JP2000163110A - 工具経路生成方法および工具経路生成プログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＣ制御において工具の移動速度低下が抑制
される工具経路の生成方法を提供する。 【解決手段】 判定手段７４（判定工程）により工具経
路ＣＰのうちの回転切削工具２６がワーク１４を切削し
ない非切削部（非切削交線Ｌnc）であることが判定され
ると、減速抑制処理手段７６（減速抑制処理工程）によ
り、上記工具経路ＣＰのうち上記判定手段７４によりワ
ーク１４を切削しないと判定された非切削部が、ＮＣ制
御において回転切削工具２６の減速が抑制される工具経
路に修正されることから、ＮＣ制御による加工に際して
回転切削工具２６の速度の低下が好適に防止されるの
で、ＮＣ制御による加工能率が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工部材の表面
形状を工具を用いて加工するためにＮＣ制御される工具
の基準点の移動軌跡となるべき工具経路を生成する工具
経路生成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被加工部材すなわちワークの表面形状を
工具を用いて加工が行われる場合が多い。たとえば、回
転切削工具を曲線列或いは離散点列を用いて予め設定し
た工具経路ＣＰ（Cutter Path ）に沿って順次位置決め
しつつ移動させてワークを切削するＮＣ盤がそれであ
る。このＮＣ盤において用いられる加工データは、たと
えば、所謂ＣＡＤ工程において設計されたソリッドモデ
ル或いはサーフェスモデルを表すワーク形状データが、
所謂ＣＡＭ工程において、回転切削工具の基準点を通過
させるべき互いに並行した複数本の工具経路ＣＰに変換
されるとともに、その工具経路ＣＰ上にそれぞれ所定間
隔で決定された多数の工具通過点ＣＬ（Cutter Locatio
n ）からなる点列データを含むＮＣデータから構成され
る。上記工具経路ＣＰおよび工具通過点ＣＬは、工具の
基準点の移動軌跡となる目標移動位置決め線およびその
目標移動位置決め線上に離散的に位置する工具位置決め
点である。

【０００３】上記回転切削工具の基準点は、たとえばボ
ールエンドミルではその先端部切刃の回転軌跡である球
面の中心であり、上記工具経路ＣＰは、ワークの目標加
工表面から回転切削工具のアプローチ側（目標加工面の
法線方向）に刃先から基準点（刃先の曲率中心）までの
量をオフセットさせたオフセット面（第１工具移動拘束
面）と、目標加工面の略法線方向の面であって作業者か
らの設定値に基づいて回転切削工具の送り量と等しい距
離だけ離隔して互いに重なるように並んだ複数枚の第２
工具移動拘束面との交線として決定（定義）される。た
とえば、特開平１０−６９３１１号公報に記載されてい
る工具経路生成方法がそれである。

【０００４】上記ＮＣ盤では、上記回転切削工具の基準
点が上記工具経路ＣＰ上の工具通過点に逐次位置決めさ
れることにより、その回転切削工具によってワークに所
定の目標加工面が加工されるが、回転切削工具の移動速
度は、位置決め精度或いは加工精度を高めるなどを目的
として、上記工具経路ＣＰの曲率半径が小さくなる程、
またその工具経路ＣＰ上の工具通過点の間隔（１ブロッ
クの間隔）が微小となる程減速させられるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にして決定された工具経路ＣＰには、回転切削工具はワ
ークを切削する領域となる切削部だけでなく、ワークの
角或いは稜線に接触しているだけの非切削部（すなわち
工具がワークに接触するだけの接触部）が含まれてお
り、その非切削部では、ＮＣ制御により位置決めされる
回転切削工具の減速を誘発するような、経路の方向や曲
率などにおいて不連続経路となり易く、加工能率が低下
するという不都合があった。たとえば、上記工具経路Ｃ
Ｐの非切削部は、目標加工面の角（稜）を曲率中心とし
且つ前記回転切削工具の刃先から基準点までのオフセッ
ト量を半径とする円筒面が第１工具移動拘束面とされ、
それと前記第２工具移動拘束面との交線として決定され
るが、その円筒面と前記オフセット面との間の僅かなず
れ（不一致）により工具経路に折れが発生すると、ＮＣ
制御ではその折れの部分において回転切削工具の移動速
度が減速させられる場合がある。また、上記非切削部の
重複区間において重複する部分のうちの外側に位置する
側を採用する干渉除去処理が行われると、その処理後の
非切削部に曲率半径の小さな部分が生じて工具通過点の
間隔が微小となる部分が発生し、ＮＣ制御ではその工具
通過点の微小間隔部分において通信容量或いは処理容量
が飽和して回転切削工具の移動速度が減速させられる場
合がある。

【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、ＮＣ制御におい
て工具の移動速度低下が抑制される工具経路の生成方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、(a) 被加工材を所定
の表面形状に加工するためにＮＣ制御される工具の基準
点の移動軌跡となるべき工具経路を決定する工具経路生
成方法であって、(b) ワーク形状データおよび工具寸法
から工具経路を離散点列或いは曲線列により決定する工
具経路決定工程と、(c) その工具経路決定工程により決
定された工具経路のうち前記工具が前記被加工材を切削
する切削部であるか或いはその工具がその被加工材を切
削しない非切削部であるかを判定する判定工程と、(d)
前記工具経路のうちその判定工程により前記被加工材を
切削しないと判定された非切削部を、前記ＮＣ制御にお
いて工具の減速が抑制される工具経路すなわち曲線経路
に修正する減速抑制処理工程とを、含むことにある。

【０００８】

【発明の効果】このようにすれば、判定工程により、前
記工具経路決定工程により決定された工具経路のうち前
記工具が前記被加工材を切削しない非切削部であること
が判定されると、減速抑制処理工程により、前記工具経
路のうち上記判定工程により前記被加工材を切削しない
と判定された非切削部が、前記ＮＣ制御において工具の
減速が抑制される工具経路に修正される。このように、
工具経路のうちの非切削部が工具の減速が抑制される工
具経路に修正されるため、ＮＣ制御による加工に際して
工具速度の低下が好適に防止されるので、ＮＣ制御によ
る加工能率が高められる。また、工具経路のうちの非切
削部だけが修正され、接触部は修正されないので、デー
タ修正に関連して目標加工面に関連するデータが損なわ
れることが回避される。

【０００９】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記工具経路決
定工程は、前記被加工部材の稜線を挟む１対の加工面か
ら前記工具の切刃と基準点との間の距離であるオフセッ
ト値だけ外側へオフセットした１対のオフセット面とそ
の加工面の略法線方向の面であって作業者からの設定値
に基づいて回転切削工具の送り量たとえば工具径方向の
ピッチ量と等しい距離だけ離隔して互いに重なるように
並んだ複数枚の工具移動拘束面との交線である切削交線
を前記工具経路の切削部として決定し、上記稜線を中心
とし且つ上記オフセット値を半径とする円筒面と上記工
具移動拘束面との交線である被切削交線を前記工具経路
の被切削部として決定するものである一方、前記減速抑
制処理工程は、非切削交線の両側に接続された１対の切
削交線の端部の接線よりもその非切削交線の端部の１対
の接線が内側に位置しているか否かを判定する接線位置
判定手段と、その接線位置判定手段により上記非切削交
線の両側に接続された１対の切削交線の端部の接線より
もその非切削交線の端部の１対の接線が共に内側に位置
していると判定された場合には、上記非切削交線に代え
て、上記１対の切削交線の両端部に接線方向に連続する
接連続曲線を発生させる接連続曲線発生工程とを含むも
のである。このようにすれば、１対の切削交線の端部と
非切削交線との間が接線方向に滑らかにそれぞれ接続さ
れてその部分の曲率半径が大きくされることにより工具
経路の非切削部が修正されるため、ＮＣ制御による加工
に際しては、工具の減速が抑制されて加工能率が高めら
れる。

【００１０】また、好適には、前記接連続曲線発生工程
は、前記接線位置判定手段により前記非切削交線の１対
の端部の接線の一方のみが上記切削交線の端部の接線よ
りも内側に位置していると判定された場合には、その非
切削交線の一方の端部が接続される側の切削交線の端部
に接連続する接連続曲線を発生させるものである。この
ようにすれば、非切削交線の一方の端部とそれに接続さ
れる一方の切削交線の端部との間が接線方向に滑らかに
接続されてその部分の曲率半径が大きくされることによ
り工具経路の非切削部が修正されるため、ＮＣ制御によ
る加工に際しては、工具の減速が抑制されて加工能率が
高められる。

【００１１】また、好適には、前記減速抑制処理工程
は、上記切削交線に挟まれた非切削交線の長さが予め設
定された長さ判断基準値より小さいか否かを判定する長
さ判定工程と、上記非切削交線の両側に接続された１対
の切削交線の端部の接線の相互角度が予め設定された角
度判断基準値より小さいか否かを判定する角度判定工程
と、その長さ判定工程により非切削交線の長さが予め設
定された判断基準値より小さいと判定され且つ角度判定
工程により上記非切削交線の両側に接続された１対の切
削交線の端部の接線の相互角度が予め設定された角度判
断基準値より小さいと判定された場合には、上記非切削
交線の中点をその非切削交線の両側の切削交線の端点と
する中点ブレンド処理工程と、その中点ブレンド処理工
程により上記非切削交線の中点がその非切削交線の両側
の切削交線の端点とされることにより発生する工具経路
の変形量が予め設定された変形量判断基準値を越えたか
否かを判定する工具経路変形量判定工程と、この工具経
路変形量判定工程により工具経路の変形量が予め設定さ
れた変形量判断基準値を越えたと判定されない場合には
上記中点ブレンド処理工程により生成された工具経路を
採用することを許容するが、上記工具経路変形量判定工
程により工具経路の変形量が予め設定された変形量判断
基準値を越えたと判定された場合には、前記中点ブレン
ド処理工程により生成された工具経路の使用を中止する
ブレンド処理中止工程とをさらに含むものである。この
ようにすれば、中点ブレンド処理工程により、非切削交
線の中点がその非切削交線の両側の切削交線の端点とさ
れることからその非切削交線が除去されるので、非切削
交線と切削交線との間の接続点の曲率半径が小さくなる
部分が解消されるとともに、非切削交線と切削交線との
間の接続点に設けられる工具通過点の数が減少させられ
るので、ＮＣ制御による加工に際しては、工具の減速が
抑制されて加工能率が高められる。また、上記工具経路
変形量判定工程により工具経路の変形量が予め設定され
た変形量判断基準値を越えたと判定された場合には、ブ
レンド処理中止工程により、前記ブレンド曲線生成工程
により生成されたブレンド曲線すなわち工具経路の使用
が中止されるので、加工精度が損なわれない。

【００１２】また、好適には、前記減速抑制処理工程
は、上記長さ判定工程により非切削交線の長さが予め設
定された判断基準値より小さいと判定され且つ角度判定
工程により上記非切削交線の両側に接続された１対の切
削交線の端部の接線の相互角度が予め設定された角度判
断基準値より小さくないと判定された場合には、上記非
切削交線の両側の切削交線上に求めた端点を持つブレン
ド曲線を生成するブレンド曲線生成工程と、そのブレン
ド曲線生成工程により生成されたブレンド曲線が非切削
交線に代えて上記１対の切削交線の間に用いられること
により発生する工具経路の変形量が予め設定された変形
量判断基準値を越えたか否かを判定する工具経路変形量
判定工程と、この工具経路変形量判定工程により工具経
路の変形量が予め設定された変形量判断基準値を越えた
と判定されない場合には上記ブレンド曲線生成工程によ
り生成されたブレンド曲線を工具経路に採用することを
許容するが、上記工具経路変形量判定工程により工具経
路の変形量が予め設定された変形量判断基準値を越えた
と判定された場合には、前記ブレンド曲線生成工程によ
り生成されたブレンド曲線の使用を中止するブレンド処
理中止工程とをさらに含むものである。このようにすれ
ば、長さ判定工程により非切削交線の長さが予め設定さ
れた判断基準値より小さいと判定され且つ角度判定工程
により上記１対の切削交線の端部の接線の相互角度が予
め設定された角度判断基準値より小さくないと判定され
た場合には、ブレンド曲線生成工程により、上記非切削
交線の両側の切削交線上に求めた端点を持つブレンド曲
線すなわち工具経路が生成されることから、非切削交線
と切削交線との間の接続点の曲率半径が大きくされるの
で、ＮＣ制御による加工に際しては、工具の減速が抑制
されて加工能率が高められる。また、上記工具経路変形
量判定工程により工具経路の変形量が予め設定された変
形量判断基準値を越えたと判定された場合には、ブレン
ド処理中止工程により、前記ブレンド曲線生成工程によ
り生成されたブレンド曲線すなわち工具経路の使用が中
止されるので、加工精度が損なわれない。

【００１３】また、好適には、前記工具経路は、前記ワ
ークにおいて稜線を挟む１対の目標加工面に対応する１
対のオフセット面の互いに隣合う端縁から接連続となる
ようにそれぞれ形成された上記稜線を中心とする１対の
円筒面と前記第２工具移動拘束面との交線として定義さ
れるものであり、互いに重なるそれら１対の円筒面上の
非切削交線のうち外側の部分を選択して非切削交線とす
る干渉除去工程が設けられる。このようにすれば、ワー
クを削り過ぎることのない１本の非切削交線が設定され
る。

【００１４】また、好適には、前記減速抑制処理工程
は、上記互いに重なりあうそれら１対の円筒面上の１対
の非切削交線が略１本の曲線として相互に重なりあって
いる場合には、それら１対の非切削交線の一方を非切削
交線として設定するものである。このようにすれば、前
記１対の非切削交線が干渉除去工程により処理される場
合に比較して、非切削交線が滑らかとなるので、ＮＣ制
御による加工に際しては、工具の減速が抑制されて加工
能率が高められる。

【００１５】また、好適には、工具経路ＣＰが略直線上
に位置する切削交線および非切削交線から構成され、且
つその非切削交線の長さが微小である場合には、それら
切削交線および非切削交線を１本の切削交線により置き
換えるものである。このようにすれば、非切削交線と切
削交線との間の接続点に設けられる工具通過点が減少さ
せられるので、ＮＣ制御による加工に際しては、工具の
減速が抑制されて加工能率が高められる。

【００１６】また、好適には、上記各発明の工具経路生
成方法を実行するためのプログラムが記録されているコ
ンピュータ読み取り可能な工具経路生成プログラム記録
媒体が提供される。このような工具経路生成プログラム
記録媒体を用いれば、上記各発明の工具経路生成方法を
好適に実施できる。

【００１７】また、好適には、前記課題を解決するため
の発明を好適に実施するための工具経路生成装置の要旨
とするところは、被加工材を所定の表面形状に加工する
ためにＮＣ制御される工具の基準点の移動軌跡となるべ
き工具経路を決定する工具経路生成装置であって、前記
ワーク形状データおよび工具寸法から工具経路を離散点
列或いは曲線列により決定する工具経路決定手段と、そ
の工具経路決定手段により決定された工具経路のうち前
記工具が前記被加工材を切削する切削部であるか或いは
その工具が被加工材を切削しない非切削部であるかを判
定する判定手段と、前記工具経路のうちその判定手段に
より前記被加工材を切削しないと判定された非切削部
を、前記ＮＣ制御において工具の減速が抑制される曲線
すなわち工具経路に修正する減速抑制処理手段とを、含
むことにある。このようにすれば、前記発明と同様の効
果が得られる。

【００１８】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例の工具経路生成
方法を実施するための工具経路生成装置を含むＮＣデー
タ作成および利用工程を説明する図である。図１におい
て、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）工程では、ＣＡ
Ｄプログラムが搭載されたＣＡＤ用コンピュータ１２が
用いられ、作業者の操作に従ってモデリング処理が行わ
れることにより、ワーク１４がその目標曲面形状を有す
るソリッドモデル或いはサーフェスモデルの形態で設計
される。この設計されたソリッドモデル或いはサーフェ
スモデルを表すワーク形状データは、その外部記憶装置
１６に記憶される。

【００２０】ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）
工程では、外部記憶装置１８を備え且つＣＡＭプログラ
ムが搭載されたＣＡＭ用コンピュータ２０が用いられ、
上記ＣＡＤ用コンピュータ１２から直接的に或いは記憶
媒体を介して間接的に入力されたワーク形状データから
工具経路ＣＰ（Cutter Path ）を生成する工具経路演
算、工具経路ＣＰから離散点列データを発生するＣＬ
（cutter location ）演算、およびその離散点列データ
からＮＣデータを発生するポスト演算が実行され、それ
ら工具経路データ、離散点列データ、およびＮＣデータ
がその外部記憶装置１８に記憶される。上記ＮＣデータ
には、回転切削工具２６を通過させる多数の工具通過点
により構成される点列を規定する点列データだけでな
く、工具通過点間の隙間を直線或いは曲線で補間するこ
とを規定する補間条件規定データが含まれる。上記ＣＡ
Ｍ用コンピュータ２０は、離散点列データを算出するこ
とから、点列発生装置としても機能している。

【００２１】ＮＣ加工工程では、ＤＮＣ（Direct Numer
ical Cntrol ）コンピュータ２２、ＣＮＣ制御装置２
４、それによりたとえばボールエンドミルのような回転
切削工具２６のワーク１４に対する相対位置が制御され
る切削加工機２８が用いられる。上記ＤＮＣコンピュー
タ２２およびＣＮＣ制御装置２４では、予め記憶された
関係から、上記ＣＡＭ用コンピュータ２０から直接的に
或いは記憶媒体を介して間接的に入力されたＮＣデータ
に基づいて、回転切削工具２６の位置や移動速度を制御
するためのデータが算出される。このデータは、各工具
通過点毎にその位置を表すＸＹＺ座標位置と工具移動速
度を表す値とを含む１組のデータの連なりであって、工
具経路ＣＰにおける曲率半径が小さくなるほど、またそ
の工具経路ＣＰに沿って決定される工具通過点間隔が短
くなるほど、回転切削工具２６の移動速度が小さくされ
る。

【００２２】上記の関係は、たとえば工具経路ＣＰの曲
率半径に応じて回転切削工具２６の追従遅れによる加工
精度の低下を生じないように回転切削工具２６の合成移
動速度を決定するという第１の条件、上記ＤＮＣコンピ
ュータ２２およびＣＮＣ制御装置２４の演算処理能力を
考慮して回転切削工具２６の合成移動速度を決定すると
いう第２の条件、回転切削工具２６の各移動速度成分の
ブロック間速度差が許容速度差を越えないように回転切
削工具２６の合成移動速度を決定するという第３の条
件、作業者により指令された速度指令値を越えないよう
に回転切削工具２６の合成移動速度を決定するという第
４の条件をそれぞれ満足するように予め求められたもの
である。上記ＤＮＣコンピュータ２２およびＣＮＣ制御
装置２４により回転切削工具２６の位置や移動速度を制
御するためのデータが算出され且つ出力されるに従っ
て、回転切削工具２４がその軸まわりに回転させられつ
つワーク１４に対して相対移動させられることによりワ
ーク１４が切削されることにより、そのワーク１４には
前記ＣＡＤ工程で設計された目標曲面形状が形成され
る。

【００２３】たとえば、上記切削加工機２８においてワ
ーク１４の表面たとえば１対の目標加工表面５０、５２
が加工されるに際しては、図２に示すように、回転切削
工具２６は、その基準点（ボールエンドミルの場合には
先端切刃の回転軌跡である半球面の中心点）Ｅがａ点か
らｂ点、ｃ点、ｄ点を経てｅ点にまで工具経路ＣＰに沿
うように移動させられる。次いで、図２の紙面に直角な
方向に予め設定された送り量すなわち工具径方向のピッ
チ量だけずらされた後、回転切削工具２６は、その基準
点Ｅがｅ点からｄ点、ｃ点、ｂ点を経てａ点にまで工具
経路ＣＰに沿うように移動させられる。そして、その往
復移動が繰り返される。図２の破線に示される面は、上
記回転切削工具２６の先端切刃から基準点までの距離す
なわちオフセット値Ｆだけ上記目標加工表面５０、５２
から離隔して位置している。

【００２４】図３は、工具経路生成装置としても機能す
る上記ＣＡＭ用コンピュータ２０の構成を説明する図で
ある。図３において、プロセッサ（演算処理装置）３２
は、予め記憶されたプログラムに従って入力信号を演算
処理するものであって、このプロセッサ３２には、作業
者により操作される入力操作キーボード３４、ＣＡＤ用
コンピュータ１２などに通信回線を介して接続される入
力インターフェース３６、入力されたワーク形状デー
タ、演算結果である工具経路データ、離散点列データ、
ＮＣデータを記憶するための外部記憶装置３８、記号或
いは画像を表示する表示装置４０、ＤＮＣコンピュータ
２２などに通信回線を介して接続される出力インターフ
ェース４２、磁気テープ、フロッピディスク、光ディス
クなどのコンピュータにより書込み読出し可能な記録媒
体４４に記録させる記録装置４６がデータバスを介して
接続されている。

【００２５】図４は、上記ＣＡＭ用コンピュータ２０す
なわちプロセッサ３２の制御機能の要部を説明する機能
ブロック線図である。工具経路決定手段６６は、ＣＡＤ
用コンピュータ１２により作成されたワーク形状データ
から、たとえば図５に示すように、そのワーク形状デー
タにより表されるワーク１４の表面すなわち１対の目標
加工表面５０、５２から回転切削工具２６のアプローチ
側に上記オフセット値Ｆだけ外側へオフセットした１対
のオフセット面５４、５６とワーク１４においてそれら
１対のオフセット面５４、５６の間に位置する稜線５８
を中心とする円筒面であってそれら１対のオフセット面
５４、５６の端縁間を滑らかに連結するスイープ面６０
とから成る第１工具移動拘束面６２と、上記目標加工表
面５０、５２の略法線方向に位置する面であって作業者
からの設定値に基づいて回転切削工具２６の送り量すな
わち工具径方向のピッチ量と等しい距離だけ離隔して互
いに重なるように並んだ複数枚（図５では１枚だけ示さ
れている）の第２工具移動拘束面６４とをそれぞれ算出
するとともに、それら第１工具移動拘束面６２と第２工
具移動拘束面６４との交線である工具経路ＣＰを算出す
る。また、この段階では、たとえば図１５に示すよう
に、デジタル処理であることなどに起因して、加工面５
０からオフセットさせられたオフセット面５４とその加
工面５０の稜線５８を中心とした円筒面であるスイープ
面６０との接続部分の段差によって、工具経路ＣＰを構
成する切削交線Ｌctと非切削交線Ｌncとの間に曲率半径
の小さな部分が形成される場合があった。

【００２６】上記工具経路ＣＰは、図２の破線に対応す
るものであり、回転切削工具２６がワーク１４を切削し
て目標加工表面５０、５２を形成するためにオフセット
面５４、５６上に位置してその目標加工表面５０、５２
に沿って並行する１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct
₂ と、回転切削工具２６がワーク１４の稜線５８に接触
した状態で移動するために スイープ面６０上に位置す
る非切削交線（接触交線）Ｌncとの連なりにより構成さ
れている。上記図２および図５では、単純化された例が
示されているが、一般には、オフセット面が、ワーク１
４の表面形状に現れる折れ線（稜線および谷線）により
分割された複数の単位曲面毎からオフセット値Ｆだけ外
側へオフセットした複数のオフセット面が存在し、上記
工具経路ＣＰは、それら複数のオフセット面上の切削交
線Ｌctおよび非切削交線（接触交線）Ｌncの連なりから
構成されている。また、上記単位曲面に対応する切削交
線Ｌctは、１つの曲線式（たとえばベジェ曲線式）で表
現される所定長の複数本のセグメント（線分）Ｓにより
それぞれ構成されることにより、上記工具経路ＣＰは、
複数の曲線式により表される複数の曲線の連なりすなわ
ち曲線列により表現される。しかし、その工具経路ＣＰ
は、それら複数の曲線に沿って離散的に決定された離散
点列から構成されてもよい。この離散点列は、上記各セ
グメントの接続点であってもよいし、そのセグメントに
沿って求められる後述の工具通過点であってもよい。

【００２７】干渉除去手段７０は、ワーク１４において
稜線５８を挟む１対の目標加工面５０、５２に対応する
１対のオフセット面５４、５６の互いに隣合う端縁から
それぞれ接連続曲線（接線方向に連続する曲線）となる
ようにそれぞれ形成された上記稜線５８を中心とする１
対のスイープ面（円筒面）６０₁ および６０₂ が相互に
一致せず、それらのスイープ面６０₁ および６０₂ と第
２工具移動拘束面６４との交線として定義される非切削
交線Ｌnc₁ およびＬnc₂ が、図６(a) に示すように相互
に交差した状態で重なる場合に、それら１対の非切削交
線Ｌnc₁ およびＬnc₂ のうちの外側（図６の上側）の部
分を選択することにより合成された非切削交線Ｌncとす
る。図６(b) の非切削交線Ｌncはこの状態を示してお
り、ノッチ（切痕）７２が形成されている。なお、図６
の黒点は上記切削交線Ｌctおよび非切削交線Ｌncの端点
をそれぞれ示すためのものである。

【００２８】判定手段７４は、上記工具経路決定手段６
６により決定された工具経路ＣＰのうち回転切削工具２
６がワーク１４を切削する切削部となる切削交線Ｌctで
あるか或いはその回転切削工具２６がワーク１４を切削
しない非切削部となる非切削交線Ｌncであるかを、たと
えば工具経路データにおいて各切削交線Ｌct毎に付され
た符号が存在するか否かに基づいて判定する。工具経路
ＣＰのうちその判定手段７４により切削交線Ｌctである
と判定された部分は、減速抑制処理手段７６による減速
抑制処理を受けることなく後述の点列決定手段７８およ
び工具点列発生手段８０により工具通過点の点列が決定
される。しかし、工具経路ＣＰのうちその判定手段７４
により非切削交線Ｌncであると判定された部分は、上記
減速抑制処理手段７６による減速抑制処理を受けた後、
上記点列間隔決定手段７８および工具点列発生手段８０
により工具通過点の点列が決定される。

【００２９】減速抑制処理手段７６は、上記工具経路Ｃ
Ｐのうちその判定手段７４により非切削交線Ｌncである
と判定された部分を、前記ＮＣ加工工程において回転切
削工具２６の減速が抑制される曲線に修正する。この減
速抑制処理手段７６には、非切削交線重なり判定手段９
０、非切削交線一本化処理手段９２、切削交線重なり判
定手段９４、切削交線一本化処理手段９６、長さ判定手
段９８、接線位置判定手段１００、接連続曲線発生手段
１０２、角度判定手段１０４、中点ブレンド処理手段１
０６、ブレンド曲線生成手段１０８、工具経路変形量判
定手段１１０、ブレンド処理中止手段１１２が設けられ
ている。

【００３０】上記非切削交線重なり判定手段９０は、た
とえば１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の間におい
て、相互に交差した状態で重なる非切削交線Ｌnc₁ およ
びＬnc ₂ から干渉除去手段７０によりそれらのうちの外
側の部分を選択することにより合成された非切削交線Ｌ
ncにおいて、合成前の上記相互に交差した状態で重なる
非切削交線Ｌnc₁ およびＬnc₂ が略１本の曲線として相
互に重なりあっているか否かを判定する。上記非切削交
線一本化処理手段９２は、上記非切削交線重なり判定手
段９０により合成前の上記相互に交差した状態で重なる
非切削交線Ｌnc₁およびＬnc₂ が略１本の曲線として相
互に重なりあっていると判定された場合には、それら１
対の非切削交線の一方を非切削交線Ｌncとして一本化し
設定する。これにより、たとえば図６の(c) に示すよう
に、非切削交線Ｌncがノッチ７２のない滑らかな曲線に
修正される。

【００３１】また、上記切削交線重なり判定手段９４
は、たとえば図７(a) に示す方向で第１工具移動拘束面
６２と第２工具移動拘束面６４とが交差させられるとき
のように、求められた切削交線Ｌctと非切削交線Ｌncと
が殆ど同じ位置（極く接近して平行する位置であるため
図７(a) では１本の線に見える）にあるとき、図７(b)
に示す干渉除去処理後の複数の切削交線Ｌctとその干渉
処理前の切削交線Ｌct（図７(a) ）との間の離れが予め
設定された値（トレランス値）以内であるか否かを判定
する。切削交線一本化処理手段９６は、上記切削交線重
なり判定手段９４により工具経路ＣＰを構成する干渉処
理後の複数の切削交線Ｌctと干渉処理前の切削交線Ｌct
とが予め設定されたトレランス値以内に極接近している
と判定されたとき、干渉処理前の１本の切削交線Ｌctを
復活させることにより図７(b) に示す複数の切削交線Ｌ
ctを１本化し、図７(c) に示すように工具経路ＣＰを修
正する。

【００３２】前記長さ判定手段９８は、工具経路ＣＰに
おいて１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ により挟まれ
る非切削交線Ｌncの長さが微小であるか否か、たとえば
非切削交線Ｌncの長さがたとえば０．３mm程度に予め設
定された長さ判断基準値以下であるか否かを判定する。
角度判定手段１０４は、前記非切削交線Ｌncの両側に接
続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端部の接
線の相互角度すなわち折れ角θ_F が、たとえば１．０度
程度に予め設定された角度判断基準値より小さいか否か
を判定する。

【００３３】接線位置判定手段１００は、上記長さ判定
手段９８により非切削交線Ｌncの長さＤが微小でないと
判定され、且つ上記角度判定手段１０４により折れ角θ
_F が大きいと判断された場合には、その非切削交線Ｌnc
の両側に接続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂
の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接線（図８(a) の破線の矢印に
示す直線）よりもその非切削交線Ｌncの端部の１対の接
線（図８(a) の実線の矢印に示す直線）が内側に位置し
ているか否かを判定する。接連続曲線発生手段１０２
は、その接線位置判定手段１００により上記非切削交線
Ｌncの両側に接続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬ
ct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接線よりもその非切削交線
Ｌncの端部の１対の接線が共に内側に位置していると判
定された場合には、両側円弧近似処理を実行し、その非
切削交線Ｌncに代えて、上記１対の切削交線Ｌct₁ およ
びＬct₂ の１対の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の間にその接線方
向に連続する接連続曲線Ｒ₁ とする。これにより、工具
経路ＣＰにおいて上記端点Ｐ ₁ およびＰ₂ 付近の曲率半
径が大幅に大きく修正される。上記接連続曲線Ｒ₁ は、
図８(b) に示すように上記非切削交線Ｌncの両側に接続
された１対の切削交線Ｌctの端点を結ぶ直線Ａの長さす
なわち非切削交線Ｌncの長さをＤ、その直線Ａに対する
それら１対の切削交線Ｌctの端部の接線の角度をθ_s1お
よびθ_s2としたとき、図８(c) に示すような、一方の切
削交線Ｌct₁ の端部の接線上においてその端点Ｐ₁ から
距離Ｓ₁ （＝２Ｄ／３（１＋cos θ_s1）） の位置と他
方の切削交線Ｌct₂ の端部の接線上においてその端点Ｐ
₂ から距離Ｓ₂ （＝２Ｄ／３（１＋cos θ_s2））の位置
とを制御点とするベジェ曲線により構成される。

【００３４】また、上記接連続曲線発生手段１０２は、
その接線位置判定手段１００により上記非切削交線Ｌnc
の両側に接続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂
の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接線（破線）よりもその非切削
交線Ｌncの端部の１対の接線のうちの一方たとえば切削
交線Ｌct₁ 側の接線（実線）が内側に位置していると判
定された場合（図９(a) ）には、片側円弧近似処理を実
行し、その非切削交線Ｌncに代えて、上記１対の切削交
線Ｌct₁ およびＬct₂ のうちその端部の接線が内側に位
置している側の切削交線Ｌct₁ の端点Ｐ₁ に接連続する
曲線Ｒ₂ とする。これにより、工具経路ＣＰにおいて上
記端点Ｐ₁ 付近の曲率半径が大幅に大きく修正される。
上記曲線Ｒ₂ は、たとえば、図９(b) に示すように上記
１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ
₂ を結ぶ直線Ａの長さをＤ、その直線Ａに対する上記一
方の切削交線Ｌct₁ の接線の角度をθ_s1としたとき、図
９(c) に示すような、一方の切削交線Ｌct₁ の端部の接
線上においてその端点Ｐ₁から距離Ｓ₁ （＝２Ｄ／３
（１＋cos θ_s1）） の位置を制御点とし且つ他方の切
削交線Ｌct₂ の端点を通過するベジェ曲線により構成さ
れる。

【００３５】中点ブレンド処理手段１０６は、図１０
(a) に示すように、前記長さ判定手段９８により非切削
交線Ｌncの長さＤが微小であると判定され、且つ前記角
度判定手段１０４により折れ角θ_F が小さいと判断され
た場合には、工具経路ＣＰにおいて１対の切削交線Ｌct
₁ およびＬct₂ により挟まれた非切削交線Ｌncの中点Ｎ
を求め（図１０(b) ）、工具経路ＣＰの変化量が予め設
定されたトレランス（加工上の許容誤差）以内であれ
ば、上記１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁
およびＰ₂ を中点Ｎまで移動させ、その中点Ｎを非切削
交線Ｌncの両側の１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ を
相互に接続するための端点とする（図１０(c) ）。すな
わち、上記非切削交線Ｌncを除去してその両側の１対の
切削交線Ｌct ₁ およびＬct₂ の端点を移動させてその非
切削交線Ｌncの中点Ｎの位置とする（図１０(d) ）。こ
れにより、工具経路ＣＰにおいて端点に関連して決定さ
れる工具通過点の数が減少させられる。

【００３６】ブレンド曲線生成手段１０８は、図１１
(a) に示すように、上記長さ判定手段９８により非切削
交線Ｌncの長さＤが微小であると判定され、且つ上記角
度判定手段１０４により折れ角θ_F が大きいと判断され
た場合には、非切削交線Ｌncを挟むようにその両側に接
続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ 上に求めた
端点Ｐ₁₁およびＰ₂₁を持つブレンド曲線Ｂを生成する。
すなわち、上記１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の非
切削交線Ｌnc側の端点（接続点）Ｐ₁₀およびＰ₂₀をそれ
らの間が微小とならない距離だけ十分に離れた端点Ｐ₁₁
およびＰ₂₁を１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ 上に求
め（図１１(b) ）、それぞれの端点Ｐ₁₁およびＰ₂₁にお
ける接ベクトルの方向および大きさ（Ｔ₁ ，Ｌ₁ ）およ
び（Ｔ₂ ，Ｌ₂ ）をそれぞれ求め、変数をＬ_S 、Ｌ_E 、
ｔ₁ 、ｔ₂ の４つとし、且つ残差をls₁ 、ls₂ 、le₁ 、
le₂ として、それら残差が殆ど零となるまで収束計算
（ブロイデン法）を行うことにより、接ベクトル
（Ｔ₁ ，Ｌ_S ）および（Ｔ₂ ，Ｌ_E ）を持つブレンド曲
線Ｂを計算する（図１１(c) ）。このブレンド曲線Ｂが
上記非切削交線Ｌncに代えて用いられることにより、工
具経路ＣＰの上記端点Ｐ₁₀およびＰ₂₀の曲率半径が大き
く修正される。なお、上記ｔ₁ およびｔ₂ は、上記ブレ
ンド曲線Ｂ上のＰ₁₀およびＰ₂₀の位置におけるパラメー
タである。

【００３７】工具経路変形量判定手段１１０は、前記中
点ブレンド処理手段１０６による中点ブレンド処理によ
り移動させられた１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の
端点Ｐ₁ およびＰ₂ の移動量が予め設定されたトレラン
ス（加工上の許容誤差）以上となったか否か、中点ブレ
ンド処理による修正後の工具経路ＣＰの変化量が予め設
定されたトレランス以上となったか否か、また、前記ブ
レンド曲線生成手段１０８により生成させられたブレン
ド曲線Ｂによる修正後の工具経路ＣＰの変化量が予め設
定されたトレランス以上となったか否かを判定する。ブ
レンド処理中止手段１１２は、上記工具経路変形量判定
手段１１０により１対の切削交線Ｌct₁およびＬct₂ の
端点Ｐ₁ およびＰ₂ の移動量が予め設定されたトレラン
ス以上となったと判定された場合、或いは修正後の工具
経路ＣＰの変化量が予め設定されたトレランス以上とな
ったと判定された場合には、その工具経路ＣＰを修正前
の状態に戻す。

【００３８】前記点列間隔決定手段７８は、たとえば、
上記のようにして求められた工具経路ＣＰを構成する各
セグメントにおける最小曲率半径Ｒ_ijを上記工具経路Ｃ
Ｐを表す曲線式から算出し、予め記憶された関係からそ
の最小曲率半径に基づいて回転切削工具２６の移動速度
Ｖと点列間隔Ｌとの関係を決定し、その関係から回転切
削工具２６の移動速度Ｖに基づいて、各セグメント毎の
最適点列間隔を決定する。この最適点列間隔は、たとえ
ば加工能率の最も高い回転切削工具２６の移動速度Ｖが
最大となる値に決定される。

【００３９】工具点列発生手段８０は、工具経路ＣＰに
おいて、たとえば上記セグメントの端点から上記点列間
隔決定手段７８により決定された点列間隔に基づいて工
具通過点を順次発生させる工具点列発生処理を実行す
る。これにより、ＮＣ加工工程において回転切削工具２
６の基準点を通過させるべき工具通過点列が決定され
る。

【００４０】図１２、図１３、図１４は、前記ＣＡＭ用
コンピュータ２０すなわちプロセッサ３２の制御作動の
要部を説明するフローチャートであって、図１２はメイ
ンルーチンを、図１３は工具経路ＣＰを決定するための
工具曲線式算出ルーチンを、図１４はＮＣ加工工程にお
いて回転切削工具２６の移動速度Ｖの減速を可及的に抑
制するために工具経路ＣＰを修正する減速回避処理ルー
チンを示している。

【００４１】図１２のＳ１では、ＣＡＤ用コンピュータ
１２により作成されたワーク形状データが、通信回線或
いは記録媒体を介して読み込まれる。次いで、Ｓ２で
は、たとえば図１３に示す工具曲線式算出ルーチンが実
行される。すなわち、Ｓ２−１では、ワーク形状デー
タ、回転切削工具２６の先端切刃の回転軌跡である半球
面の中心点までの距離であるオフセット値Ｆ、回転切削
工具２６の送り量などの作業者による設定値などが読み
込まれ、Ｓ２−２では、それらワーク形状データおよび
オフセット値Ｆから、ワーク１４の表面すなわち目標加
工表面からオフセット値Ｆだけオフセットした第１工具
移動拘束面６２が決定され、Ｓ２−３では、作業者から
の設定値に基づいて回転切削工具２６の送り量すなわち
工具径方向のピッチ量と等しい距離だけ離隔して互いに
重なるように並んだ複数枚の第２工具移動拘束面６４が
決定され、そして、前記工具経路決定手段６６或いは工
具経路決定工程に対応するＳ２−４では、たとえば図５
に示すように、上記第１工具移動拘束面６２と第２工具
移動拘束面６４との交線である工具経路ＣＰが決定され
るのである。次いで、Ｓ２−５では、その工具経路ＣＰ
を表す工具経路データに対して、工具経路ＣＰ中におい
てワーク１４の切削に関与する切削部すなわち切削交線
Ｌctを表す属性が、たとえば切削交線Ｌctを示すフラグ
Ｆctの内容が「１」にセットされることにより付与され
る。

【００４２】次いで、前記干渉除去手段７０に対応する
Ｓ２−６において、干渉除去処理が実行される。すなわ
ち、図６(a) に示すように、ワーク１４において稜線５
８を挟む１対の目標加工面５０、５２に対応する１対の
オフセット面５４、５６の互いに隣合う端縁からそれぞ
れ接連続曲線（接線方向に連続する曲線）となるように
それぞれ形成された上記稜線５８を中心とする１対のス
イープ面（円筒面）６０₁ および６０₂ が相互に一致せ
ず、それらのスイープ面６０₁ および６０₂ と第２工具
移動拘束面６４との交線として定義される非切削交線Ｌ
nc₁ およびＬnc ₂ が、相互に交差した状態で重なる場合
に、それら１対の非切削交線Ｌnc₁ およびＬnc₂ のうち
の外側（図６の上側）の部分が非切削交線Ｌncとして選
択されることにより、図６(b) に示すように合成され
る。

【００４３】そして、Ｓ２−７において、ＮＣ加工工程
において非切削交線Ｌncの連続性に関連して回転切削工
具２６の移動速度の減速を抑制するために工具経路ＣＰ
を修正する、図１４に示す減速回避処理ルーチンが実行
される。

【００４４】図１４において、前記非切削交線重なり判
定手段９０或いは非切削交線重なり判定工程に対応する
ＳＳ１では、工具経路ＣＰにおいて、たとえば１対の切
削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の間において、相互に交差し
た状態で重なる非切削交線Ｌnc₁ およびＬnc₂ から干渉
除去手段７０によりそれらのうちの外側の部分を選択す
ることにより合成された非切削交線Ｌncが、合成前の上
記相互に交差した状態で重なる非切削交線Ｌnc₁ および
Ｌnc₂ が略１本の曲線として相互に重なりあっているか
否かが判定される。このＳＳ１の判断が肯定される場合
は、前記非切削交線一本化処理手段９２或いは非切削交
線一本化処理工程に対応するＳＳ２では、前記Ｓ２−６
による合成前の上記相互に交差した状態で重なる非切削
交線Ｌnc ₁ およびＬnc₂ が略１本の曲線として相互に重
なりあっていると判定された場合には、それら１対の非
切削交線の一方が非切削交線Ｌncとして一本化されるこ
とにより設定される。そして、ＳＳ１６においてすべて
の工具経路ＣＰについて本減速回避処理が完了したか否
かが判断される。このＳＳ１６の判断が肯定されると本
ルーチンが終了させられるが、当初はこのＳＳ１６の判
断が否定されるので、ＳＳ１以下が繰り返し実行され
る。

【００４５】上記ＳＳ１の判断が否定される場合は、前
記切削交線重なり判定手段９４或いは切削交線重なり判
定工程に対応するＳＳ３において、たとえば図７(a) に
示す方向で第１工具移動拘束面６２と第２工具移動拘束
面６４とが交差させられるときのように、求められた工
具経路ＣＰの切削交線Ｌctと非切削交線Ｌncとが殆ど同
じ位置（極く接近して平行する位置であるため図７(a)
では１本の線に見える）にあるとき、図７(b) に示す干
渉除去処理後の複数の切削交線Ｌctとその干渉処理前の
切削交線Ｌct（図７(a) ）との間の離れが予め設定され
た値（トレランス値）以内であるか否かが判断される。
このＳＳ３の判断が肯定される場合は、前記切削交線一
本化処理手段９６或いは切削交線一本化処理工程に対応
するＳＳ４において、干渉処理前の１本の切削交線Ｌct
を復活させることにより図７(b)に示す複数の切削交線
Ｌctが１本化され、図７(c) に示すように工具経路ＣＰ
が修正される。そして、前記ＳＳ１６が実行される。

【００４６】上記ＳＳ３の判断が否定される場合は、Ｓ
Ｓ５において工具経路ＣＰのうち順次処理されている部
分が非切削交線Ｌncであるか否かが判断される。このＳ
Ｓ５の判断が否定される場合は前記ＳＳ１６が実行され
るが、肯定される場合は、前記長さ判定手段９８或いは
長さ判定工程に対応するＳＳ６において、非切削交線Ｌ
ncの長さが、たとえば０．３mm程度に微小であるか否か
が判断される。

【００４７】上記ＳＳ６の判断が否定される場合、すな
わち非切削交線Ｌncの長さが微小でない場合は、ＳＳ７
において、所定の非切削交線Ｌncを挟む１対の切削交線
Ｌct ₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の相対角度で
ある折れ角θ_F が予め設定された判断基準値よりも大き
いか否かが判断される。このＳＳ７の判断が否定された
場合は、非切削交線Ｌncの長さが微小でなくしかも折れ
角θ_F が比較的小さい状態であるので、減速回避のため
の非切削交線Ｌncの修正が行われることなくＳＳ１６が
実行される。

【００４８】しかし、上記ＳＳ７の判断が肯定される場
合は、前記接線位置判定手段１００或いは接線位置判定
工程に対応するＳＳ８において、所定の非切削交線Ｌnc
を挟む１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ お
よびＰ₂ の１対の接線よりも、その非切削交線Ｌncの端
部の１対の接線が内側位置となる角度であるか否かが判
断される。このＳＳ８において、上記１対の切削交線Ｌ
ct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の１対の接線よ
りも、その非切削交線Ｌncの端部の１対の接線が共に内
側位置であると判断される場合は、ＳＳ９において、図
８(c) に示すように、両側円弧近似処理により接連続曲
線Ｒ₁ が求められ、上記非切削交線Ｌncに代えて、上記
１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の１対の端点Ｐ₁ お
よびＰ₂の間にその接線方向に連続する接連続曲線Ｒ₁
が設定される。また、上記ＳＳ８において、上記１対の
切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の１
対の接線に対して、非切削交線Ｌncの端部の１対の接線
のうちの一方が内側位置であると判断される場合は、Ｓ
Ｓ１０において、片側円弧近似処理により上記１対の切
削交線Ｌct₁ およびＬct₂ のうちその端部の接線が内側
に位置している側の切削交線Ｌct₁ の端点Ｐ₁ に接連続
する曲線Ｒ₂ が図９(c) に示すように求められ、その非
切削交線Ｌncに代えて曲線Ｒ₂ が設定される。本実施例
では、上記ＳＳ９およびＳＳ１０が前記接連続曲線発生
手段１０２に対応している。

【００４９】上記ＳＳ６の判断が肯定される場合、すな
わち非切削交線Ｌncの長さが微小である場合は、前記角
度判定手段１０４或いは角度判定工程に対応するＳＳ１
１において、所定の非切削交線Ｌncの両側に接続された
１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ
₂ の接線の相互角度すなわち折れ角θ_F が予め設定され
た角度判断基準値より小さいか否かが判定される。この
ＳＳ１１の判断が否定された場合、すなわち折れ角θ_F
が小さい場合は、前記中点ブレンド処理手段１０６或い
は中点ブレンド処理工程に対応するＳＳ１２において、
図１０(b) および(c) に示すように、上記所定の非切削
交線Ｌncの両側の１対の切削交線Ｌct₁およびＬct₂ の
端点Ｐ₁ およびＰ₂ がその非切削交線Ｌncの中点Ｎまで
移動させられ、その中点Ｎが非切削交線Ｌncの両側の１
対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂を相互に接続するため
の端点とされる。

【００５０】しかし、上記ＳＳ１１の判断が肯定された
場合、すなわち折れ角θ_F が大きい場合は、前記ブレン
ド曲線生成手段１０８或いはブレンド曲線生成工程に対
応するＳＳ１３において、図１１(c) に示すように、所
定の非切削交線Ｌncを挟むようにその両側に接続された
１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ 上に求めた端点Ｐ ₁₁
およびＰ₂₁を持つブレンド曲線Ｂが生成され、上記非切
削交線Ｌncに代えてそのブレンド曲線Ｂが設定される。

【００５１】次いで、前記工具経路変形量判定手段１１
０或いは工具経路変形量判定工程に対応するＳＳ１４で
は、ＳＳ１２による中点ブレンド処理により移動させら
れた１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およ
びＰ₂ の移動量が予め設定されたトレランス（加工上の
許容誤差）以上となったか否か、ＳＳ１２の中点ブレン
ド処理による修正後の工具経路ＣＰの変化量が予め設定
されたトレランス以上となったか否か、また、ＳＳ１３
により生成させられたブレンド曲線Ｂによる修正後の工
具経路ＣＰの変化量が予め設定されたトレランス以上と
なったか否かが判断される。このＳＳ１４の判断が否定
される場合は前記ＳＳ１６以下が実行されるが、肯定さ
れる場合は、前記ブレンド処理中止手段１１２或いはブ
レンド処理中止工程に対応するＳＳ１５において、上記
ＳＳ１４により１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端
点Ｐ₁ およびＰ₂ の移動量が予め設定されたトレランス
以上となったと判定された部分、或いは修正後の工具経
路ＣＰの変化量が予め設定されたトレランス以上となっ
たと判定された部分について、その工具経路ＣＰが修正
前の状態に戻される。

【００５２】図１２に戻って、前記点列間隔決定手段７
８或いは点列間隔決定工程と工具点列発生手段８０或い
は工具点列発生工程に対応するＳ３では、上記のように
して求められた工具経路ＣＰを構成する各セグメントに
おける最小曲率半径Ｒ_ijが上記工具経路ＣＰを表す曲線
式から算出され、予め記憶された関係からその最小曲率
半径に基づいて回転切削工具２６の移動速度Ｖと点列間
隔Ｌとの関係が決定され、その関係から回転切削工具２
６の移動速度Ｖに基づいて、各セグメント毎の最適点列
間隔が決定される。さらに、工具経路ＣＰのセグメント
の端点から上記点列間隔に基づいて工具通過点が順次発
生させられる。

【００５３】続くＳ４では、加工に伴って回転切削工具
２６に付与することが必要な補助動作のための各種の補
助動作データが前記点列データに付与される。その補助
動作データは、たとえば回転切削工具２６を退避位置か
ら加工開始点まで移動させるためのデータ、回転切削工
具２６を加工終了点から退避位置まで移動させるための
データ、回転切削工具２６を１つの工具経路ＣＰの終点
から他の工具経路ＣＰの始点まで移動させるためのデー
タが含まれる。そして、Ｓ５において、点列データがＣ
ＮＣ制御装置２４に処理可能なＮＣデータに最終的に変
換される。

【００５４】上述のように、本実施例によれば、判定手
段７４（判定工程、ＳＳ５）により工具経路ＣＰのうち
の回転切削工具２６がワーク１４を切削しない非切削部
（非切削交線Ｌnc）であることが判定されると、減速抑
制処理手段７６（減速抑制処理工程、ＳＳ２─７）によ
り、上記工具経路ＣＰのうち上記判定手段７４によりワ
ーク１４を切削しないと判定された非切削部が、前記Ｎ
Ｃ制御において回転切削工具２６の減速が抑制される曲
線に修正されることから、ＮＣ制御による加工に際して
回転切削工具２６の速度の低下が好適に防止されるの
で、ＮＣ制御による加工能率が高められる。また、工具
経路ＣＰのうちの非切削部だけが修正され、接触部は修
正されないので、データ修正に関連して目標加工面に関
連するデータが損なわれることが回避される。

【００５５】また、本実施例によれば、工具経路決定手
段６６（工具経路決定工程、Ｓ２−４）は、ワーク１４
の稜線５８を挟む１対の加工面５０、５２から回転切削
工具２６の切刃と基準点Ｅとの間の距離であるオフセッ
ト値Ｆだけ外側へオフセットした１対のオフセット面５
４、５６とその加工面５０、５２の略法線方向の面であ
って作業者からの設定値に基づいて回転切削工具の送り
量すなわち工具径方向のピッチ量と等しい距離だけ離隔
して互いに重なるように並んだ複数枚の工具移動拘束面
６４との交線である切削交線Ｌctを工具経路ＣＰのうち
の切削部として決定し、上記稜線５８を中心とし且つ上
記オフセット値Ｆを半径とする円筒面（スイープ面６
０）と上記工具移動拘束面６４との交線である被切削交
線Ｌncを工具経路ＣＰのうちの被切削部として決定する
ものである一方、減速抑制処理手段７６（減速抑制処理
工程、ＳＳ２─７）は、所定の非切削交線Ｌncの両側に
接続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ
₁ およびＰ₂ の接線よりもその非切削交線Ｌncの端部の
１対の接線が内側に位置しているか否かを判定する接線
位置判定手段１００（接線位置判定工程、ＳＳ８）と、
その接線位置判定手段１００により上記非切削交線Ｌnc
の両側に接続された１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂
の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接線よりもその非切削交線Ｌnc
の端部の１対の接線が共に内側に位置していると判定さ
れた場合には、上記非切削交線Ｌncに代えて、上記１対
の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の両端部に接線方向に連
続する接連続曲線Ｒ₁ を発生させる接連続曲線発生手段
１０２（接連続曲線発生工程、ＳＳ９）とを含むもので
ある。これにより、上記１対の切削交線Ｌct₁ およびＬ
ct ₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ と非切削交線Ｌncとの間が接
線方向に滑らかにそれぞれ接続されてその部分の曲率半
径が大きくされることにより工具経路ＣＰの非切削部が
修正されるため、ＮＣ制御による加工に際しては、工具
の減速が抑制されて加工能率が高められる。

【００５６】また、本実施例によれば、接連続曲線発生
１０２（接連続曲線発生工程、ＳＳ１０）は、接線位置
判定手段１００（接線位置判定工程、ＳＳ８）により所
定の非切削交線Ｌncの１対の端部の接線のうちの一方の
みが１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およ
びＰ₂ の接線よりも内側に位置していると判定された場
合には、その非切削交線Ｌncの一方の端部が接続される
側の切削交線Ｌct₁ の端点Ｐ₁ に接連続する接連続曲線
Ｒ₂ を発生させるものであることから、非切削交線Ｌnc
の一方の端部とそれに接続される一方の切削交線Ｌct₁
の端点Ｐ₁ との間が接線方向に滑らかに接続されてその
部分の曲率半径が大きくされることにより工具経路の非
切削部が修正されるため、ＮＣ制御による加工に際して
は、工具の減速が抑制されて加工能率が高められる。

【００５７】また、本実施例によれば、減速抑制処理手
段７６（減速抑制処理工程、ＳＳ２─７）は、１対の切
削交線Ｌct₁ およびＬct₂ に挟まれた非切削交線Ｌncの
長さＤが予め設定された長さ判断基準値より小さいか否
かを判定する長さ判定手段９８（長さ判定工程、ＳＳ
６）と、上記非切削交線Ｌncの両側に接続された１対の
切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接
線の相互角度θ_F が予め設定された角度判断基準値より
小さいか否かを判定する角度判定手段１０４（角度判定
工程、ＳＳ１１）と、その長さ判定手段１０４により非
切削交線Ｌncの長さＤが予め設定された判断基準値より
小さいと判定され且つ角度判定手段１０４により上記非
切削交線Ｌncの両側に接続された１対の切削交線Ｌct₁
およびＬct ₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接線の相互角度θ
_F が予め設定された角度判断基準値より小さいと判定さ
れた場合には、上記非切削交線Ｌncの中点Ｎをその非切
削交線Ｌncの両側の１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂
の端点とする中点ブレンド処理手段１０６（中点ブレン
ド処理工程、ＳＳ１２）とを、含むものである。このた
め、中点ブレンド処理手段１０６により、非切削交線Ｌ
ncの中点Ｎがその非切削交線Ｌncの両側の１対の切削交
線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点とされてその非切削交線Ｌ
ncが除去されるので、非切削交線Ｌncとそれを挟む１対
の切削交線Ｌct ₁ およびＬct₂ との間の接続点の曲率半
径が小さくなる部分が解消されるとともに、非切削交線
Ｌncと１対の切削交線Ｌct₁ およびＬctとの間の接続点
に設けられる工具通過点の数が減少させられるので、Ｎ
Ｃ制御による加工に際しては、工具の減速が抑制されて
加工能率が高められる。

【００５８】また、本実施例によれば、減速抑制処理手
段７６（減速抑制処理工程、ＳＳ２─７）は、前記長さ
判定手段９８により非切削交線Ｌncの長さＤが予め設定
された判断基準値より小さいと判定され且つ角度判定手
段１０４により所定の非切削交線Ｌncの両側に接続され
た１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ の端点Ｐ₁ および
Ｐ₂ の接線の相互角度θ_F が予め設定された角度判断基
準値より小さくないと判定された場合には、上記非切削
交線Ｌncの両側の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂上にそれ
ぞれ求めた端点を持つブレンド曲線Ｂを生成するブレン
ド曲線生成手段１０８（ブレンド曲線生成工程、ＳＳ１
３）と、そのブレンド曲線生成手段１０８により生成さ
れたブレンド曲線Ｂが非切削交線Ｌncに代えて用いられ
ることにより発生する工具経路ＣＰの変形量が予め設定
された変形量判断基準値を越えたか否かを判定する工具
経路変形量判定手段１１０（工具経路変形量判定工程、
ＳＳ１４）と、この工具経路変形量判定手段１１０によ
り工具経路ＣＰの変形量が予め設定された変形量判断基
準値を越えたと判定されない場合には上記ブレンド曲線
生成手段１０８により生成されたブレンド曲線Ｂを工具
経路ＣＰに採用することを許容するが、上記工具経路変
形量判定手段１１０により工具経路ＣＰの変形量が予め
設定された変形量判断基準値を越えたと判定された場合
には、ブレンド曲線生成手段１０８により生成されたブ
レンド曲線Ｂの使用を中止するブレンド処理中止手段１
１２（ブレンド処理中止工程、ＳＳ１５）とをさらに含
むものである。このため、長さ判定手段９８により非切
削交線Ｌncの長さＤが予め設定された判断基準値より小
さいと判定され且つ角度判定手段１０４により上記非切
削交線Ｌncの両側に接続された１対の切削交線Ｌct₁ お
よびＬct₂ の端点Ｐ₁ およびＰ₂ の接線の相互角度θ_F
が予め設定された角度判断基準値より小さくないと判定
された場合には、ブレンド曲線生成手段１０８により生
成された、上記１対の切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ 上に
求めた端点を持つブレンド曲線Ｂが用いられることか
ら、非切削交線Ｌncと切削交線Ｌct₁ およびＬct₂ との
間の接続点の曲率半径が大きくされるので、ＮＣ制御に
よる加工に際しては、工具の減速が抑制されて加工能率
が高められる。また、上記工具経路変形量判定手段１１
０により工具経路ＣＰの変形量が予め設定された変形量
判断基準値を越えたと判定された場合には、ブレンド処
理中止手段１１２により、ブレンド曲線生成手段１０８
により生成されたブレンド曲線Ｂの使用が中止されるの
で、この点においても回転切削工具２６の減速が抑制さ
れて加工能率が高められる。

【００５９】また、本実施例によれば、工具経路ＣＰ
は、ワーク１４において稜線５８を挟む１対の目標加工
面５０、５２に対応する１対のオフセット面５４、５６
の互いに隣合う端縁から接連続となるようにそれぞれ形
成された上記稜線５８を中心とする１対のスイープ面
（円筒面）６０と第２工具移動拘束面６４との交線とし
て定義されるものであり、互いに重なるそれら１対のス
イープ面６０上の１対の非切削交線Ｌnc₁ およびＬnc₂
のうち外側の部分を選択して非切削交線Ｌncとする干渉
除去手段７０（干渉除去工程、Ｓ２−６）が設けられる
ので、ワーク１４を削り過ぎることのない１本の非切削
交線Ｌncが設定される。

【００６０】また、本実施例によれば、減速抑制処理手
段７６（減速抑制処理工程、ＳＳ２─７）は、上記互い
に重なりあう１対のスイープ面（円筒面）６０上の１対
の非切削交線Ｌnc₁ およびＬnc₂ が略１本の曲線として
相互に重なりあっている場合には、それら１対の非切削
交線Ｌnc₁ およびＬnc₂ の一方を非切削交線Ｌncとして
設定するものであることから、１対の非切削交線Ｌnc₁
およびＬnc₂ が干渉除去手段７０だけにより処理される
場合に比較して、図６(c) に示すように非切削交線Ｌnc
が滑らかとなるので、ＮＣ制御による加工に際しては、
工具の減速が抑制されて加工能率が高められる。

【００６１】また、本実施例によれば、工具経路ＣＰが
略直線上に位置する複数の切削交線Ｌctおよび非切削交
線Ｌncから構成され、且つその非切削交線Ｌncの長さが
微小である場合には、切削交線一本化処理手段９６（切
削交線一本化処理工程、ＳＳ４）により、それら複数の
切削交線Ｌctおよび非切削交線Ｌncを１本の切削交線Ｌ
ctにより置き換えるものであることから、複数の非切削
交線Ｌncと切削交線Ｌctとの間の接続点に設けられる工
具通過点数が減少させられるので、ＮＣ制御による加工
に際しては、工具の減速が抑制されて加工能率が高めら
れる。

【００６２】また、本実施例によれば、図１２に示すプ
ログラムが記録されているコンピュータ読み取り可能な
工具経路生成プログラム記録媒体４４が提供されるの
で、この記録媒体４４を用いることにより、上述の効果
が得られる。

【００６３】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
得るものである。

【００６４】たとえば、前述の実施例の工具経路ＣＰに
おいて、回転切削工具２６が非切削交線Ｌncを通過する
期間ではその回転切削工具２６がワーク１４の稜線５８
に接触するように決定されていたが、必ずしも接触させ
られなくてもよく、回転切削工具２６の移動速度の減速
が抑制される範囲で回転切削工具２６がワーク１４の稜
線５８から離れるように非切削交線Ｌncが決定されても
よいのである。

【００６５】また、前述の実施例の点列間隔決定手段７
８では、回転切削工具２６の移動速度Ｖが最大となるよ
うに点列間隔が決定されていたが、たとえば移動速度Ｖ
が予め設定された値以上となるように決定されていても
差し支えない。

【００６６】また、前述の実施例では、互いに並行する
すべての工具経路ＣＰにおいて前記減速抑制処理手段７
６が適用されていたが、互いに並行する工具経路ＣＰの
２本毎、或いは３本毎など複数本毎に適用されていても
一応の効果が得られるのである。

【００６７】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の工具経路生成方法を実施す
るための工具経路生成装置を含むＮＣデータ作成および
利用工程を説明する図である。

【図２】図１の回転切削工具とそれにより加工されるワ
ークの目標加工面との関係を説明する図である。

【図３】図１の工具経路生成装置の構成を説明する図で
ある。

【図４】図１の工具経路生成装置のプロセッサの制御機
能の要部を説明する機能ブロック線図である。

【図５】図４の工具経路決定手段において算出される第
１工具移動拘束面および第２工具移動拘束面と、それら
の交線である工具経路ＣＰを説明する斜視図である。

【図６】図４の非切削交線一本化手段による非切削交線
一本化処理を説明する図であって、(a) は１対の非切削
交線が交差した状態を示す図、(b) はそれら１対の非切
削交線に干渉除去処理が施された状態を示す図、(c) は
さらに上記非切削交線一本化処理が施された状態を示す
図である。

【図７】図４の切削交線一本化手段による切削交線一本
化処理を説明する図であって、(a) はその切削交線一本
化処理が施される場合の工具経路を示す図、(b) はその
工具経路の構成を詳しく示す図、(c) は上記切削交線一
本化処理が施された状態を示す図である。

【図８】図４の接連続曲線発生手段により求められた接
連続曲線Ｒ₁ により非切削交線が修正される処理を説明
する図であって、(a) はその処理が施される場合であっ
て、非切削交線の両端の接線がそれを挟む１対の切削交
線の端点の接線よりも共に内側である場合の工具経路を
示す図、(b) はそのときの１対の切削交線の関係を説明
する図、(c) は非切削交線に代えて上記接連続曲線Ｒ₁
により上記１対の切削交線が接続された状態を示す図で
ある。

【図９】図４の接連続曲線発生手段により求められた接
連続曲線Ｒ₂ により非切削交線が修正される処理を説明
する図であって、(a) はその処理が施される場合であっ
て、非切削交線の両端の一方の接線がそれを挟む１対の
切削交線の端点の接線よりも内側である場合の工具経路
を示す図、(b) はそのときの１対の切削交線の関係を説
明する図、(c) は非切削交線に代えて上記接連続曲線Ｒ
₂ により上記１対の切削交線が接続された状態を示す図
である。

【図１０】図４の中点ブレンド処理手段による中点ブレ
ンド処理を説明する図であって、(a) はその処理が施さ
れる場合の工具経路を示す図、(b) は非切削交線の中点
が求められた状態を示す図、(c) はその非切削交線を挟
む１対の切削交線の端点がその中点まで移動させられた
状態を示す図、(d) はそれら端点の移動距離を示す図で
ある。

【図１１】図４のブレンド処理手段によるブレンド処理
を説明する図であって、(a) はその処理が施される場合
の工具経路を示す図、(b) は所定の非切削交線を挟む１
対の切削交線上にそれらを連結するブレンド曲線Ｂの端
点を移動させた図、(c) は非切削交線に代えてそのブレ
ンド曲線Ｂにより１対の切削交線が接続された状態を示
す図である。

【図１２】図１の工具経路生成装置のプロセッサの制御
作動の要部を説明するフローチャートであって、メイン
ルーチンを示す図である。

【図１３】図１の工具経路生成装置のプロセッサの制御
作動の要部を説明するフローチャートであって、工具曲
線式算出ルーチンを示す図である。

【図１４】図１の工具経路生成装置のプロセッサの制御
作動の要部を説明するフローチャートであって、減速回
避処理ルーチンを示す図である。

【図１５】加工面からオフセットさせられたオフセット
面とその加工面の稜線を中心とした円筒面であるスイー
プ面との接続部分の段差によって、工具経路を構成する
切削交線と非切削交線との間に曲率波形の小さな部分が
形成される状態を説明する図である。

【符号の説明】

１４：ワーク（被加工材） ２０：ＣＡＭ用コンピュータ（工具経路生成装置） ６６：工具経路決定手段 ７４：判定手段 ７６：減速抑制処理手段 ＣＰ：工具経路 Ｌct：切削交線 Ｌnc：非切削交線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工材を所定の表面形状に加工するた
   めにＮＣ制御される工具の基準点の移動軌跡となるべき
   工具経路を決定する工具経路生成方法であって、 ワーク形状データおよび工具寸法から工具経路を離散点
   列或いは曲線列により決定する工具経路決定工程と、 該工具経路決定工程により決定された工具経路のうち前
   記工具が前記被加工材を切削する切削部であるか或いは
   該工具が該被加工材を切削しない非切削部であるかを判
   定する判定工程と、 前記工具経路のうち該判定工程により前記被加工材を切
   削しないと判定された非切削部を、前記ＮＣ制御におい
   て工具の減速が抑制される工具経路に修正する減速抑制
   処理工程とを、含むことを特徴とする工具経路生成方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１の工具経路生成方法を実行する
   ためのプログラムが記録されていることを特徴とするコ
   ンピュータ読み取り可能な工具経路生成プログラム記録
   媒体。