JP2002023814A - 工作物の選択した部分の機械加工をコンピュータによって実行する方法 - Google Patents
工作物の選択した部分の機械加工をコンピュータによって実行する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速切削機械の切削工具を制御するコンピュ
ータにより実行される方法とシステムとを提供する。 【解決手段】 極端な切削力を排除するために、高速切
削機械において一定速度で材料を除去するよう切削機械
を制御する効果的な工具軌道を提供する。工具軌道はま
た、切削工具と加工物との間で発生した熱を切り屑を通
してより良好に放散できるようにする。切削工具および
（または）工作物の損傷を排除するために、切削工具が
切削軌道に沿って走行するにつれて、切削工具に対して
一定の工具負荷が保持されるよう保証する。更に、極端
な切削力が切削工具を損傷させることがないように、工
作物から材料が除去される一定の速度が保持される。本
方法とシステムとは工作物のいずれの最終形状に対して
も適用可能である。
ータにより実行される方法とシステムとを提供する。 【解決手段】 極端な切削力を排除するために、高速切
削機械において一定速度で材料を除去するよう切削機械
を制御する効果的な工具軌道を提供する。工具軌道はま
た、切削工具と加工物との間で発生した熱を切り屑を通
してより良好に放散できるようにする。切削工具および
（または）工作物の損傷を排除するために、切削工具が
切削軌道に沿って走行するにつれて、切削工具に対して
一定の工具負荷が保持されるよう保証する。更に、極端
な切削力が切削工具を損傷させることがないように、工
作物から材料が除去される一定の速度が保持される。本
方法とシステムとは工作物のいずれの最終形状に対して
も適用可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に高速切削機
械における切削工具の運動を制御することに関し、特に
高速切削機械の切削工具のための工具軌道を提供する方
法とシステムとに関する。
械における切削工具の運動を制御することに関し、特に
高速切削機械の切削工具のための工具軌道を提供する方
法とシステムとに関する。
【０００２】
【従来の技術】高速切削機械の最近の出現は、従来の工
作機械で可能であった以上にはるかに高速で工作物を機
械加工する可能性の道を開いた。近代的な高速切削機械
は、４０，０００ｒｐｍ以上の回転速度を提供すること
ができるので、切削工具に工具負荷のたとえ小さな変化
があっても切削工具あるいは工作物を損傷させる可能性
がある。特に、切削工具が工作物と接触することを通し
て発生する熱の十分な放散が欠如すると、（例えば、工
具の溶融のような）切削工具に対する、あるいは工作物
に対する損傷が発生しやすい。
作機械で可能であった以上にはるかに高速で工作物を機
械加工する可能性の道を開いた。近代的な高速切削機械
は、４０，０００ｒｐｍ以上の回転速度を提供すること
ができるので、切削工具に工具負荷のたとえ小さな変化
があっても切削工具あるいは工作物を損傷させる可能性
がある。特に、切削工具が工作物と接触することを通し
て発生する熱の十分な放散が欠如すると、（例えば、工
具の溶融のような）切削工具に対する、あるいは工作物
に対する損傷が発生しやすい。
【０００３】高速切削機械の多くの使用者が当該機械の
制御に計算機援用製造（ＣＡＭ）システムを採用してい
る。そのようなＣＡＭシステムは、従来のＣＡＭシステ
ムが（例えば、一定の工具負荷とか効率的な熱放散のよ
うな）当該機械の安全作動条件を保証するには適当でな
いため、当該機械の能力よりはるかに低い回転速度で工
作機械を作動させている。その結果、当該機械はそれら
の持てる完全な能力で作動していないかもしれない。あ
るＣＡＭシステムは、工作物の粗削りに対して限定的な
支援を提供するものの、このような限定的な支援作用は
極少数の工作物に関してのみ作用する。これらの従来の
粗削りの可能性は、工作物の形状が更に複雑になると余
り使用されない。
制御に計算機援用製造（ＣＡＭ）システムを採用してい
る。そのようなＣＡＭシステムは、従来のＣＡＭシステ
ムが（例えば、一定の工具負荷とか効率的な熱放散のよ
うな）当該機械の安全作動条件を保証するには適当でな
いため、当該機械の能力よりはるかに低い回転速度で工
作機械を作動させている。その結果、当該機械はそれら
の持てる完全な能力で作動していないかもしれない。あ
るＣＡＭシステムは、工作物の粗削りに対して限定的な
支援を提供するものの、このような限定的な支援作用は
極少数の工作物に関してのみ作用する。これらの従来の
粗削りの可能性は、工作物の形状が更に複雑になると余
り使用されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速切削機
械の切削工具の運動を制御する方法とシステムとを提供
する。特に、本発明は、切削工具および（または）工作
物に対する損傷の危険性が最小であって、高速回転して
いる切削工具のための工具軌道を提供する。切削工具お
よび（または）工作物の損傷を排除するために、本発明
は、切削工具が切削軌道に沿って走行するにつれて、切
削工具に対して一定の工具負荷が保持されるよう保証す
る。更に、極端な切削力が切削工具を損傷させることが
ないように、工作物から材料が除去される一定の速度が
保持される。
械の切削工具の運動を制御する方法とシステムとを提供
する。特に、本発明は、切削工具および（または）工作
物に対する損傷の危険性が最小であって、高速回転して
いる切削工具のための工具軌道を提供する。切削工具お
よび（または）工作物の損傷を排除するために、本発明
は、切削工具が切削軌道に沿って走行するにつれて、切
削工具に対して一定の工具負荷が保持されるよう保証す
る。更に、極端な切削力が切削工具を損傷させることが
ないように、工作物から材料が除去される一定の速度が
保持される。
【０００５】本発明の別の目的は、切削工具が工作物と
接触することを通して発生する熱の効率的な放散をもた
らすような、高速切削機械の切削工具を制御する方法と
システムとを提供することである。効率的な熱放散を達
成するために、本発明は、熱の切り屑への伝達を高める
ために一定の切り屑サイズで工作物から材料を除去する
よう切削工具がそれに沿って走行する工具軌道を提供す
る。
接触することを通して発生する熱の効率的な放散をもた
らすような、高速切削機械の切削工具を制御する方法と
システムとを提供することである。効率的な熱放散を達
成するために、本発明は、熱の切り屑への伝達を高める
ために一定の切り屑サイズで工作物から材料を除去する
よう切削工具がそれに沿って走行する工具軌道を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一局面による
と、高速切削機械の切削工具によって工作物の選択され
た部分を機械加工するコンピュータによって実行される
方法が提供される。工作物は水平のスライスに仮想分割
される。水平スライスは、切削工具が一時に工作物から
材料を除去するための一単位である。工作物の水平スラ
イスの１個が選択される。該スライスの境界が決めら
れ、先行の境界からの工作物に埋没した切削工具の切削
深さによってスライスからの材料の除去を想定して後続
の境界が決められる。スライスの選択された部分の境界
に基づいて工具軌道が生成され、切削工具軌道が、切削
工具の半径と、切削工具の切削深さの所定の値とに応じ
て、境界からの空間中に位置される。選択された部分
は、この生成された工具軌道に沿って切削工具を動かす
ことによって機械加工される。
と、高速切削機械の切削工具によって工作物の選択され
た部分を機械加工するコンピュータによって実行される
方法が提供される。工作物は水平のスライスに仮想分割
される。水平スライスは、切削工具が一時に工作物から
材料を除去するための一単位である。工作物の水平スラ
イスの１個が選択される。該スライスの境界が決めら
れ、先行の境界からの工作物に埋没した切削工具の切削
深さによってスライスからの材料の除去を想定して後続
の境界が決められる。スライスの選択された部分の境界
に基づいて工具軌道が生成され、切削工具軌道が、切削
工具の半径と、切削工具の切削深さの所定の値とに応じ
て、境界からの空間中に位置される。選択された部分
は、この生成された工具軌道に沿って切削工具を動かす
ことによって機械加工される。
【０００７】本発明の別の局面によると、高速切削機械
の切削工具を制御する制御装置が提供される。該制御装
置はメモリ要素とプロセッサとを含む。メモリ要素は、
切削工具を制御する指令と、切削工具を制御するための
工作物に関するデータとを記憶している。プロセッサ
は、切削工具の工具軌道のための信号を制御するメモリ
要素に記憶された指令を実行する。プロセッサは、メモ
リに記憶された工作物に関するデータを使用して工作物
の水平スライス用のデータを発生させる。プロセッサ
は、工作物のスライスのためのデータを検査してスライ
スの選択された部分の初期境界を検出する。プロセッサ
は、初期境界のデータに基づいてスライスの選択された
部分の後続する境界データを発生させる。後続の境界デ
ータは、先行する境界データから工作物に埋没した切削
工具の切削深さを差し引くことによって検出してもよ
い。プロセッサは工具軌道のための信号を発生する。工
具軌道は、切削工具の半径と切削工具の切削深さの所定
の値とに応じて境界から離れた空間中に位置する。
の切削工具を制御する制御装置が提供される。該制御装
置はメモリ要素とプロセッサとを含む。メモリ要素は、
切削工具を制御する指令と、切削工具を制御するための
工作物に関するデータとを記憶している。プロセッサ
は、切削工具の工具軌道のための信号を制御するメモリ
要素に記憶された指令を実行する。プロセッサは、メモ
リに記憶された工作物に関するデータを使用して工作物
の水平スライス用のデータを発生させる。プロセッサ
は、工作物のスライスのためのデータを検査してスライ
スの選択された部分の初期境界を検出する。プロセッサ
は、初期境界のデータに基づいてスライスの選択された
部分の後続する境界データを発生させる。後続の境界デ
ータは、先行する境界データから工作物に埋没した切削
工具の切削深さを差し引くことによって検出してもよ
い。プロセッサは工具軌道のための信号を発生する。工
具軌道は、切削工具の半径と切削工具の切削深さの所定
の値とに応じて境界から離れた空間中に位置する。
【０００８】本発明は、一定の工具負荷および一定の切
り屑サイズの下で切削工具がそれに沿って機械加工する
正確で、効率的で、かつ頑丈な工具軌道を提供するコン
ピュータによる方法およびシステムを実行する。更に、
本発明は、工作物の幾何学的形状の複雑さとは無関係に
最終製品の何れの形状に対しても適用可能な、切削工具
を制御する切削方法およびシステムを提供する。本発明
による切削方法およびシステムは、空間に対して開放し
ている境界の無い工作物および材料が除去されない工作
物の領域の数と面積とは関係なく、工作物のいずれの形
状に対してさえも適用可能である。
り屑サイズの下で切削工具がそれに沿って機械加工する
正確で、効率的で、かつ頑丈な工具軌道を提供するコン
ピュータによる方法およびシステムを実行する。更に、
本発明は、工作物の幾何学的形状の複雑さとは無関係に
最終製品の何れの形状に対しても適用可能な、切削工具
を制御する切削方法およびシステムを提供する。本発明
による切削方法およびシステムは、空間に対して開放し
ている境界の無い工作物および材料が除去されない工作
物の領域の数と面積とは関係なく、工作物のいずれの形
状に対してさえも適用可能である。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例は、高速切削機械において切
削工具を制御するコンピュータ化した方法とシステムと
に関する。特に、本実施例は、空間に対して開放した工
作物の境界に基づいて、工作物を切削工具が機械加工す
る工具軌道を生成する。切削機械の切削工具は、空間か
ら工作物の境界に近接し、コンピュータ化したシステム
によって生成された工具軌道に沿って走行して工作物を
機械加工する。切削工具が工作物に近接するために空間
に対して開放している境界を工作物が何ら有していない
場合、切削工具は、工作物上へ降下して空間に対して開
放している初期境界を備えた開放領域を作る。
削工具を制御するコンピュータ化した方法とシステムと
に関する。特に、本実施例は、空間に対して開放した工
作物の境界に基づいて、工作物を切削工具が機械加工す
る工具軌道を生成する。切削機械の切削工具は、空間か
ら工作物の境界に近接し、コンピュータ化したシステム
によって生成された工具軌道に沿って走行して工作物を
機械加工する。切削工具が工作物に近接するために空間
に対して開放している境界を工作物が何ら有していない
場合、切削工具は、工作物上へ降下して空間に対して開
放している初期境界を備えた開放領域を作る。
【００１０】本発明の実施例によるコンピュータ化した
制御は、切削工具がそれに沿って連続して工作物に食い
込むための切削工具軌道を提供する。工具軌道が閉鎖さ
れている場合には、切削工具は工作物に留まる。もしも
工具軌道が始まった所で終了したとすれば、閉鎖された
広義軌道が提供される。切削工具は、工作物に食い込ん
だままで閉鎖した工具軌道から次の工具軌道まで移動す
る。
制御は、切削工具がそれに沿って連続して工作物に食い
込むための切削工具軌道を提供する。工具軌道が閉鎖さ
れている場合には、切削工具は工作物に留まる。もしも
工具軌道が始まった所で終了したとすれば、閉鎖された
広義軌道が提供される。切削工具は、工作物に食い込ん
だままで閉鎖した工具軌道から次の工具軌道まで移動す
る。
【００１１】本発明の実施例はまた、切削工具が工作物
から後退するときの時間を最小にするために、位置決め
直し運動を低減するよう切削工具を制御する方法とシス
テムとを提供する。切削工具の後退が必要な場合、切削
工具は、上方へ動いて工作物から離れ、次いで工作物へ
降下する。工具軌道が障害物と衝突しない場合、切削工
具は退出することなく次の工具軌道まで動く。もしも衝
突が起こりそうであるとすれば、切削工具は、工作物の
頂部の上方の限界レベルの高さまで、あるいは最小の最
も安全な高さまで上昇する。
から後退するときの時間を最小にするために、位置決め
直し運動を低減するよう切削工具を制御する方法とシス
テムとを提供する。切削工具の後退が必要な場合、切削
工具は、上方へ動いて工作物から離れ、次いで工作物へ
降下する。工具軌道が障害物と衝突しない場合、切削工
具は退出することなく次の工具軌道まで動く。もしも衝
突が起こりそうであるとすれば、切削工具は、工作物の
頂部の上方の限界レベルの高さまで、あるいは最小の最
も安全な高さまで上昇する。
【００１２】本発明の実施例は、切削工具の急激な方向
変化を最小にするような工具軌道を提供する。閉鎖ルー
プ軌道を接続する場合、切削工具は、方向変化を低減す
るよう「Ｓ字形」の動きを使用して次の工具軌道まで動
く。工具軌道に近づき、かつ出ていく場合、切削工具
は、方向変化を最小にするために螺旋状のスプラインの
要領の動きを利用して動く。切削工具は、位置決め直し
において、滑らかな螺旋状のスプラインの要領の動き利
用して面から離れ、これも滑らかな螺旋状のスプライン
の要領の動きを利用して次の切削を行なうよう該面の上
に来る。
変化を最小にするような工具軌道を提供する。閉鎖ルー
プ軌道を接続する場合、切削工具は、方向変化を低減す
るよう「Ｓ字形」の動きを使用して次の工具軌道まで動
く。工具軌道に近づき、かつ出ていく場合、切削工具
は、方向変化を最小にするために螺旋状のスプラインの
要領の動きを利用して動く。切削工具は、位置決め直し
において、滑らかな螺旋状のスプラインの要領の動き利
用して面から離れ、これも滑らかな螺旋状のスプライン
の要領の動きを利用して次の切削を行なうよう該面の上
に来る。
【００１３】更に、本発明の実施例は、切削工具が一定
の切削状態で工作物を機械加工するような工具軌道を生
成する。切削工具を一定の切削状態に保つには、切削工
具は、クライム切削状態で工具軌道に沿って留まってい
る。この一定の切削状態が、切削工具を破損させる原因
となる切削工具に作用する何らかの変化を阻止する。
の切削状態で工作物を機械加工するような工具軌道を生
成する。切削工具を一定の切削状態に保つには、切削工
具は、クライム切削状態で工具軌道に沿って留まってい
る。この一定の切削状態が、切削工具を破損させる原因
となる切削工具に作用する何らかの変化を阻止する。
【００１４】その結果、本発明の実施例は、高速切削機
械における切削工具を制御する、リアルタイムで、コン
ピュータ化された切削方法とシステムとを実行すること
ができる。コンピュータ化した方法とシステムとは、極
端な切削力を排除するために高速切削機械における材料
の一定速度の除去の下に切削機械を制御するための効果
的な工具軌道を提供する。工具軌道はまた、切削工具に
よって除去される切り屑に対するより良好な伝熱を促進
している。本発明の実施例は、工作物のいかなる形状に
対しても提供可能である切削工具のための工具軌道を提
供する。
械における切削工具を制御する、リアルタイムで、コン
ピュータ化された切削方法とシステムとを実行すること
ができる。コンピュータ化した方法とシステムとは、極
端な切削力を排除するために高速切削機械における材料
の一定速度の除去の下に切削機械を制御するための効果
的な工具軌道を提供する。工具軌道はまた、切削工具に
よって除去される切り屑に対するより良好な伝熱を促進
している。本発明の実施例は、工作物のいかなる形状に
対しても提供可能である切削工具のための工具軌道を提
供する。
【００１５】図１は、本発明の実施例として実行するに
適したコンピュータ化したシステムの形態例を示すブロ
ック線図である。本発明の実施例は、本システム１００
によって製造されるべき製品に関する情報を包含したコ
ンピュータ支援製造（ＣＡＭ）システムに基づいてい
る。本発明の実施例によるコンピュータ化したシステム
１００は、プロセッサ１０１と、メモリ装置１０３と、
キーボード１０５およびポインタ１０７（入力装置）
と、モニタ（ディスプレイ装置）１０９と、高速の切削
機械１１１とを含む。高速の切削機械１１１は、工作物
１１５の選択された部分を切削する切削工具１１３を含
む。プロセッサ１０１は、メモリ装置１０３に記憶され
た指令に基づき、本システム１００の全体の作動を制御
する。当該技術分野の専門家は、本システム１００が緊
密に結合されたシステムあるいは分配されたシステムに
対して実行しうることを認識する。当該技術分野の専門
家はまた、プロセッサ１０１は高速の切削機械１１１に
統合されたワークステーションに位置するか、あるいは
切削機械１１１に対して遠隔に位置しうることも認識す
る。メモリ装置１０３は、本システム１００を作動させ
るために使用される指令のプログラムコードを記憶し
た、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような
主メモリ装置１０２と、切削システムを作動させるため
に使用されるプログラムデータを記憶する、例えばハー
ドディスクメモリのような二次メモリ装置１０４とを含
む。二次メモリ装置１０４はまた、製造すべき製品のデ
ータや工作物のデータを記憶している。本システム１０
０は、例えばＰｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ（登録商標）の
ようなコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムと関連
して作用し、製造すべき製品のデータは、ＣＡＤシステ
ムから二次メモリ１０４まで転送しうる。キーボード１
０５とポインタ１０７とを含む入力装置が、工作物のデ
ータや工作物を切削するためのその他の指令情報を入力
するために使用しうる。ＣＲＴディスプレイあるいはＬ
ＣＤディスプレイを含むディスプレイ装置１０９は、指
令やデータを入力したり、工作物の製造状態を出力する
ためのユーザインタフェースを示す。
適したコンピュータ化したシステムの形態例を示すブロ
ック線図である。本発明の実施例は、本システム１００
によって製造されるべき製品に関する情報を包含したコ
ンピュータ支援製造（ＣＡＭ）システムに基づいてい
る。本発明の実施例によるコンピュータ化したシステム
１００は、プロセッサ１０１と、メモリ装置１０３と、
キーボード１０５およびポインタ１０７（入力装置）
と、モニタ（ディスプレイ装置）１０９と、高速の切削
機械１１１とを含む。高速の切削機械１１１は、工作物
１１５の選択された部分を切削する切削工具１１３を含
む。プロセッサ１０１は、メモリ装置１０３に記憶され
た指令に基づき、本システム１００の全体の作動を制御
する。当該技術分野の専門家は、本システム１００が緊
密に結合されたシステムあるいは分配されたシステムに
対して実行しうることを認識する。当該技術分野の専門
家はまた、プロセッサ１０１は高速の切削機械１１１に
統合されたワークステーションに位置するか、あるいは
切削機械１１１に対して遠隔に位置しうることも認識す
る。メモリ装置１０３は、本システム１００を作動させ
るために使用される指令のプログラムコードを記憶し
た、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような
主メモリ装置１０２と、切削システムを作動させるため
に使用されるプログラムデータを記憶する、例えばハー
ドディスクメモリのような二次メモリ装置１０４とを含
む。二次メモリ装置１０４はまた、製造すべき製品のデ
ータや工作物のデータを記憶している。本システム１０
０は、例えばＰｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ（登録商標）の
ようなコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムと関連
して作用し、製造すべき製品のデータは、ＣＡＤシステ
ムから二次メモリ１０４まで転送しうる。キーボード１
０５とポインタ１０７とを含む入力装置が、工作物のデ
ータや工作物を切削するためのその他の指令情報を入力
するために使用しうる。ＣＲＴディスプレイあるいはＬ
ＣＤディスプレイを含むディスプレイ装置１０９は、指
令やデータを入力したり、工作物の製造状態を出力する
ためのユーザインタフェースを示す。
【００１６】図２は、ユーザインタフェースを示すディ
スプレイの一例である。ユーザインタフェースは、目標
とする製品の結果的な形状を表示する。ユーザインタフ
ェースはまた、ユーザが例えば工作物の形状やサイズの
ような工作物のデータを入力できるようにする。ユーザ
は、ディスプレイのセットアップセクション２０１にお
いて、例えばビレット（Ｂｉｌｌｅｔ）あるいはバー
（Ｂａｒ）のような工作物の形状のデータを入力するこ
とができる。ユーザはまた、ディスプレイのサイズセク
ション２０３において工作物の長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、
幅（Ｗｉｄｔｈ）、および厚さ（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）
を含む工作物のサイズを入力することができる。工作物
の入力データは、メモリ装置１０３に記憶され、本発明
の実施例において、工作物を機械加工する切削工具の工
具軌道を生成するために使用される。
スプレイの一例である。ユーザインタフェースは、目標
とする製品の結果的な形状を表示する。ユーザインタフ
ェースはまた、ユーザが例えば工作物の形状やサイズの
ような工作物のデータを入力できるようにする。ユーザ
は、ディスプレイのセットアップセクション２０１にお
いて、例えばビレット（Ｂｉｌｌｅｔ）あるいはバー
（Ｂａｒ）のような工作物の形状のデータを入力するこ
とができる。ユーザはまた、ディスプレイのサイズセク
ション２０３において工作物の長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、
幅（Ｗｉｄｔｈ）、および厚さ（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）
を含む工作物のサイズを入力することができる。工作物
の入力データは、メモリ装置１０３に記憶され、本発明
の実施例において、工作物を機械加工する切削工具の工
具軌道を生成するために使用される。
【００１７】図３は、本発明の実施例の説明に使用され
る用語を定義するために、工作物と切削工具との間の関
係を示す、工作物と切削工具との上面図である。工作物
は、本発明の実施例において、工作物を切削工具３０５
が粗削りするための水平「スライス」に仮想的に分割され
る。スライスの深さは、例えば切削工具の能力および工
作物の材質のようなある要素によって決定される。ユー
ザはまた、例えば特定の一定値としてスライスの深さを
定義してもよい。切削工具がスライスを機械加工する場
合、切削工具は幾何学的状況に応じて隣接するスライス
に接触してもよいが、隣接スライスにえぐり出はしない
ようにする。
る用語を定義するために、工作物と切削工具との間の関
係を示す、工作物と切削工具との上面図である。工作物
は、本発明の実施例において、工作物を切削工具３０５
が粗削りするための水平「スライス」に仮想的に分割され
る。スライスの深さは、例えば切削工具の能力および工
作物の材質のようなある要素によって決定される。ユー
ザはまた、例えば特定の一定値としてスライスの深さを
定義してもよい。切削工具がスライスを機械加工する場
合、切削工具は幾何学的状況に応じて隣接するスライス
に接触してもよいが、隣接スライスにえぐり出はしない
ようにする。
【００１８】工作物の各スライスは、切断すべき「選択
された部分」を含みうる。工作物の各スライスはまた、
切断すべきでない非選択部分３０３を含みうる。非選択
部分３０３は「アイランド」と称される。工作物の各スラ
イスはまた、切削工具が空間からスライスに近接する空
間に対して開放している「境界」３０１および３１１を含
みうる。スライスの初期境界３０１は、切削工具が最初
に空間から工作物に接触しうるようにする。
された部分」を含みうる。工作物の各スライスはまた、
切断すべきでない非選択部分３０３を含みうる。非選択
部分３０３は「アイランド」と称される。工作物の各スラ
イスはまた、切削工具が空間からスライスに近接する空
間に対して開放している「境界」３０１および３１１を含
みうる。スライスの初期境界３０１は、切削工具が最初
に空間から工作物に接触しうるようにする。
【００１９】本発明の実施例は、半径がｒの切削工具３
０５を採用している。切削工具３０５は、工作物の水平
スライスに基づいて「スッテプオーバ」値だけ工作物から
材料を除去する。ステップオーバ値ｓは、工作物の材料
中に埋没される切削工具の長さである。ステップオーバ
値は、工作物の材質と工作機械の能力とによって決ま
る。ステップオーバ値はまた、ユーザによって特定の一
定値として規定してもよい。
０５を採用している。切削工具３０５は、工作物の水平
スライスに基づいて「スッテプオーバ」値だけ工作物から
材料を除去する。ステップオーバ値ｓは、工作物の材料
中に埋没される切削工具の長さである。ステップオーバ
値は、工作物の材質と工作機械の能力とによって決ま
る。ステップオーバ値はまた、ユーザによって特定の一
定値として規定してもよい。
【００２０】工具軌道は切削工具の中心の輪郭として規
定される。もしも工具軌道３０７が初期境界３０１に基
づいて決定されるとすれば、切削工具３０５は、工具軌
道３０７に沿って走行し、スライスの選択された部分を
切削する。もしも切削工具３０５が該切削工具の半径ｒ
より小さいステップオーバ値ｓだけ工作物を切削すると
すれば、工具軌道３０７は、図３に示すように（ｒ−
ｓ）の値だけ工作物の初期境界３０１から空間まで離隔
して位置される。切削工具３０５が工具軌道３０７に沿
って工作物を機械加工すると想定すると、スライスの後
続の境界３１１はスライスの初期境界３０１の内部に生
成される。後続の工具軌道３０９は後続の境界３１１に
基づいて決めればよい。
定される。もしも工具軌道３０７が初期境界３０１に基
づいて決定されるとすれば、切削工具３０５は、工具軌
道３０７に沿って走行し、スライスの選択された部分を
切削する。もしも切削工具３０５が該切削工具の半径ｒ
より小さいステップオーバ値ｓだけ工作物を切削すると
すれば、工具軌道３０７は、図３に示すように（ｒ−
ｓ）の値だけ工作物の初期境界３０１から空間まで離隔
して位置される。切削工具３０５が工具軌道３０７に沿
って工作物を機械加工すると想定すると、スライスの後
続の境界３１１はスライスの初期境界３０１の内部に生
成される。後続の工具軌道３０９は後続の境界３１１に
基づいて決めればよい。
【００２１】図４は、本発明の実施例において実行され
る段階を示すフローチャートである。該チャートにおい
て、工作物は、所定の深さに応じて仮想スライスに水平
方向に分割される（段階４０１）。高速切削機械の切削
工具は、工作物の水平スライスに基づいて作動する。切
削工具は、工具負荷を最大限以下に保っているスライス
のステップオーバ値だけ最大工作物から材料を除去す
る。切削工具は、水平方向にはステップオーバ値だけ、
垂直方向にはスライスの深さだけスライス中に埋没して
いる。このため、工具負荷は、切削工具が順方向に工作
物を切削するにつれて工作物中へ埋没する切削工具の断
面深さによって決まる。
る段階を示すフローチャートである。該チャートにおい
て、工作物は、所定の深さに応じて仮想スライスに水平
方向に分割される（段階４０１）。高速切削機械の切削
工具は、工作物の水平スライスに基づいて作動する。切
削工具は、工具負荷を最大限以下に保っているスライス
のステップオーバ値だけ最大工作物から材料を除去す
る。切削工具は、水平方向にはステップオーバ値だけ、
垂直方向にはスライスの深さだけスライス中に埋没して
いる。このため、工具負荷は、切削工具が順方向に工作
物を切削するにつれて工作物中へ埋没する切削工具の断
面深さによって決まる。
【００２２】スライスの選択された部分がスライスの境
界から切削工具によって機械加工される。スライスの工
具軌道がスライスの非機械加工領域の境界に基づいて生
成される。切削工具の工具軌道は、工具の半径の値から
ステップオーバ値を差し引いた分だけ工作物の非機械加
工領域の境界を空間に向ってオフセットすることによっ
て生成される（段階４０３）。生成された工具軌道は、
本システム１００のメモリ装置１０２に記憶される。空
間に対して開放している初期境界がなんら見つけること
が不可能である場合、空間に対して開放している境界を
備えた領域を開放するための別の段階が必要とされる。
このことは以下詳細に説明する。
界から切削工具によって機械加工される。スライスの工
具軌道がスライスの非機械加工領域の境界に基づいて生
成される。切削工具の工具軌道は、工具の半径の値から
ステップオーバ値を差し引いた分だけ工作物の非機械加
工領域の境界を空間に向ってオフセットすることによっ
て生成される（段階４０３）。生成された工具軌道は、
本システム１００のメモリ装置１０２に記憶される。空
間に対して開放している初期境界がなんら見つけること
が不可能である場合、空間に対して開放している境界を
備えた領域を開放するための別の段階が必要とされる。
このことは以下詳細に説明する。
【００２３】工具軌道が一旦決定されると、次の工具軌
道がステップオーバ値だけスライスから材料を除去する
ことによって生成された工作物の新規の境界に基づいて
生成される。このプロセスは、スライスの全ての選択さ
れた部分が除去されるまで繰返される。
道がステップオーバ値だけスライスから材料を除去する
ことによって生成された工作物の新規の境界に基づいて
生成される。このプロセスは、スライスの全ての選択さ
れた部分が除去されるまで繰返される。
【００２４】境界に基づいて生成された工具軌道は、工
具軌道全体の接続距離を最短とするよう順序つけられる
（段階４０５）。本発明の実施例は、全体の接続長さを
最短とするように工具軌道の最終順序を決定するよう、
ある感知しうる順序付けアルゴリズムを採用している。
具軌道全体の接続距離を最短とするよう順序つけられる
（段階４０５）。本発明の実施例は、全体の接続長さを
最短とするように工具軌道の最終順序を決定するよう、
ある感知しうる順序付けアルゴリズムを採用している。
【００２５】順序付けられた工具軌道は、連続した工具
軌道と接続され切削工具用の工具軌道全体を完成する
（段階４０７）。切削工具用の工具軌道は、閉鎖ループ
あるいは開放ループとしうる。もしも連続して工具軌道
が閉鎖ループであるとすれば、現在の工具軌道は「Ｓ字
形」の接続軌道によって次の工具軌道に接続される。も
しも現在の工具軌道が開放ループであるとすれば、切削
工具は、螺旋状のスプラインの要領で工具軌道に近接
し、該工具軌道を出て行く。本発明の実施例はまた、障
害物と衝突するとすれば、切削工具を安全レベルまで後
退させる軌道を提供する。
軌道と接続され切削工具用の工具軌道全体を完成する
（段階４０７）。切削工具用の工具軌道は、閉鎖ループ
あるいは開放ループとしうる。もしも連続して工具軌道
が閉鎖ループであるとすれば、現在の工具軌道は「Ｓ字
形」の接続軌道によって次の工具軌道に接続される。も
しも現在の工具軌道が開放ループであるとすれば、切削
工具は、螺旋状のスプラインの要領で工具軌道に近接
し、該工具軌道を出て行く。本発明の実施例はまた、障
害物と衝突するとすれば、切削工具を安全レベルまで後
退させる軌道を提供する。
【００２６】一旦全体の工具軌道が完成されると、工作
物は、生成された工具軌道に沿って切削工具によって機
械加工される（段階４０９）。
物は、生成された工具軌道に沿って切削工具によって機
械加工される（段階４０９）。
【００２７】図５は、図４に示す本発明の実施例におい
て、工具軌道を生成する段階で実行された段階を示すフ
ローチャートである。もしも工作物のスライスが提供さ
れているとすれば、切削工具がスライスの選択された部
分に近接しるよう空間に対して開放している初期境界
（図３における３０１）が、該スライスに所在するか否
かを検出するよう検査される。もしも初期境界があると
すれば、該境界はそれが切削工具が工作物に近接しうる
に十分であるか否かを検出するよう検査される（段階５
０３）。もしも空間に対して開放している初期境界が無
いか、あるいは初期境界が切削工具が工作物に近接する
には小さすぎるとすれば、切削工具は、空間に対して開
放している初期境界に開放領域のための内部孔を生成す
る（段階５０５）。生成された孔の境界を、工具軌道を
生成する初期境界として使用すればよい。孔を生成する
実施例については、以下詳細に説明する。
て、工具軌道を生成する段階で実行された段階を示すフ
ローチャートである。もしも工作物のスライスが提供さ
れているとすれば、切削工具がスライスの選択された部
分に近接しるよう空間に対して開放している初期境界
（図３における３０１）が、該スライスに所在するか否
かを検出するよう検査される。もしも初期境界があると
すれば、該境界はそれが切削工具が工作物に近接しうる
に十分であるか否かを検出するよう検査される（段階５
０３）。もしも空間に対して開放している初期境界が無
いか、あるいは初期境界が切削工具が工作物に近接する
には小さすぎるとすれば、切削工具は、空間に対して開
放している初期境界に開放領域のための内部孔を生成す
る（段階５０５）。生成された孔の境界を、工具軌道を
生成する初期境界として使用すればよい。孔を生成する
実施例については、以下詳細に説明する。
【００２８】スライスの初期境界が、切削工具が工作物
に近接するためのスライスの境界として決定された場合
（段階５０７）、初期境界に基づいて工具軌道が生成さ
れる（段階５０９）。切削工具が半径ｒを有する円の断
面を有し、ステップオーバ値がｓであると想定すると、
工具軌道は、初期境界を（ｒ−ｓ）だけ空間まで動かす
ことによって決定される。工具軌道の隅は更に丸みがつ
けられる。生成された工具軌道は本システム１００のメ
モリ要素に記憶される。切削工具が工具軌道に沿って走
行する間のステップオーバ値ｓだけスライスの選択され
た部分から材料を除去するものと想定すると、新規に生
成された工具軌道を切削工具の半径だけ工作物まで動か
すことによって、後続の境界を生成することができる
（段階５１１）。後続の境界は本システム１００のメモ
リ要素１０２に記憶される。
に近接するためのスライスの境界として決定された場合
（段階５０７）、初期境界に基づいて工具軌道が生成さ
れる（段階５０９）。切削工具が半径ｒを有する円の断
面を有し、ステップオーバ値がｓであると想定すると、
工具軌道は、初期境界を（ｒ−ｓ）だけ空間まで動かす
ことによって決定される。工具軌道の隅は更に丸みがつ
けられる。生成された工具軌道は本システム１００のメ
モリ要素に記憶される。切削工具が工具軌道に沿って走
行する間のステップオーバ値ｓだけスライスの選択され
た部分から材料を除去するものと想定すると、新規に生
成された工具軌道を切削工具の半径だけ工作物まで動か
すことによって、後続の境界を生成することができる
（段階５１１）。後続の境界は本システム１００のメモ
リ要素１０２に記憶される。
【００２９】工具軌道と後続の境界とを決定する段階を
実行する別の例は、切削工具が初期境界に沿って走行す
るものと想定することである。切削工具が初期境界に沿
って走行すると、半径ｒだけ切削工具によって工作物の
スライスから除去された領域（Ａ）が生成される。除去
された領域は空間まで（ｒ−ｓ）の値だけ動かされる。
空間まで動いた領域（Ａ）の外側境界は初期工具軌道に
対応し（段階５０９）、前記領域（Ａ）の初期境界は後
続の境界に対応する（段階５１１）。
実行する別の例は、切削工具が初期境界に沿って走行す
るものと想定することである。切削工具が初期境界に沿
って走行すると、半径ｒだけ切削工具によって工作物の
スライスから除去された領域（Ａ）が生成される。除去
された領域は空間まで（ｒ−ｓ）の値だけ動かされる。
空間まで動いた領域（Ａ）の外側境界は初期工具軌道に
対応し（段階５０９）、前記領域（Ａ）の初期境界は後
続の境界に対応する（段階５１１）。
【００３０】スライスの初期境界に基づいて工具軌道を
決定する前述の段階は、該スライスの選択された部分が
除去されるまで繰返される（段階５１３）。その繰返し
において、後続の境界が初期境界に対してセットされる
（段階５１５）。
決定する前述の段階は、該スライスの選択された部分が
除去されるまで繰返される（段階５１３）。その繰返し
において、後続の境界が初期境界に対してセットされる
（段階５１５）。
【００３１】もしも工具軌道がスライスの境界に基づい
て生成されるとすれば、工具軌道は、前述のように切削
工具の全体走行距離を最短にするよう順序付けられる。
工具軌道の順序を決定した後工具軌道は、連続した工具
軌道と接続される。図６は、本発明の実施例において、
工具軌道を接続するために実行される細部の段階を示
す。もしも初期工具軌道が提供されているとすれば、工
具軌道の開始点の前に螺旋状のスプラインアプローチが
セットされる（段階６０１）。図７Ａは、工作物のスラ
イスに対する螺旋状のスプラインアプローチを示す工作
物と切削工具との上面図である。工作物の所定のスライ
ス６２１において、切削工具６２３は螺旋状のスプライ
ンの要領で工作物の初期境界からスライス６２１にアプ
ローチしうる。図７Ａに示すように、螺旋状のスプライ
ンアプローチは９０度曲がった円形アプローチの様相を
呈している。螺旋状のスプラインアプローチは、切削工
具６２３の切削方向並びに空間からの切削工具６２３の
アプローチ方向の双方に対して接線方向である。螺旋状
のスプラインアプローチの端位置は、切削工具６２３が
ステップオーバ値だけ工作物のスライス６２１の内部に
位置し、切削工具６２３が切削を開始しうる状態となる
位置である。
て生成されるとすれば、工具軌道は、前述のように切削
工具の全体走行距離を最短にするよう順序付けられる。
工具軌道の順序を決定した後工具軌道は、連続した工具
軌道と接続される。図６は、本発明の実施例において、
工具軌道を接続するために実行される細部の段階を示
す。もしも初期工具軌道が提供されているとすれば、工
具軌道の開始点の前に螺旋状のスプラインアプローチが
セットされる（段階６０１）。図７Ａは、工作物のスラ
イスに対する螺旋状のスプラインアプローチを示す工作
物と切削工具との上面図である。工作物の所定のスライ
ス６２１において、切削工具６２３は螺旋状のスプライ
ンの要領で工作物の初期境界からスライス６２１にアプ
ローチしうる。図７Ａに示すように、螺旋状のスプライ
ンアプローチは９０度曲がった円形アプローチの様相を
呈している。螺旋状のスプラインアプローチは、切削工
具６２３の切削方向並びに空間からの切削工具６２３の
アプローチ方向の双方に対して接線方向である。螺旋状
のスプラインアプローチの端位置は、切削工具６２３が
ステップオーバ値だけ工作物のスライス６２１の内部に
位置し、切削工具６２３が切削を開始しうる状態となる
位置である。
【００３２】もしも工具軌道が閉鎖ループであり（段階
６０３）、次の工具軌道も閉鎖ループであるとすれば
（段階６０５）、工具軌道は、Ｓ字形に接続を動かすこ
とによって次の工具軌道に接続される（段階６０７）。
もしも連続した工具軌道が閉鎖ループであるとすれば、
工具軌道はＳ字形に接続を動かすことによって接続され
る。図７Ｂは、連続した工具軌道の間のＳ字形の接続を
示す工作物と切削工具との上面図である。閉鎖ループの
工具軌道６２５は、Ｓ字形に接続を動かすことによりこ
れも閉鎖ループである次の軌道に接続される。Ｓ字形に
接続を動かすことによって、切削工具６２３が工具軌道
に沿って工作物のスライス６２１に連続して食い込むこ
とができるようにする。Ｓ字形に接続を動かすことによ
ってまた、切削工具および（または）工作物の大きな損
傷をもたらしうる急激な工具の方向変化を最小にする。
６０３）、次の工具軌道も閉鎖ループであるとすれば
（段階６０５）、工具軌道は、Ｓ字形に接続を動かすこ
とによって次の工具軌道に接続される（段階６０７）。
もしも連続した工具軌道が閉鎖ループであるとすれば、
工具軌道はＳ字形に接続を動かすことによって接続され
る。図７Ｂは、連続した工具軌道の間のＳ字形の接続を
示す工作物と切削工具との上面図である。閉鎖ループの
工具軌道６２５は、Ｓ字形に接続を動かすことによりこ
れも閉鎖ループである次の軌道に接続される。Ｓ字形に
接続を動かすことによって、切削工具６２３が工具軌道
に沿って工作物のスライス６２１に連続して食い込むこ
とができるようにする。Ｓ字形に接続を動かすことによ
ってまた、切削工具および（または）工作物の大きな損
傷をもたらしうる急激な工具の方向変化を最小にする。
【００３３】もしも工具軌道が開放ループであるとすれ
ば（段階６０３）、螺旋状のスプラインの要領での退出
運動が工具軌道の端の後に置かれる。図７Ｃは、スライ
スの工具軌道からの螺旋状スプラインの要領での退出運
動を示す工作物と切削工具との上面図である。螺旋状ス
プラインの要領での退出運動は、螺旋状スプラインの要
領でのアプローチ運動に類似するが、切削工具は逆方向
に運動する。螺旋状スプラインの要領の出口もまた、切
削工具の切削方向並びに切削工具の空間への退出方向に
対して接線方向である。退出運動は９０度の円形運動の
様相を呈している。
ば（段階６０３）、螺旋状のスプラインの要領での退出
運動が工具軌道の端の後に置かれる。図７Ｃは、スライ
スの工具軌道からの螺旋状スプラインの要領での退出運
動を示す工作物と切削工具との上面図である。螺旋状ス
プラインの要領での退出運動は、螺旋状スプラインの要
領でのアプローチ運動に類似するが、切削工具は逆方向
に運動する。螺旋状スプラインの要領の出口もまた、切
削工具の切削方向並びに切削工具の空間への退出方向に
対して接線方向である。退出運動は９０度の円形運動の
様相を呈している。
【００３４】前述の段階は、全ての工具軌道が連続した
工具軌道と接続されるまで繰返される（段階６１１）。
前記の繰返しにおいて、切削工具は、現在の工具軌道の
終わりから次に工具軌道の始まりまで直線に動くことに
よって運動する（段階６１３）。前記直線の運動が工具
軌道の間の接続距離を最短にする。
工具軌道と接続されるまで繰返される（段階６１１）。
前記の繰返しにおいて、切削工具は、現在の工具軌道の
終わりから次に工具軌道の始まりまで直線に動くことに
よって運動する（段階６１３）。前記直線の運動が工具
軌道の間の接続距離を最短にする。
【００３５】本発明の実施例は、切削工具を後退させる
ことなく工具軌道を接続する。もしも工具軌道が障害物
と衝突するとすれば、切削工具は、工作物の頂点の上方
の限界レベルの高さまで、あるいは障害物との衝突のな
い最小の安全高さまで、動かされる。切削工具は直線の
工具の運動によって次の工具への接続を保持する。
ことなく工具軌道を接続する。もしも工具軌道が障害物
と衝突するとすれば、切削工具は、工作物の頂点の上方
の限界レベルの高さまで、あるいは障害物との衝突のな
い最小の安全高さまで、動かされる。切削工具は直線の
工具の運動によって次の工具への接続を保持する。
【００３６】図８は、図４に示す切削工具用の工具軌道
に沿って工作物を機械加工するために実行される段階を
示すフローチャートである。接続が完了すると、次いで
切削工具が工具軌道に沿って工作物を機械加工する（段
階７０１）。もしも切削工具がアイランドに出会うとす
れば、工具軌道に沿って除去されるべき材料がステップ
オーバ値以下であるということが起こりうる。もしもス
ライスの境界とアイランドとの間に残っている材料が少
ないとすれば（段階７０３）、切削工具はステップオー
バ値に達するまで（段階７０５）、アイランドの境界に
沿って切削工具が横行する。切削工具は、それが曲線を
完了するまで工具軌道の沿って工作物を機械加工し続け
る。もしもループの機械加工の間に、切削工具がアイラ
ンドの一部と出会うとすれば、切削工具は、ステップオ
ーバ値で規定された材料の量を上回らない限りアイラン
ドの境界を追従する。このプロセスは境界が完全に機械
加工されるまで継続する。これが完了すると、切削工具
は、螺旋状のスプラインの要領の退出運動を利用して、
工作物（スライス）を退出する。
に沿って工作物を機械加工するために実行される段階を
示すフローチャートである。接続が完了すると、次いで
切削工具が工具軌道に沿って工作物を機械加工する（段
階７０１）。もしも切削工具がアイランドに出会うとす
れば、工具軌道に沿って除去されるべき材料がステップ
オーバ値以下であるということが起こりうる。もしもス
ライスの境界とアイランドとの間に残っている材料が少
ないとすれば（段階７０３）、切削工具はステップオー
バ値に達するまで（段階７０５）、アイランドの境界に
沿って切削工具が横行する。切削工具は、それが曲線を
完了するまで工具軌道の沿って工作物を機械加工し続け
る。もしもループの機械加工の間に、切削工具がアイラ
ンドの一部と出会うとすれば、切削工具は、ステップオ
ーバ値で規定された材料の量を上回らない限りアイラン
ドの境界を追従する。このプロセスは境界が完全に機械
加工されるまで継続する。これが完了すると、切削工具
は、螺旋状のスプラインの要領の退出運動を利用して、
工作物（スライス）を退出する。
【００３７】図９から図１６までは、（切断されない工
作物の非選択部分である）アイランド８０３を含む工作
物８０１を機械加工する本発明の実施例を示す。切削工
具８０５は、前述のように螺旋形のスプラインの要領で
工作物８０１のスライスに近接し、図９に示すように、
工具軌道８０７に沿って走行することにより工作物を切
削する。工具軌道８０７に沿って走行した後、切削工具
８０５は、前述したようにＳ字形に接続を動かすことに
よって第２の工具軌道まで動く。最初の「Ｓ字形」の接続
を動かす際、切削工具８０５は、図１０に示すように、
次の工具軌道８０９中へ「Ｓ字形」の接続を動かす前に、
工具軌道８０７を完了する。このことによって、工具軌
道に沿って全ての材料が工作物から除去されるよう保証
する。後続の全てのＳ字形接続部８１１に対して、切削
工具は、図１１に示すように工具軌道を完全に閉鎖せ
ず、同じ速度の材料除去を使用することにより次の工具
軌道に接続する。
作物の非選択部分である）アイランド８０３を含む工作
物８０１を機械加工する本発明の実施例を示す。切削工
具８０５は、前述のように螺旋形のスプラインの要領で
工作物８０１のスライスに近接し、図９に示すように、
工具軌道８０７に沿って走行することにより工作物を切
削する。工具軌道８０７に沿って走行した後、切削工具
８０５は、前述したようにＳ字形に接続を動かすことに
よって第２の工具軌道まで動く。最初の「Ｓ字形」の接続
を動かす際、切削工具８０５は、図１０に示すように、
次の工具軌道８０９中へ「Ｓ字形」の接続を動かす前に、
工具軌道８０７を完了する。このことによって、工具軌
道に沿って全ての材料が工作物から除去されるよう保証
する。後続の全てのＳ字形接続部８１１に対して、切削
工具は、図１１に示すように工具軌道を完全に閉鎖せ
ず、同じ速度の材料除去を使用することにより次の工具
軌道に接続する。
【００３８】図１２と図１３とは、工具軌道の閉鎖ルー
プに沿って除去すべき材料がステップオーバ値より少な
い場合の工作物の切削の例である。その例において、新
規の境界とアイランドとの間に残されている材料はステ
ップオーバ値よりも少ない。切削工具８０５は、ステッ
プオーバ値に達するまでアイランドの境界に沿って横行
する。切削工具８０５は、ステップオーバ値によって規
定される材料の量を越えない限りアイランドの境界を追
従する。切削工具８０５は、それがループ８１３を完了
するまで閉鎖ループの工具軌道８１３に沿って工作物を
機械加工し続ける。工具軌道８１３が完了すると、切削
工具８０５は、螺旋状のスプラインの要領での退出運動
を利用して工作物のスライスを出て行く。
プに沿って除去すべき材料がステップオーバ値より少な
い場合の工作物の切削の例である。その例において、新
規の境界とアイランドとの間に残されている材料はステ
ップオーバ値よりも少ない。切削工具８０５は、ステッ
プオーバ値に達するまでアイランドの境界に沿って横行
する。切削工具８０５は、ステップオーバ値によって規
定される材料の量を越えない限りアイランドの境界を追
従する。切削工具８０５は、それがループ８１３を完了
するまで閉鎖ループの工具軌道８１３に沿って工作物を
機械加工し続ける。工具軌道８１３が完了すると、切削
工具８０５は、螺旋状のスプラインの要領での退出運動
を利用して工作物のスライスを出て行く。
【００３９】図１４ないし図１６は、アイランドを有す
る工作物を開放したループの工具軌道に沿って切削する
例の上面図である。切削工具８０５は、螺旋状のスプラ
インアプローチを利用して各開放ループの工具軌道の始
まり点８１５へ入り、工具軌道の端位置８１７までクラ
イム機械加工の要領で工作物を切削する。切削工具８０
５は、螺旋状のスプラインの要領での退出運動を利用し
て工作物８０１を出て行く。このプロセスは、前述と同
じ手順を利用して全ての工作物が機械加工されるまで継
続する。各工具軌道に沿って工作物の機械加工を終了し
た後、切削工具は、螺旋状のスプラインの要領の退出運
動を利用して工作物を出て行く。切削工具は、直線運動
により螺旋状のスプラインアプローチを始める必要のあ
る次の曲線の始まり点に接続される。この接続は安全な
高さにおいて達成される。このプロセスはスライスに材
料が何ら残らなくなるまで継続する。
る工作物を開放したループの工具軌道に沿って切削する
例の上面図である。切削工具８０５は、螺旋状のスプラ
インアプローチを利用して各開放ループの工具軌道の始
まり点８１５へ入り、工具軌道の端位置８１７までクラ
イム機械加工の要領で工作物を切削する。切削工具８０
５は、螺旋状のスプラインの要領での退出運動を利用し
て工作物８０１を出て行く。このプロセスは、前述と同
じ手順を利用して全ての工作物が機械加工されるまで継
続する。各工具軌道に沿って工作物の機械加工を終了し
た後、切削工具は、螺旋状のスプラインの要領の退出運
動を利用して工作物を出て行く。切削工具は、直線運動
により螺旋状のスプラインアプローチを始める必要のあ
る次の曲線の始まり点に接続される。この接続は安全な
高さにおいて達成される。このプロセスはスライスに材
料が何ら残らなくなるまで継続する。
【００４０】図１７ないし図２３は、スライスに切削工
具が近接するに十分開放している境界を何ら有していな
い工作物のスライスを切削する例を示す。もしも工作物
のスライスが空間に対して開放した初期境界を有してい
ないとすれば、切削工具は、それがスライスに近接する
ための空間に対して開放した領域を生成する。もしもス
ライスが切削工具９０５が工作物に近接するには小さい
初期境界９０１を有しているとすれば、切削工具９０５
はまた、該切削工具９０５が図１７に示すようにスライ
スに近接するために開放している領域９０３を生成す
る。
具が近接するに十分開放している境界を何ら有していな
い工作物のスライスを切削する例を示す。もしも工作物
のスライスが空間に対して開放した初期境界を有してい
ないとすれば、切削工具は、それがスライスに近接する
ための空間に対して開放した領域を生成する。もしもス
ライスが切削工具９０５が工作物に近接するには小さい
初期境界９０１を有しているとすれば、切削工具９０５
はまた、該切削工具９０５が図１７に示すようにスライ
スに近接するために開放している領域９０３を生成す
る。
【００４１】切削工具９０５がスライスに近接するため
の空間に対して開放している領域を切削工具が生成する
ためには、切削工具９０５は、スライスの深さに達する
まで螺旋状のスプラインの要領でスライスまで降下す
る。図１７に示す上面図から、螺旋状の運動の角度変位
は最小３６０度であることが判る。当該技術分野の専門
家には、もしも切削工具の運動の規定のランプ角度がよ
り多くの回転を要するとすれば、螺旋状運動の角度変位
は３６０度以上としてもよいことが認められる。螺旋状
のスプラインの要領の動きは、限界レベルの位置から切
削工具が近接する方向に対して接線方向である。螺旋状
のスプラインの要領の動きは、切削工具の切削方向に対
して接線方向である。これは工作物のスライスに近接す
るための前述の螺旋状のスプラインアプローチと類似で
あるが、全体の角度変位は９０度ではない。
の空間に対して開放している領域を切削工具が生成する
ためには、切削工具９０５は、スライスの深さに達する
まで螺旋状のスプラインの要領でスライスまで降下す
る。図１７に示す上面図から、螺旋状の運動の角度変位
は最小３６０度であることが判る。当該技術分野の専門
家には、もしも切削工具の運動の規定のランプ角度がよ
り多くの回転を要するとすれば、螺旋状運動の角度変位
は３６０度以上としてもよいことが認められる。螺旋状
のスプラインの要領の動きは、限界レベルの位置から切
削工具が近接する方向に対して接線方向である。螺旋状
のスプラインの要領の動きは、切削工具の切削方向に対
して接線方向である。これは工作物のスライスに近接す
るための前述の螺旋状のスプラインアプローチと類似で
あるが、全体の角度変位は９０度ではない。
【００４２】当該技術分野の専門家には、もしも開放領
域が生成されるとすれば、本発明の実施例における切削
工具の制御は、境界の複雑さや、アイランドの数および
位置とは関係なく適用可能であるため、空間に対して開
放している境界が何ら見出し得ない場合にも図４から図
８までに示すものと同じ段階が適用可能であることが認
められる。
域が生成されるとすれば、本発明の実施例における切削
工具の制御は、境界の複雑さや、アイランドの数および
位置とは関係なく適用可能であるため、空間に対して開
放している境界が何ら見出し得ない場合にも図４から図
８までに示すものと同じ段階が適用可能であることが認
められる。
【００４３】切削工具が螺旋状のスプラインアプローチ
を利用して工作物に近接した後は、切削工具が生成した
開放領域は初期境界と見なされる。生成された開放領域
が閉鎖ループを形成することは明らかである。工具軌道
は、空間に対して開放した境界に基づいて生成される。
もしも次の工具軌道が閉鎖ループを形成するとすれば、
切削工具は図１８に示すように、Ｓ字形の接続の動きを
利用して次の工具軌道に接続される。最初のＳ字形の接
続の動きにおいて、Ｓ字形の接続の動きを次の工具軌道
に対して行なう前に、切削工具は全体的に最初の閉鎖し
たループ工具軌道を完成する。このことにより、工作物
の全ての材料が工具軌道に沿って除去されるよう保証す
る。後続の全てのＳ字形の接続の動きに対して、切削工
具は、ループを完全に閉鎖せず、同じ割合の材料除去を
使用して次の工具軌道に接続される。
を利用して工作物に近接した後は、切削工具が生成した
開放領域は初期境界と見なされる。生成された開放領域
が閉鎖ループを形成することは明らかである。工具軌道
は、空間に対して開放した境界に基づいて生成される。
もしも次の工具軌道が閉鎖ループを形成するとすれば、
切削工具は図１８に示すように、Ｓ字形の接続の動きを
利用して次の工具軌道に接続される。最初のＳ字形の接
続の動きにおいて、Ｓ字形の接続の動きを次の工具軌道
に対して行なう前に、切削工具は全体的に最初の閉鎖し
たループ工具軌道を完成する。このことにより、工作物
の全ての材料が工具軌道に沿って除去されるよう保証す
る。後続の全てのＳ字形の接続の動きに対して、切削工
具は、ループを完全に閉鎖せず、同じ割合の材料除去を
使用して次の工具軌道に接続される。
【００４４】前記プロセスは、図１９に示すように、全
ての閉鎖したループの工具軌道が完了するまで継続され
る。切削工具は、前述したのと同じ要領で螺旋状のスプ
ラインの要領の退出運動を使用して工作物を出て行く。
残った工作物の境界はもはや閉鎖ループでなくなってい
る。それは開放した境界となる。次いで、切削工具は螺
旋状のスプラインアプローチを使用して各開放境界へ入
り、螺旋状のスプラインの要領の退出運動を使用して切
削工具が工作物を出て行く曲線の端位置に至るまでクラ
イム機械加工の要領で材料を切削する。
ての閉鎖したループの工具軌道が完了するまで継続され
る。切削工具は、前述したのと同じ要領で螺旋状のスプ
ラインの要領の退出運動を使用して工作物を出て行く。
残った工作物の境界はもはや閉鎖ループでなくなってい
る。それは開放した境界となる。次いで、切削工具は螺
旋状のスプラインアプローチを使用して各開放境界へ入
り、螺旋状のスプラインの要領の退出運動を使用して切
削工具が工作物を出て行く曲線の端位置に至るまでクラ
イム機械加工の要領で材料を切削する。
【００４５】前記プロセスは、例えば隅のように材料が
残る領域の数には無関係に前述した段階を追従して、全
ての工作物が機械加工されるまで継続する。切削工具は
常に、図２０および図２１に示すように、材料が既に機
械加工されている開放領域から漸次進行して、これらの
隅部における全ての材料を取り除く。初期境界に沿って
機械加工した後、残りの材料が分析されて切削のために
使用する新規の後続の境界を決定する。
残る領域の数には無関係に前述した段階を追従して、全
ての工作物が機械加工されるまで継続する。切削工具は
常に、図２０および図２１に示すように、材料が既に機
械加工されている開放領域から漸次進行して、これらの
隅部における全ての材料を取り除く。初期境界に沿って
機械加工した後、残りの材料が分析されて切削のために
使用する新規の後続の境界を決定する。
【００４６】境界に沿って機械加工した後、切削工具
は、螺旋状のスプラインの要領の退出運動を使用して工
作物を出て行き、切削工具は迅速に、螺旋状のスプライ
ンアプローチが始まる必要のある点の上方の点に接続さ
れる。接続は安全な高さにおいて行われる。このプロセ
スは、図２２および図２３に示すように、材料が何ら残
らなくなるまで継続する。
は、螺旋状のスプラインの要領の退出運動を使用して工
作物を出て行き、切削工具は迅速に、螺旋状のスプライ
ンアプローチが始まる必要のある点の上方の点に接続さ
れる。接続は安全な高さにおいて行われる。このプロセ
スは、図２２および図２３に示すように、材料が何ら残
らなくなるまで継続する。
【００４７】図２４Ａおよび図２４Ｂは、従来の粗削り
の方法およびシステムにおける工具軌道、並びに本発明
の実施例における工具軌道の例を示す。従来の粗削りの
方法およびシステムにおいては、切削工具１００５は、
図２４Ａに示すように、Ａで指示する位置において直接
工作物１００１に近接する。工具軌道は、Ｂとして指示
する外側隅部と、Ｃとして指示する内側隅部とにおいて
直交する。しかしながら、本発明の実施例においては、
切削工具は、Ａで指示する位置において、螺旋状のスプ
ラインの要領で工作物に近接する。切削工具は、隅部Ｂ
およびＣの周りを進行する。本発明の実施例において提
供される粗削りの方法の利点は、工具に対する負荷スパ
イクを排除することである。
の方法およびシステムにおける工具軌道、並びに本発明
の実施例における工具軌道の例を示す。従来の粗削りの
方法およびシステムにおいては、切削工具１００５は、
図２４Ａに示すように、Ａで指示する位置において直接
工作物１００１に近接する。工具軌道は、Ｂとして指示
する外側隅部と、Ｃとして指示する内側隅部とにおいて
直交する。しかしながら、本発明の実施例においては、
切削工具は、Ａで指示する位置において、螺旋状のスプ
ラインの要領で工作物に近接する。切削工具は、隅部Ｂ
およびＣの周りを進行する。本発明の実施例において提
供される粗削りの方法の利点は、工具に対する負荷スパ
イクを排除することである。
【００４８】図２４Ｃは、従来の粗削り方法に対する本
発明の実施例における切削工具に作用する工具負荷の比
較を示す。従来の粗削り方法およびシステムにおける切
削工具に対する負荷の変化１００５は極めて厳しいもの
である。切削工具に対する工具負荷はアプローチの間急
速に上昇する。外側の隅部において、工具はその隅部を
回る際材料の外側を運動するので工具の負荷は降下す
る。内側の隅部において、工具の負荷は再び上昇する。
本発明の実施例の負荷変化１００９において、材料を分
析し、結果的な幾何学的形状でなくむしろ材料に基づい
て工具軌道を構築することによって、負荷スパイクは排
除される。特に、工具負荷は、螺旋状スプラインの要領
の動きによってアプローチ位置Ａにおいて、そして転回
運動によって隅部ＢおよびＣにおいて、一定に保たれ
る。
発明の実施例における切削工具に作用する工具負荷の比
較を示す。従来の粗削り方法およびシステムにおける切
削工具に対する負荷の変化１００５は極めて厳しいもの
である。切削工具に対する工具負荷はアプローチの間急
速に上昇する。外側の隅部において、工具はその隅部を
回る際材料の外側を運動するので工具の負荷は降下す
る。内側の隅部において、工具の負荷は再び上昇する。
本発明の実施例の負荷変化１００９において、材料を分
析し、結果的な幾何学的形状でなくむしろ材料に基づい
て工具軌道を構築することによって、負荷スパイクは排
除される。特に、工具負荷は、螺旋状スプラインの要領
の動きによってアプローチ位置Ａにおいて、そして転回
運動によって隅部ＢおよびＣにおいて、一定に保たれ
る。
【００４９】本発明によれば、高速切削機械において工
作物を切削するために切削工具を制御する方法とシステ
ムとが提供されたことが明らかである。本発明をその実
施例に関連して説明してきたが、当該技術分野の専門家
には多くの代案、修正および変更が明らかであることは
明白である。例えば、本発明は、アイランドの数および
位置には関係なく、何れの形状製品に対しても適用可能
である。従って、本発明は、特許請求の範囲の精神と広
義の範囲に入る全ての代案、修正および変更を網羅する
意図である。
作物を切削するために切削工具を制御する方法とシステ
ムとが提供されたことが明らかである。本発明をその実
施例に関連して説明してきたが、当該技術分野の専門家
には多くの代案、修正および変更が明らかであることは
明白である。例えば、本発明は、アイランドの数および
位置には関係なく、何れの形状製品に対しても適用可能
である。従って、本発明は、特許請求の範囲の精神と広
義の範囲に入る全ての代案、修正および変更を網羅する
意図である。
【図１】図１は、本発明の図示実施例を実行しうるコン
ピュータ化したシステムのブロック線図である。
ピュータ化したシステムのブロック線図である。
【図２】図２は、工作物のデータをコンピュータシステ
ムにユーザが入力するオプションを示すディスプレイの
一例である。
ムにユーザが入力するオプションを示すディスプレイの
一例である。
【図３】図３は、工作物の一部を除去するよう工作物に
切削工具が食い込んだ時の工作物と切削工具との間の関
係を示す、工作物と切削工具との上面図である。
切削工具が食い込んだ時の工作物と切削工具との間の関
係を示す、工作物と切削工具との上面図である。
【図４】図４は、本発明の図示実施例における、工作物
を切削工具が機械加工するための工具軌道を提供する段
階を示すフローチャートである。
を切削工具が機械加工するための工具軌道を提供する段
階を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示す工作物の境界に基づいて切
削工具のための工具軌道を生成するために実行される段
階を示すフローチャートである。
削工具のための工具軌道を生成するために実行される段
階を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図４に示す切削工具の工具軌道を切削
工具が完成するために工具軌道を接続するよう実行され
る段階を示すフローチャートである。
工具が完成するために工具軌道を接続するよう実行され
る段階を示すフローチャートである。
【図７】図７Ａないし図７Ｄは、図６に示す切削工具の
接続軌道を示す、切削工具と共に示す工作物の上面図で
ある。
接続軌道を示す、切削工具と共に示す工作物の上面図で
ある。
【図８】図８は、図４に示す切削工具のための工具軌道
に沿って工作物を機械加工するために実行される段階を
示すフローチャートである。
に沿って工作物を機械加工するために実行される段階を
示すフローチャートである。
【図９】図９は、除去されないアイランド部を備えた工
作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工作物
の上面図である。
作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工作物
の上面図である。
【図１０】図１０は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１１】図１１は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１２】図１２は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１３】図１３は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１４】図１４は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１５】図１５は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１６】図１６は、除去されないアイランド部を備え
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
た工作物を切削する詳細を示す、切削工具と共に示す工
作物の上面図である。
【図１７】図１７は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図１８】図１８は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図１９】図１９は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図２０】図２０は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図２１】図２１は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図２２】図２２は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図２３】図２３は、工作物に切削工具が近接するため
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
の境界を何ら備えていない工作物を切削する詳細を示
す、切削工具と共に示す工作物の上面図である。
【図２４】図２４Ａないし図２４Ｃは、従来の方法およ
びシステムに対する本発明の図示実施例の効果を示すグ
ラフの例である。
びシステムに対する本発明の図示実施例の効果を示すグ
ラフの例である。
１００ 本システム １０１ プロセッサ １０２ 主メモリ装置 １０３ メモリ装置 １０４ 二次メモリ装置 １０５ キーボード（入力装置） １０７ ポインタ（入力装置） １０９ モニタ（ディスプレイ装置） １１１ 切削機械 １１３ 切削工具 １１５ 工作物 ３０１ 境界 ３０３ 非選択部分 ３０５ 切削工具 ３０７ 工具軌道 ３１１ 境界 ６２１ スライス ６２３ 切削工具 ８０１ 工作物 ８０３ アイランド ８０５ 切削工具 ９０１ 初期境界 ９０３ 開放領域 ９０５ 切削工具 １００１ 工作物 １００５ 切削工具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 タマス・ティー・バディクス アメリカ合衆国マサチューセッツ州01754, メイナード，ディーア・パス 15−５ Ｆターム(参考） 5H269 AB05 BB05 EE01 QA01 QA09
Claims (31)
- 【請求項１】 高速の工作機械の切削工具によって工作
物の選択した部分の機械加工をコンピュータによって実
行する方法において、 工作物の選択した部分の水平スライスを提供する段階
と、 空間に対して開放している前記スライスの初期境界を決
定する段階と、 先行する境界から工作物に埋没している切削工具の切削
深さだけスライスの選択した部分を除去することによっ
て決められる後続の境界を前記スライスの選択した部分
において生成する段階と、 切削工具の半径と切削工具の切削深さの所定値に応じて
前記境界から空間に位置する工具軌道を前記スライス内
の選択した部分の境界に基づいて生成させる段階と、 前記の生成された工具軌道に沿って切削工具を動かすこ
とによって前記の選択下部分を機械加工する段階と、を
含むことを特徴とする工作物の選択した部分の機械加工
をコンピュータによって実行する方法。 - 【請求項２】 前記切削工具の切削深さの所定値が基準
部分と、工具の形状と、工作物の形状とを分析すること
によって決定されることを特徴とする請求項１に記載の
コンピュータによって実行する方法。 - 【請求項３】 前記工具の切削深さの所定値が切削工具
の半径と等しいか、あるいはそれより小さいことを特徴
とする請求項２に記載のコンピュータによって実行する
方法。 - 【請求項４】 前記の境界の決定が、前記スライスの選
択された部分が空間に対して開放した初期境界を何ら有
していない場合、工作物の選択された部分において初期
境界を生成させる段階を含むことを特徴とする請求項１
に記載のコンピュータによって実行される方法。 - 【請求項５】 前記境界の決定が、切削工具が境界に近
接可能か否かを検出する段階と、 前記切削工具が工作物に近接できない場合、前記スライ
スの選択された部分におけるある領域を開放することに
よって初期境界を生成する段階と、を含むことを特徴と
する請求項１に記載のコンピュータによって実行される
方法。 - 【請求項６】 前記工作物の選択された部分においてあ
る領域を開放する前記段階が、 前記スライスの深さに達するまで螺旋状スプラインの要
領で切削工具を降下させる段階を含むことを特徴とする
請求項５に記載のコンピュータによって実行する方法。 - 【請求項７】 前記の工具軌道を生成する段階が、 切削工具の半径から工作物に埋没した切削工具の切削深
さを引いたものだけ初期境界を空間中へ動かすことによ
って工具軌道を決定する段階を含むことを特徴とする請
求項１に記載のコンピュータによって実行される方法。 - 【請求項８】 前記の機械加工する段階が、 工作機械が加工物の選択した部分を機械加工するにつれ
て切削工具をクライム切削状態に保ち切削工具に対して
一定の工具負荷を加える段階を含むことを特徴とする請
求項１に記載のコンピュータによって実行される方法。 - 【請求項９】 切削工具の走行距離を最小にするため切
削工具軌道の順列を付ける段階と、 前記スライスの選択された部分内で切削工具軌道を接続
して切削工具軌道を完成する段階と、を更に含むことを
特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実行
される方法。 - 【請求項１０】 前記の接続する段階が、 スライスの選択された部分の初期境界が閉鎖ループであ
るか否かを検出する段階と、 前記境界が閉鎖ループである場合、閉鎖ループの境界に
基づいて生成された工具軌道をＳ字形に動かすことによ
って次の工具軌道に接続する段階と、 を含むことを特徴とする請求項９に記載のコンピュータ
によって実行される方法。 - 【請求項１１】 前記の接続する段階が、 螺旋状のスプライン運動によって開放ループの工具軌道
の始端に近接する段階と、 螺旋状のスプライン運動によって開放ループ工具の中心
線の終了位置から出て行く段階と、を含むことを特徴と
する請求項９に記載のコンピュータによって実行される
方法。 - 【請求項１２】 前記の機械加工の段階が、 急激な方向変化を最小にするために概ね螺旋状の軌道に
沿った切削工具の方向変化を提供する段階を含むことを
特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実行
される方法。 - 【請求項１３】 切削工具軌道を発生させる段階が、工
作物に対する切削工具の食い込みを最大とする切削工具
軌道を生成することを特徴とする請求項１に記載のコン
ピュータによって実行される方法。 - 【請求項１４】 切削工具軌道を生成させる段階が、切
削工具が可能なら工作物の外側から工作物を機械加工す
るように切削工具軌道を生成することを特徴とする請求
項１に記載のコンピュータによって実行される方法。 - 【請求項１５】 切削工具軌道を発生させる段階が、概
ね螺旋状の軌道に沿った外部環境との境目無しに、切削
工具が工作物の一部へ入るように切削工具軌道を生成す
ることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによ
って実行される方法。 - 【請求項１６】 高速切削機械の切削工具を制御する制
御装置において、 切削工具を制御するための指令と、切削工具を制御する
に要する工作物に関するデータとを記憶するメモリ要素
と、 前記メモリ要素に記憶された指令によって作動し、切削
工具の工具軌道のための信号を制御するプロセッサと、
からなり、前記プロセッサが、 前記メモリに記憶された工作物に関するデータを使用し
て工作物の選択された部分を水平方向にスライスする手
段と、 工作物のスライスのデータを検査して該スライスの選択
された部分の初期境界を決定する手段と、 先行の境界データから工作物に埋没した切削工具の切削
深さを差し引くことによって決まるスライスの選択され
た部分の後続の境界のデータを発生させる手段と、 切削工具の半径と切削工具の切削深さの所定値とに応じ
て境界から離れた空間に位置している切削工具軌道のた
めの信号を発生させる手段と、を含むことを特徴とする
高速切削機械の切削工具を制御する制御装置。 - 【請求項１７】 前記切削工具の切削深さの所定の値が
基準部分と、工具の形状と、工作物の形状とを分析する
ことによって決まることを特徴とする請求項１６に記載
の制御装置。 - 【請求項１８】 前記切削工具の切削深さの前記の所定
の値が切削工具の半径と等しいか、あるいはそれより小
さいことを特徴とする請求項１７に記載の制御装置。 - 【請求項１９】 切削工具が近接する工作物の選択され
た部分において初期境界を生成する手段を更に含むこと
を特徴とする請求項１６に記載の制御装置。 - 【請求項２０】 切削工具が近接できる領域を開放する
スライスの深さに達するまで、螺旋状スプラインの要領
で切削工具を降下させる信号を発生させる手段を更に含
むことを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。 - 【請求項２１】 前記工具軌道が切削工具の半径から工
作物に埋没した切削工具の長さを差し引いたものだけ空
間中へ前記境界を動かすことによって決められることを
特徴とする請求項１６に記載の制御装置。 - 【請求項２２】 工作物の選択した部分を切削工具が機
械加工するにつれて前記切削工具がクライム切削状態を
保ち切削工具に対する一定の工具負荷を加えることを特
徴とする請求項１６に記載の制御装置。 - 【請求項２３】 前記プロセッサが更に、 切削工具の走行距離を最小にするために切削工具軌道の
順序を付ける手段と、スライスの前記の選択された部分
内で切削工具軌道を接続して切削工具軌道を完成させる
手段と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の制
御装置。 - 【請求項２４】 閉鎖ループ境界の前記工具軌道がＳ字
形の動きによって次の工具軌道に接続されることを特徴
とする請求項２３に記載の制御装置。 - 【請求項２５】 前記切削工具の急激な方向変化を最小
とし、かつ切削工具の工作物に対する食い込みを最大と
するように前記切削工具の方向変化が概ね螺旋状の軌道
に沿って提供されることを特徴とする請求項２３に記載
の制御装置。 - 【請求項２６】 前記切削工具が螺旋状スプラインの要
領の動きによって開放ループの工具軌道の始端に近接す
ることを特徴とする請求項２３に記載の制御装置。 - 【請求項２７】 前記切削工具が螺旋状スプラインの要
領の動きによって開放ループの工具軌道の終了位置を出
て行くことを特徴とする請求項２３に記載の制御装置。 - 【請求項２８】 前記切削工具が可能な場合、工作物の
外側から該工作物を機械加工することを特徴とする請求
項１６に記載の制御装置。 - 【請求項２９】 前記切削工具が外部環境との境目無し
に概ね螺旋形の軌道に沿って工作物の外側から工作物の
一部に入ってくることを特徴とする請求項１６に記載の
制御装置。 - 【請求項３０】 前記切削工具が、工作物を機械加工し
ている間に６０、０００ｒｐｍ以上の速い速度で回転す
ることを特徴とする請求項１６に記載の制御装置。 - 【請求項３１】 工作物のソリッドモデルと対象物のソ
リッドモデルとを発生させる段階と、 前記工作物のソリッドモデルを前記対象物のソリッドモ
デルと組み合わせて前記対象物を形成するよう除去すべ
き工作物の選択された部分を示す数値モデルを発生させ
る段階と、 前記工作物の選択された部分内を切削工具が追従する工
具軌道であって、切削工具が工作物と接触することによ
って発生する熱を切削工具あるいは工作物の損傷を阻止
するに十分に放散する速度を可能とするようにされた工
具軌道を生成する段階と、を含む方法によって、ＣＡＭ
システムにおいて、対象物を形成するよう工作物を機械
加工する高速機械の切削工具の運動を制御するコンピュ
ータによって実行可能な指令を保有しているコンピュー
タによって読み取り可能な媒体。
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