JP2001222307A - Ncデータ作成装置 - Google Patents

Ncデータ作成装置

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JP2001222307A
JP2001222307A JP2000033070A JP2000033070A JP2001222307A JP 2001222307 A JP2001222307 A JP 2001222307A JP 2000033070 A JP2000033070 A JP 2000033070A JP 2000033070 A JP2000033070 A JP 2000033070A JP 2001222307 A JP2001222307 A JP 2001222307A
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JP
Japan
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creating
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JP2000033070A
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Toru Tanizawa
徹 谷澤
Tatsuya Furukawa
達也 古川
Tomoaki Sato
智明 佐藤
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 NCデータ作成装置は一台のコンピュータで
あり、ソリッドモデルに対応するCADデータなどの情
報が入力されると、CPUがプログラムに従って処理を
開始する。ステップS3では、ソリッドモデルの表面に
含まれる複数の面のそれぞれを水平面、垂直面および変
則面のいずれかに判定する。ステップS7では、複数の
面の輪郭線図を作成し、輪郭線に高さ情報を付加する。
ステップS9では、変則面の輪郭線をその変則面内の最
高位置に移動し、3次元形状を含む形状データを2次元
半形状の形状データに変換する。続くステップS11
で、水平面および垂直面をフラットエンドミルで加工す
るNCデータを作成する。また、ステップS15で変則
面について多面体近似し、ステップS17で近似結果か
ら変則面をボールエンドミルで加工するNCデータを作
成する。 【効果】 変則面のみを多面体近似するので、短時間で
NCデータを作成できる。また、各工具を適切に使用す
るので、切削時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はNCデータ作成装置に
関し、特にたとえばソリッドモデルに従って被加工物を
加工するためのNCデータを作成する、NCデータ作成
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水平面、垂直面およびそれ以外の
面(斜面、曲面)が混在する3次元形状に被加工物(ワ
ーク)を切削(加工)する場合には、サーフェスモデル
全体を多面体(ポリゴン)に近似処理し、近似処理の結
果に基づいてNCデータを作成し、ボールエンドミルで
ワーク全体に荒取り加工、中仕上げ加工および仕上げ加
工を施していた。
【0003】また、フラットエンドミルで水平面および
垂直面を加工し、ボールエンドミルで斜面および曲面を
加工する場合には、オペレータがそれぞれの工具につい
て加工すべき形状および加工範囲を指定するとともに、
それぞれの工具についてのNCデータを作成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、前者の場合には一部に斜面や曲面を含む場合であっ
ても、サーフェスモデル全体を多面体に近似するため、
近似処理に時間がかかってしまっていた。つまり、NC
データの作成に時間がかかっていた。しかも、フラット
エンドミルに比べてボールエンドミルは切削面積が小さ
いため、切削時間も長くなってしまっていた。さらに、
水平面および垂直面も多面体に近似するため、水平面お
よび垂直面の仕上がりが悪かった。
【0005】また、後者の場合には、オペレータが加工
すべき形状および加工範囲を指定するとともに、工具毎
のデータを作成する必要があるため、多大なる労力を要
していた。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、各
工具について適切なNCデータを短時間で作成できる、
NCデータ生成装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、ソリッド
モデルの表面に含まれる複数の面のそれぞれを水平面、
垂直面および変則面のいずれかに判定する面判定手段、
水平面および垂直面をフラットエンドミルで加工する第
1NCデータを作成する第1作成手段、および変則面を
ボールエンドミルで加工する第2NCデータを作成する
第2作成手段を備える、NCデータ作成装置である。
【0008】第2の発明は、ソリッドモデルの表面に含
まれる複数の面のそれぞれを水平面、垂直面および変則
面のいずれかに判定する面判定プログラム、水平面およ
び垂直面をフラットエンドミルで加工する第1NCデー
タを作成する第1作成プログラム、および変則面をボー
ルエンドミルで加工する第2NCデータを作成する第2
作成プログラムを記録した、記録媒体である。
【0009】
【作用】第1の発明のNCデータ作成装置では、面判定
手段がソリッドモデルの表面に含まれる複数の面のそれ
ぞれを水平面、垂直面および変則面のいずれかに判定す
る。面の種類が判定されと、第1作成手段が、水平面お
よび垂直面をフラットエンドミルで加工する第1NCデ
ータを作成する。そして、第2作成手段が、変則面を加
工する第2NCデータを作成する。このように、面の種
類に対応した工具のNCデータを作成することができ
る。
【0010】たとえば、変則面は斜面および曲面の少な
くとも一方を含むので、斜面や曲面に加えて曲面・斜面
・曲面の順で隣接するような隣接面も1つの変則面であ
る。このような3次元形状の変則面に対してのみ、ボー
ルエンドミルで加工するNCデータを作成するので、全
体をボールエンドミルで加工する場合に比べて、切削時
間を短縮することができる。
【0011】また、線作成手段がそれぞれの面の輪郭線
を作成し、付加手段が加工方向における各輪郭線の位置
情報(高さ情報)を付加する。ここで、加工方向とは、
被加工物(ワーク)の基準面に対して工具が上下に移動
する方向をいう。そして、移動手段が変則面の輪郭線を
その変則面内の最高位置に移動させる。すなわち、変則
面の高さ情報が変換される。したがって、3次元形状を
含むソリッドモデルのデータが2次元半形状のデータに
変換される。このため、ワーク全体をフラットエンドミ
ルで加工するNCデータを作成することができる。
【0012】さらに、近似手段が変則面についてのみ、
多面体近似するので、全体について多面体近似した場合
よりも短時間でNCデータを作成できる。
【0013】すなわち、2次元半形状のデータから作成
したNCデータに基づいてフラットエンドミルでワーク
を加工した後に、3次元形状のデータから作成したNC
データで3次元形状を有する部分を加工すれば、効率よ
く切削することができる。つまり、短時間で切削するこ
とができる。
【0014】さらにまた、近似手段が変則面をボールエ
ンドミルの直径分外側に拡大した範囲について多面体近
似するようにすれば、他の形状との干渉を防止でき、加
工が終了している部分をボールエンドミルで切削してし
まうようなことがない。
【0015】第2の発明では、記録媒体にソリッドモデ
ルの表面に含まれる複数の面のそれぞれを水平面、垂直
面および変則面のいずれかに判定する面判定プログラム
が記録される。また、面判定プログラムの判定結果に従
って、水平面および垂直面をフラットエンドミルで加工
する第1NCデータを作成する第1作成プログラムが記
録される。さらに、変則面をボールエンドミルで加工す
る第2NCデータを作成する第2作成プログラムが記録
される。したがって、記録媒体に記録されたそれぞれの
プログラムをコンピュータにインストールすれば、第1
の発明のように、面の種類に対応した工具のNCデータ
を作成することができる。なお、記録媒体をコンピュー
タのディスクドライブに挿入し、ディスクドライブから
プログラムを読み出すようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、面の種類に対応した
工具のNCデータを作成するので、各工具に適切なNC
データを作成することできる。また、変則面のみを多面
体近似するので、短時間でNCデータを作成することが
できる。さらに、各工具を適切に使用するので、切削時
間を短縮できる。
【0017】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0018】
【実施例】図1を参照して、この実施例のNCデータ作
成装置は、パソコンまたはワークステーションなどの一
台のコンピュータ10である。コンピュータ10は、C
PU10aおよびハードディスク(HD)10bを含
む。また、コンピュータ10には、キーボード12、コ
ンピュータマウス(以下、単に「マウス」という。)1
4およびモニタ16が接続される。
【0019】HD10bには、NCデータを作成するた
めのプログラムが記憶(インストール)されており、C
PU10aの指示に従ってプログラムを起動および実行
する。なお、CPU10aは、キーボード12およびマ
ウス14からの入力に応じてプログラムの実行等を処理
する。
【0020】一方、コンピュータ10で作成されたNC
データは、図示しない切削機械の制御回路に入力され、
したがって被加工物(ワーク)が所定の工具すなわちフ
ラットエンドミルおよびボールエンドミルで切削(加
工)される。具体的には、図2(C)の実線で示すよう
な形状に仕上げる場合には、まず、ワーク20はフラッ
トエンドミルで図2(A)に示すような水平面および垂
直面のみを有する2次元半形状に加工される。次に、ボ
ールエンドミルで曲面や斜面のような3次元形状となる
部分が加工される。つまり、図2(B)に示すように、
ワーク20の斜線で示す部分が切削(荒取り加工)さ
れ、続いて、図2(C)に示すように、仕上げ面20a
と荒取り面20bとの間の部分が切削(仕上げ加工)さ
れる。
【0021】たとえば、オペレータがキーボード12お
よびマウス14を用いてプログラムの起動の指示を入力
すると、これに応じてCPU10aがプログラムの起動
を実行する。すると、モニタ16に入力画面が表示され
る。これに応じて、オペレータがその入力画面を用い
て、図3に示すようなソリッドモデル30に対応するC
AD(Computer Aided Design)のデータ(CADデー
タ)、加工方向および加工条件等の必要な情報を入力す
る。なお、CADデータは、たとえばオペレータがCA
D(図示せず)を用いて設計した部品形状(ソリッドモ
デル)のデータであり、オンラインまたはオフラインで
コンピュータ10に入力される。CADデータが入力さ
れると、ソリッドモデル30がモニタ16に表示され
る。そして、オペレータがたとえばマウス14を用いて
ソリッドモデル30の任意の面を指定すると、指定した
面が基準面とされる。この基準面に対して、工具(フラ
ットエンドミルおよびボールエンドミル)が上下に移動
する方向(図中のZ軸方向)が加工方向に決定される。
また、加工条件は工具の種類およびその回転速度等であ
り、モニタ16にたとえばメニュー画面を表示して、そ
のメニューで設定することができる。
【0022】このように、NCデータの作成に必要な情
報が入力されると、CPU10aはプログラムに従って
NCデータを作成する。具体的には、CPU10aは図
4に示すフロー図に従って処理する。まず、ステップS
1では、ソリッドモデル30に基づいて加工面(表面)
および非加工面(裏面)を判定する。つまり、ソリッド
モデル30を形成する各面の法線の向きと加工方向とで
挟まれる角度θが0°≦θ≦180°であれば、表面と
判定する。また、角度θが180°<θ<360°であ
れば、裏面と判定する。
【0023】続くステップS3では、各面の種類を判定
する。すなわち、ソリッドモデル30から分かるよう
に、表面には複数の面が含まれており、複数の面のそれ
ぞれについて水平面、垂直面およびそれ以外の面(変則
面)を判定する。ここで、変則面とは斜面または曲面を
いう。また、変則面には、斜面と曲面とが隣接して形成
される隣接面も含まれる。たとえば、曲面と斜面とが隣
接する隣接面、曲面,曲面,斜面の順で隣接する隣接面
または曲面,斜面,曲面の順で隣接する隣接面なども、
1つの変則面である。CPU10aは、面の属性(平
面,円筒面,円錐,ルールド面,NURBS面等)毎に
面の種類の判定処理を実行し、角度θの大きさで面の種
類を判定する。つまり、CPU10aは、角度θが0°
であれば、水平面と判定し、角度θが90°であれば、
垂直面と判定し、角度θが0°および90°以外であれ
ば、変則面と判定する。
【0024】次にステップS5では、判定した結果に基
づいてそれぞれの面について色フラグを設定する。たと
えば、水平面には青色のフラグが設定される。また、垂
直面には水色のフラグが設定される。さらに、変則面に
は、黄色のフラグが設定される。なお、このように設定
された色フラグは、HD10bのメモリエリアに保持さ
れる。
【0025】続いて、ステップS7では、表面に含まれ
る複数の面のそれぞれに輪郭線が作成される。つまり、
図5に示すような、ソリッドモデル30の輪郭線図が作
成される。また、それぞれの輪郭線には、高さ情報すな
わちZ軸方向の値(座標)が付加される。そして、ステ
ップS9で、変則面の輪郭線をその面内の最高位置まで
持ち上げる。言い換えると、高さ情報が変換される。具
体的には、図6(A)および図6(B)に示すように、
変則面(斜面および曲面が隣接する隣接面(曲面・斜面
・曲面))が水平面になるように、輪郭線がその変則面
内の最高位置に移動される。つまり、図5に示す輪郭線
図では、○印を付した輪郭線の高さ情報が変換される。
このようにして、3次元形状を含むソリッドモデル30
のデータが水平面および垂直面のみを有する2次元半形
状のデータに変換される。
【0026】そして、ステップS11で変換された高さ
情報に基づいてフラットエンドミルでワーク20を加工
(切削)するためのNCデータを作成し、ステップS1
3でそのNCデータを複刃平面段差加工の切削機械の制
御回路に出力する。したがって、フラットエンドミルで
ワーク20が切削され、図7に示すような形状に加工さ
れる。このように、水平面および垂直面に対しては多面
体近似処理をしていないNCデータで切削することがで
きるので、水平面および垂直面の仕上がりがきれいであ
る。
【0027】また、ステップS15では、ステップS9
において高さ情報を変換した変則面について、多面体近
似処理を施す。正確に言うと、CPU10aは、変則面
をボールエンドミルの直径分外側に拡大した範囲につい
て多面体近似する。したがって、他の形状との干渉をN
Cデータの作成前に知ることができるので、既に加工が
終了した部分をボールエンドミルで切削してしまうこと
がない。言い換えると、所望でない部分を切削すること
がない。続くステップS17では、多面体近似した面の
情報に基づいてボールエンドミルで加工するためのNC
データを作成する。なお、ステップS17においては、
荒取り加工および仕上げ加工の両方に対応するNCデー
タが作成される。そして、ステップS19で、作成され
たNCデータが制御回路に出力される。したがって、フ
ラットエンドミルで加工されたワーク20に対して、ボ
ールエンドミルで荒取り加工および仕上げ加工が順に施
され、図8に示すような形状にワーク20が加工され
る。
【0028】さらに、CPU10aは、ステップS21
でHD10bのメモリエリアに保持しておいた色フラグ
に基づいてソリッドモデル30の各面を色分けしてモニ
タ16に表示してから、処理を終了する。このように色
分けしたソリッドモデル30を表示することにより、切
削(加工)後のワーク20の形状を知ることができる。
【0029】この実施例によれば、変則面の高さ情報を
変換したNCデータを作成し、また、変則面についての
み多面体近似処理した結果に基づいてNCデータを作成
するので、フラットエンドミルとボールエンドミルとの
それぞれに適切なNCデータを短時間で作成することが
できる。したがって、フラットエンドミルとボールエン
ドミルとを適切に使い分けることができるので、切削時
間も短縮することができる。
【0030】なお、この実施例では、NCデータを作成
するためのプログラムをHDにインストールするように
しているが、プログラムが記録されたCD−ROMやD
VD−ROMなどの記録媒体をコンピュータに設けられ
たディスクドライブに挿入して、処理を実行するように
してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】ワークを切削する手順を示すための図解図であ
る。
【図3】図1実施例で用いられるソリッドモデルを示す
図解図である。
【図4】図1実施例に示すCPUの処理の一部を示すフ
ロー図である。
【図5】図1実施例のコンピュータで作成したソリッド
モデルの輪郭線図である。
【図6】図1実施例のコンピュータで変則面の高さ情報
を変換する方法を説明するための図解図である。
【図7】フラットエンドミルで切削(加工)した後のワ
ークを示す図解図である。
【図8】ボールエンドミルで切削(加工)した後のワー
クを示す図解図である。
【符号の説明】
10 …NCデータ作成装置(コンピュータ) 10a …CPU 10b …HD 12 …キーボード 14 …マウス 16 …モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 智明 兵庫県尼崎市浜1丁目1番1号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 Fターム(参考) 5H269 AB01 AB05 AB19 BB08 QA05 QC01 QC03 QC06 QD10 QE04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ソリッドモデルの表面に含まれる複数の面
    のそれぞれを水平面、垂直面および変則面のいずれかに
    判定する面判定手段、 前記水平面および前記垂直面をフラットエンドミルで加
    工する第1NCデータを作成する第1作成手段、および
    前記変則面をボールエンドミルで加工する第2NCデー
    タを作成する第2作成手段を備える、NCデータ作成装
    置。
  2. 【請求項2】前記変則面は斜面および曲面の少なくとも
    一方を含む、請求項1記載のNCデータ作成装置。
  3. 【請求項3】前記第1作成手段は、前記複数の面のそれ
    ぞれの輪郭線を作成する線作成手段、前記輪郭線のそれ
    ぞれに加工方向における位置情報を付加する付加手段、
    および前記位置情報に基づいて前記変則面の前記輪郭線
    を前記変則面内でありかつ前記加工方向における最高位
    置に移動させる移動手段を含む、請求項1または2記載
    のNCデータ作成装置。
  4. 【請求項4】前記第2作成手段は前記変則面を多面体近
    似する近似手段を含む、請求項1ないし3のいずれかに
    記載のNCデータ作成装置。
  5. 【請求項5】前記近似手段は前記変則面を前記第2工具
    の直径分外側に拡大した範囲について多面体近似する、
    請求項4記載のNCデータ作成装置。
  6. 【請求項6】ソリッドモデルの表面に含まれる複数の面
    のそれぞれを水平面、垂直面および変則面のいずれかに
    判定する面判定プログラム、 前記水平面および前記垂直面をフラットエンドミルで加
    工する第1NCデータを作成する第1作成プログラム、
    および前記変則面をボールエンドミルで加工する第2N
    Cデータを作成する第2作成プログラムを記録した、記
    録媒体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009181330A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Sigma:Kk Cadシステム及びcam加工情報の生成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009181330A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Sigma:Kk Cadシステム及びcam加工情報の生成方法

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