取数据，生成用于刀具路径生成的刀具基准位置数据，并将该刀具基准位置数据传输至进行下一个处理的控制指令生成部10。

在图8中，倒角加工刀具路径生成部9具有倒角加工面定义部21、基准点序列生成部22以及刀具基准位置生成部23，例如对由加工中心实现的加工动作进行控制。

倒角加工面定义部21，针对基于与倒角加工有关的数据而作为倒角加工的对象部位所提取出的加工面的交叉边缘和其相邻面，根据作为属性而附加于交叉边缘的倒角形状图案，对倒角加工后的倒角加工面(以下，称为倒角加工面)进行定义。

基准点序列生成部22，对在基于与倒角加工有关的数据而生成倒角加工刀具路径时成为基准的点序列进行生成。在本实施方式中，将交线设为交叉边缘，并在该交叉边缘上求出基准点，其中，交线是将倒角加工部位的底面形状向材料形状的曲面状进行投影而得到的。

刀具基准位置生成部23，在刀具基于与倒角加工有关的数据和由基准点序列生成部22生成的基准点，一边实施倒角加工一边通过时的加工刀具的基准位置进行运算。此时，将与作为材料形状的曲面的中心轴平行的轴设为旋转轴，以通过该旋转轴、和与底面形状平行的直线轴的2轴方向的加工而实现倒角加工的方式，对刀具基准位置进行运算，生成倒角加工刀具路径。

倒角加工面定义部21、基准点序列生成部22的处理是与形状有关的处理，并不受加工方法、加工条件影响，因此，也可以利用例如如专利文献1中所述的方法生成基准点。

图9是表示在倒角加工刀具路径生成的说明中使用的材料形状的一个例子的图，(a)是斜视图，(b)是由俯视图、正视图以及侧视图构成的三视图。在如图9所示的加工后材料形状50的情况下，倒角加工部位51、52是根据在数据存储部中存储的倒角加工部位的确定信息而确定出的倒角加工部位。例如，倒角加工部位51是进行键槽加工而形成的部位，是由圆柱面和在X轴方向上具有深度的槽形状的侧面之间的交叉边缘构成的。倒角加工部位52是进行型腔加工而形成的部位，是由圆柱面和相对于圆柱面为45°的斜面之间的交叉边缘构成的。

下面，关于倒角加工刀具路径生成，对针对倒角加工部位51的刀具路径生成进行说明。具体地说，倒角加工刀具路径生成部9，例如按照图10所示的流程图执行处理。图10是表示实施方式所涉及的倒角刀具路径生成处理的顺序的一个例子的流程图。

首先，从存储在加工区域形状生成部8中的倒角加工的加工单位中，读取加工信息(步骤S301)。具体地说，是针对每个加工单位所存储的在倒角加工中使用的刀具的信息、实施倒角加工的部位的形状信息、加工条件、倒角形状的图案以及参数等。

然后，对读取出的加工信息中的基于倒角加工部位形状数据和倒角形状图案而定义的倒角加工后的倒角加工面形状是否不正确进行判断(步骤S302)。在判断为对于作为对象的形状部位，倒角加工形状生成不正确的情况(在步骤S302中为Yes的情况)下，退出与读取出的加工单位有关的倒角加工路径生成处理，并向操作者显示警告(步骤S351)，处理结束。

在倒角加工形状的生成正确的情况(在步骤S302中为No的情况)下，对通过与图2所示的流程图中的步骤S215相当的倒角加工部位形状数据提取处理而提取出的边缘Ek(k＝0、1、…，N-1)(N为边缘的总数)进行读取(步骤S303)。在此，为了对读取出的边缘Ek依次进行处理，设定为k＝0(步骤S311)。并且，对k是否比N小进行判定(步骤S312)。

在满足k<N的情况(在步骤S312中为Yes的情况)下，对于读取出的边缘Ek求出成为刀具路径的基准的基准点序列(步骤S321)。根据边缘求出基准点的方法存在多种，但在本实施方式中，如果边缘是直线，则将其端点设为基准点，如果边缘是曲线，则将以进行直线近似的方式将边缘分割所得到的点设为基准点。作为基准点的求法的一个例子，例如如专利文献1中所详述那样，能够将作为对象的以3维表示的边缘转印至某平面，并对于转印所形成的2维边缘进行分割，将与这些分割点对应的原来的3维边缘上的点设为基准点。此时，根据分割方法的不同，有时在2维上的分割点的间隙中产生疏密，因此，在该情况下，对分割点进行修正以使得分割点间隙变得适当。由此，在分割点为M个的情况下，将这些分割点设为与边缘Ek相对应的基准点Pkm(m＝0、1、…、(M-1))。

图11和图12是对由自动编程装置所处理的加工部位的指定方法进行说明的图，图11是一般的加工部位的指定方法，(a)示出加工对象的俯视图，(b)示出侧视图。另外，图12是实施方式所涉及的加工部位的指定方法。在由一般的交互型的自动编程装置所处理的加工部位的指定方法中，由于加工部位的高度恒定，因此，只要针对指定出的加工部位的底面形状生成路径即可。例如，在利用槽加工对图11的形状进行加工的情况下，只要在与YZ平面平行的平面61上对期望的加工部位的底面形状62进行定义即可。

但是，由于如本实施方式这样的位于曲面部上的倒角加工的对象部位形状的高度不恒定，因此，会发生下述情况，即，通过如一般情况下的针对底面形状的路径，无法良好地进行加工。因此，将如图12所示这样指定出的底面形状62向圆柱面64上投影而得到的投影形状66设为加工对象部位形状。即，将向曲面形状投影加工部位的平面形状所形成的交线部分设为加工对象部位形状。该加工对象部位形状是与边缘相对应的。并且，求出与该交线部分的分割点(基准点)相对应的位置的坐标。由此，与求出曲面形状和曲面形状之间的交线的情况相比，能够大幅地削减计算量。此外，作为图12的情况的处理所需的数据，只要在与图11的数据相同的加工部位的底面形状的基础上得到在加工条件中所包含的刀具轴方向，便能够求出，因此不会对操作者造成负担。

然后，进行求出刀具一边实施倒角加工一边通过时的倒角加工刀具的基准位置的处理。在此，作为生成使用倒角加工刀具进行倒角加工的倒角加工路径的例子，对根据在将旋转轴设为C轴、在YZ方向上具有直线轴的机械加工的情况下的基准点Pkm，求出刀具基准位置Qkm的运算方法进行说明，其中，所述倒角加工刀具在图12中通过与材料形状的中心轴63平行的旋转轴、和与倒角加工部位51的底面形状62平行的直线轴的2轴方向的加工而进行倒角加工。通过作为刀具轴方向的高度方向和与刀具轴垂直的平面方向对刀具基准位置Qkm进行定位，通过倒角刀具进行的材料形状的加工由C轴的旋转量决定。另外，在此，假定进行使刀具基准位置Qkm的高度保持恒定的倒角加工。

首先，将从读取出的边缘Ek得到的分割点Pkm设为基准点，逐一读取每1点(步骤S322)。为了对读取出的基准点Pkm依次进行处理，将m设定为0(步骤S331)。然后，对m是否比M(分割点的总数)小进行判断(步骤S332)。

在m比M小的情况(在步骤S332中为Yes的情况)下，针对基准点Pkm进行用于生成刀具基准位置(刀具前端点)Qkm的运算(步骤S341)。图13是表示刀具基准位置的计算方法的顺序的一个例子的流程图。另外，图14～图16是对刀具基准位置的计算方法的顺序进行说明的图，图14是对与实施方式中的材料形状上的基准点相对应的切向量进行说明的图，图15是对与实施方式中的材料形状上的基准点相对应的切平面进行说明的图，图16是对与实施方式中的切向量相对应的偏移向量进行说明的图。

首先，如图14所示，求出从基准点序列生成部22获取的各基准点Pkm(m＝0、1、…、M-1)的切平面Fkm上的切向量Tkm(步骤S401)。在此，切平面Fkm是在基准点Pkm处与和中心轴63平行的圆柱面64接触的平面。具体情况如下，即，如图15(a)所示，将正好穿过基准点Pkm并与中心轴63平行的直线68作为基准，切开圆柱面64的侧面(图15(b))，并将其展开成为平面(图15(c))。图15(c)的形状67是将图15(a)的圆柱面64上的缘部形状65切开后而成的展开形状，也可以是在展开前后槽宽不同(dg<dg’)等、与展开前的形状不具有相似关系。

然后，如图15(c)、(d)所示，将相对于切平面Fkm定义在该切平面中的坐标系的坐标轴设为Z轴和S轴。切平面Fkm与Z轴平行，因此保持切开前的Z轴坐标值。

然后，如图16所示，求出在切平面Fkm上与切向量Tkm垂直的偏移向量Nkm(步骤S402)。偏移向量Nkm能够通过切平面Fkm的法线向量和切向量Tkm的向量积而求出。

然后，如下式(1)所示，利用在步骤S402中求出的偏移向量Nkm而使基准点Pkm偏移w，并对在切平面Fkm上的刀具基准位置Qkm的位置进行计算(步骤S403)。此外，关于偏移量w的计算方法在后面进行说明。

Qkm＝Pkm+w·Nkm…(1)

并且，求出设定为恒定的刀具基准位置Qkm的刀具轴方向的高度(步骤S404)。此外，关于该高度的计算方法也在后面进行说明。如上所述，刀具基准位置Qkm的位置以单值求出，处理返回至图10的步骤S333。

下面，示出具体的运算例。图17是对实施方式中的刀具前端点位置的运算方法进行说明的图，图18是对实施方式中的刀具前端高度的运算方法进行说明的图。如图17(a)所示，与在专利文献1中的基准点生成时的基准向量的计算方法相同地，通过在倒角加工部位51的缘部形状65的构成边缘中与基准点Pkm所属的边缘Ek相邻的第1加工面和第2加工面各自的法线向量的向量积，计算切向量Tkm(单位向量)。

在此，在材料形状的中心轴63上设定XYZ坐标的原点O，在切平面Fkm上设定ZS坐标的原点。其中，以使XYZ坐标和ZS坐标的Z轴方向以及Z＝0的点这两者一致的方式进行设定。

Pkm(x，y，z)＝(px，py，pz)

Tkm(x，y，z)＝(tx，ty，tz)

Tkm(z，s)＝(dz，ds)

在设为R：材料形状的半径时，如果将z0、s0分别设为Z轴、S轴的方向向量(单位向量)，则成为

s0＝(-py/R，px/R，0.0)

z0＝(0.0，0.0，0，1.0)

因此，得到

dz＝vz

ds＝(px·ty-py·tx)/R

由此，由Tkm⊥Nkm得到

Nkm(z，s)＝(-ds，dz)

并且，如果将为了运算而定义出的ZS坐标系变换为作为直线轴(距离)和旋转轴(角度)的坐标系的ZC坐标系，则偏移向量Nkm和基准点Pkm分别由下式(2)、(3)表示。

Nkm(z，c)＝(-ds，dz/R)…(2)

Pkm(z，c)＝(pz，asin(py/R))…(3)

然后，求出偏移量w和刀具基准位置Qkm的高度。图18(a)是表示针对实施在圆柱面上所形成的倒角加工部位51的缘部形状65，由倒角加工刀具69进行了倒角量c的倒角加工时的状况的图。在此，原则上点Wkm是倒角加工刀具69的刀刃长度的中心穿过的点，且是倒角宽度的中心。

图18(b)是简单地表示(a)的状态的示意图，将与缘部形状65相邻的加工面之间的角度认为恒定(直角)。图18(c)是在本实施方式中使用的倒角加工刀具69的说明图，是小径为d2，大径为d1，锥形半角为α的刀具。

在本实施方式中，在计算偏移量w和刀具基准位置Qkm的高度时，基本上通过近似计算对图18(b)进行计算。根据图18，分别如下式(4)、(5)所示，得到偏移量w、和从刀具基准位置Qkm向圆柱面引出的垂线的长度h。

w＝0.25·(d1+d2)-0.5·c…(4)

h＝0.25·(d1-d2)/tanα+0.5·c…(5)

由此，通过将(2)式～(4)式代入(1)式，从而能够求出刀具基准位置Qkm。另外，使用(5)式，如下式(6)所示，得到刀具基准位置Qkm(z，c)的高度。其结果，能够以单值计算刀具基准位置Qkm(z，c)。

R-h＝R-0.25·(d1-d2)/tanα+0.5·c…(6)

此外，在利用通过在本实施方式中所使用的近似的运算而计算出的加工路径得到的倒角加工结果中，倒角宽度始终不恒定。但是，倒角加工在大部分的情况下，只要能够将角去除并提高安全性即可，只要处在一定程度的容许范围内，则经常不期望更高的精度，因此，在本实施方式中使用的方法是有效的，也有助于减轻计算负荷。

另外，在本实施方式中，将由(4)式和(5)式得到的偏移量w和刀具基准位置Qkm的高度h设为恒定而计算出刀具基准位置Qkm，但通过对w和h的值进行控制，从而也能够生成倒角宽度更均匀地接近的倒角加工路径。

如上所述，在生成将基准点Pkm作为基准的刀具基准位置Qkm后，返回图10，设为m＝m+1(步骤S333)，并返回至步骤S332。并且，在m比M小时(在步骤S332中为Yes的情况下)，执行步骤S341的处理。即，在提取出的边缘Ek中，针对全部基准点Pkm，求出刀具基准位置Qkm。

另外，在m大于或等于M的情况(在步骤S332中为No的情况)下，设为k＝k+1(步骤S313)，处理返回至S312。在步骤S312中k+1比N小的情况下，对于下一个边缘Ek+1进行基准点序列的生成、和进行与各基准点相对应的刀具基准位置的生成处理。并且，在步骤S312中未满足k<N的情况(在步骤S312中为No的情况)下，倒角加工刀具路径的生成结束，处理返回至图2所示的流程图的步骤S217。

在本实施方式中，在针对在具有曲面形状的材料形状的表面上定义出的加工区域形状、和材料形状的边界部，实施倒角加工的情况下，生成实现倒角加工的加工路径，其中，该倒角加工是通过与材料形状的中心轴平行的旋转轴和与加工区域形状的底面平行的直线轴的2轴方向的加工而进行的。由此，在针对曲面的倒角加工中，具有如下效果，即，即使通过旋转轴和直线轴的2轴加工，也能够进行大致相同的倒角宽度的倒角加工。另外，在求出基准点Pkm的坐标时，使用将由加工部位的平面构成的底面形状向由曲面构成的材料表面上进行投影而成的加工对象部位形状。由此，具有如下效果，即，与包含曲面在内的形状彼此的交叉部分的生成运算相比，能够简单地得到加工对象部位形状。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的自动编程装置在通过旋转轴和直线轴的2轴而实施针对曲面的倒角加工的情况下是有效的。

标号的说明

1 材料形状数据输入部，2 加工单位数据输入部，3 加工程序存储部，4 加工后材料形状生成部，5 相关加工单位数据提取部，6加工程序解析部，7 刀具路径生成部，8 加工区域形状生成部，9 倒角加工刀具路径生成部，10 控制指令生成部，21 倒角加工面定义部，22 基准点序列生成部，23 刀具基准位置生成部。

Claims (6)

1.一种自动编程装置，其基于用于针对材料形状进行局部的加工的加工单位数据，生成控制指令数据，

该自动编程装置的特征在于，具有：

加工区域形状生成部，其生成加工区域形状数据，该加工区域形状数据是根据所述加工单位数据而进行加工的加工区域形状；以及

倒角加工刀具路径生成部，其在所述加工区域形状为倒角加工的对象部位的情况下，根据包含所述加工区域形状数据、使用刀具数据以及加工条件数据在内的倒角加工数据，生成用于倒角加工的倒角加工刀具路径数据，

所述倒角加工刀具路径生成部，在针对在作为所述材料形状的曲面上定义出的所述加工区域形状和所述材料形状之间的边界部实施倒角加工时，作为所述倒角加工刀具路径数据而生成如下加工路径，该加工路径通过与所述材料形状的中心轴平行的旋转轴、和与所述加工区域形状的底面平行的直线轴这2轴方向的加工而实现倒角加工。

2.根据权利要求1所述的自动编程装置，其特征在于，

所述倒角加工刀具路径生成部具有：

倒角加工面定义部，其基于预先存储的所述加工区域形状数据以及所述加工条件数据，针对所述倒角加工的对象部位的形状，生成对所述倒角加工后的倒角加工面进行定义的倒角加工面形状数据；

基准点序列生成部，其基于所述倒角加工数据而生成基准点序列，该基准点序列成为用于生成所述倒角加工刀具路径数据的基准；以及

刀具基准位置生成部，其针对所述基准点序列的各个基准点和所述倒角加工面，生成在倒角加工刀具一边通过所述旋转轴和所述直线轴的2轴方向的加工实施倒角加工一边通过时的所述倒角加工刀具的基准位置。

3.根据权利要求2所述的自动编程装置，其特征在于，

所述加工区域形状是由包含在平面上无法进行定义的曲线在内的形状要素构成的区域形状，所述倒角加工面定义部具有平面形状定义部和曲面形状定义部，平面形状定义部在任意平面上对形状进行定义，曲面形状定义部在空间上对形状进行定义，

所述基准点序列生成部将交线设为加工对象部位形状，使用所述加工对象部位形状而生成所述基准点序列，其中，所述交线是将由所述平面形状定义部定义的所述平面形状向由所述曲面形状定义部定义的所述曲面形状进行投影而得到的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动编程装置，其特征在于，

所述加工区域形状是在所述材料形状的表面上定义出的槽或孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动编程装置，其特征在于，

所述材料形状具有圆柱状，

所述旋转轴是与将所述圆柱状的形状的2个底面进行连结的线平行的轴，

所述直线轴是与所述倒角加工的对象部位的由所述平面形状定义部定义的所述平面形状平行的轴。

6.一种自动编程方法，其用于基于针对材料形状进行局部的加工的加工单位数据，生成控制指令数据，

该自动编程方法的特征在于，包含：

加工区域形状生成工序，在该工序中，生成加工区域形状数据，该加工区域形状数据是根据所述加工单位数据而进行加工的加工区域形状；以及

倒角加工刀具路径生成工序，在该工序中，在所述加工区域形状为倒角加工的对象部位的情况下，根据包含所述加工区域形状数据、使用刀具数据以及加工条件数据在内的倒角加工数据，生成用于倒角加工的倒角加工刀具路径数据，

所述倒角加工刀具路径生成工序，在该工序中，在针对在作为所述材料形状的曲面上定义出的所述加工区域形状和所述材料形状之间的边界部实施倒角加工时，作为所述倒角加工刀具路径数据而生成如下加工路径，该加工路径通过与所述材料形状的中心轴平行的旋转轴、和与所述加工区域形状的底面平行的直线轴这2轴方向的加工而实现倒角加工。