JP2003330512A - Ｎｃデータの工具軌跡表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 微少間隙で整列された点群の連続として表示
されるＮＣデータの工具軌跡に対して、滑らかな連続性
をもっているかの判断が容易にできるように表示可能な
方法を提供すること。 【解決手段】 工具軌跡を示す点群中の任意の複数のＮ
Ｃデータ点に対して、これらの点を中心とした周辺にお
ける工具軌跡の曲率半径を求め、曲率半径の大きさによ
り定められた表示属性によって、ＮＣデータ点又はその
連続性を表示する。これにより、工具軌跡と共に、任意
のＮＣデータ点あるいは全てのＮＣデータ点にたいして
当該点における曲率半径を同時に読みとることができる
ので、この曲率半径が大きく変化する場合には、滑らか
な連続性が破られ、この点位置において痕などが発生し
やすいことを未然に発見することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣデータの工具
軌跡表示方法、特に任意の形状面を加工する工具軌跡が
微小間隔をもって整列された点群の連続として表示され
るＮＣデータの工具軌跡表示方法の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】工作機械において、複雑な形状面を加工
するためにはＮＣ加工が適しており、各種の金型加工な
どに広範囲に用いられている。通常、ＣＡＤ等によって
作られた加工物の形状データは、ＣＡＭツールを用いて
所望のＮＣデータへと変換される。ＮＣデータは、マシ
ニングセンタ等の加工機に与えられるＸＹＺ軸にて規定
される工具軌跡データ、そして各ブロック毎に使用する
加工機、工具あるいは送り速度、主軸回転速度等の制御
データ等からなる。

【０００３】前述した各ＮＣデータは、過去における多
くの加工実績あるいは確立された参照テーブルなどを用
いてコンピュータ上で作成され、各段階においてモニタ
上でその内容がチェックされる。これらのチェックは、
形状面を加工する工具軌跡を微小間隔をもって整列され
た点群の連続として表示して、所望の加工形状が得られ
ているかどうかのチェックが主であるが、もちろん、加
工中における工具の他の部位との干渉もチェックされ、
更に、加工素材あるいは工具との関係における主軸回転
速度及び工具切り込み深さの関係も検証され、これらの
検証結果が不具合であった場合には、例えばモニタ上で
不具合箇所に警告表示例えば異なる色の表示等が行われ
る。

【０００４】一般的に、このようなＮＣデータの完成
は、前述したコンピュータ上での作業ばかりでなく、実
際には作成されたＮＣデータによって実際の加工機を稼
働させ、現場における知識によって修正を加えながら最
終的な加工データを得ることが一般である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、加工
軌跡は、モニタ上での表示によって頭初の要求通りに作
成されているかのチェックが可能であるが、実際は、前
述したような現場での最終的な修正あるいは、加工機の
ネジ送りにおけるバックラッシュ補正、その他の各種の
補正が加えられる。従って、加工軌跡は前記補正により
僅かに変更されることとなるが、この補正が不適当であ
ると、近年の精密なデザイン金型などにおいては、これ
が製品における痕等の発生を招くことが明らかとなって
いる。

【０００６】このような、極めて微妙なレベルを問題と
する状況では、従来のモニタ上の比較的粗い表示では、
正確にＮＣデータの問題箇所を抽出することが困難であ
った。

【０００７】例えば、図１には製品Ｗの彎曲した加工面
１００を加工するための複数の工具軌跡１０１が示され
ているが、これを更に拡大したＢ部を見ると、図２で示
されるようにａ〜ｆまでの６点が整列されて工具軌跡が
形成されており、各点間は必ずしも滑らかに連続してい
ないことが読みとれる。

【０００８】実際上は、図３のような三次元の表示であ
るが、このようなモニタ上の表示から不具合箇所である
例えばＮＣデータ点ｄを発見することは極めて困難であ
った。もちろん、各データを拡大してモニタ表示すれば
その発見も可能ではあるが、膨大なＮＣデータに対して
全てこのような拡大表示をすることは実際上不可能であ
り、特に従来においては工具軌跡の滑らかに連続してい
る様子を迅速に知りたいという強い要望があった。

【０００９】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、微小間隔をもって整列された点
群の連続として表示されるＮＣデータの工具軌跡に対し
て、滑らかな連続性をもっているかの判定が容易にでき
るように表示可能な方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るＮＣデータの工具軌跡表示方法は、点
群間の任意の複数のＮＣデータ点に対して、これらの点
を中心とした周辺における工具軌跡の曲率半径を求め、
この曲率半径の大きさにより定められた表示属性によっ
て、ＮＣデータ点又はその連続を表示することを特徴と
する。

【００１１】本発明によれば、工具軌跡と共に、任意の
ＮＣデータ点あるいは全てのＮＣデータ点に対して当該
点における曲率半径を同時に読みとることができるの
で、この曲率半径が大きく変化する場合には、滑らかな
連続性が破られ、この点位置において痕などが発生しや
すいことを未然に発見することが可能となる。

【００１２】また、実際の加工を行ったときに加工物に
痕が発生したとき、本発明における工具軌跡と比較して
痕発生位置と曲率の連続性が破れた位置とが一致してい
るかによってその原因特定に大きく寄与することが可能
である。

【００１３】前記表示属性は、任意の手法として実現で
きるが、一般的には色の変化として表示させることが好
適であり、例えば上に凸の極性を有するときには任意の
一色、例えば赤色表示を用い、また、反対極性の場合に
は他の表示色、例えば青色表示を用い、曲率半径の大き
さに応じてこれらの赤色あるいは青色の輝度を変化させ
ることが好適である。

【００１４】もちろん、表示属性はその他の半径線表
示、円表示、数値表示あるいはグラフ表示等とすること
も好適である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施例を説明する。

【００１６】図４には、本発明に係る表示方法を実現す
るための表示装置の一例が示されている。ＮＣデータ入
力部１０からはＸＹＺの３軸に関する全てのデータが入
力され、軌跡情報抽出部１１はこれらのデータからＸＹ
Ｚ３軸に関する工具の加工軌跡情報のみを抽出し、その
他の制御情報を除去する。これらの取り出された工具軌
跡情報には更に、軌跡情報解析部１２により本発明にお
いて特徴的な所望の表示属性が与えられる。

【００１７】つまり、本発明において特徴的なことは、
点群中の任意の複数のＮＣデータ点に対して、これらの
点を中心とした周辺における工具軌跡の曲率半径を求
め、曲率半径の大きさにより定められた表示属性によっ
てＮＣデータ点又はその連続を表示することである。

【００１８】従って、このような表示パターンによって
各ＮＣデータ点の曲率半径を知ることができ、選択され
た表示属性によって描かれた工具軌跡の表示パターンに
基づいて、各種のＮＣデータ解析が行われる。このよう
な解析は、もちろん、当初予定した工具軌跡が正しく具
現されているかの確認、実際に加工したときの加工痕と
の一致／不一致によるＮＣデータの良否判定あるいは各
種の実験あるいは経験に基づいた加工種類別のパターン
確認等を含む。

【００１９】前述した表示属性を定めるために、図１に
示した実施形態においては、軌跡属性設定部１３及び軌
跡属性記憶部１４が設けられている。軌跡属性設定部１
３は、各データ点に対して付与可能な表示色あるいは表
示線種等を選択的に入力するものであり、これらの設定
入力に基づいて軌跡属性記憶部１４は各データ点に対し
て曲率半径の大きさに応じた表示を指定し、これらのデ
ータを軌跡情報解析部１２に対して供給する。

【００２０】以上のようにして、特定軸に対しては所定
の領域毎に表示属性が与えられ、他の軸データと共にこ
れらのデータは軌跡表示部１５に送られ、表示属性に従
った工具軌跡のＸＹＺ３軸表示を行うことができる。こ
のとき、表示モード記憶部１６は３軸表示に対して所望
の視角、拡大率等に従った表示モードを任意に与えるこ
とができる。

【００２１】図５には、本発明に係るＮＣデータの工具
軌跡表示方法が実施される表示制御装置の一例が示され
ている。

【００２２】ＮＣデータ入力部２０から取り込まれたＸ
ＹＺ軸の入力データ及び制御データは、一次解析部２１
によって各点群の座標値、工具送り量、主軸回転速度、
そして使用する工具等の解析が行われる。

【００２３】次に、一次解析されたデータから工具軌跡
データが抽出され、本発明において特徴的な二次解析が
二次解析部２２によって行われる。

【００２４】この二次解析は、各ＮＣデータ点に対して
この点を中心とした周辺における工具軌跡の曲率を求め
ることであり、円弧の方向すなわち円弧が上に凸である
か下に凸であるかそして円弧の大きさすなわち曲率半径
を求めることにより行われる。

【００２５】図５に示した実施形態においては、各ＮＣ
データ点を含む連続する３点のデータを用いて当該ＮＣ
データ点における工具軌跡の曲率半径が求められる。も
ちろん、本発明において、曲率半径が求められるＮＣデ
ータ点は全てのデータ点である必要はなく、点群から間
引きされた複数のＮＣデータ点を用いることも可能であ
る。更に、曲率半径を求めるためのＮＣデータ点は当該
点を含む３点に限らず、３点以上の任意の点を選択可能
である。

【００２６】このようにして、二次解析部２２により、
所望ＮＣデータ点の曲率半径が求められ、次に表示属性
決定部２３によって表示属性が各曲率半径に応じて与え
られる。

【００２７】図示した実施形態において、表示属性は、
表示色により与えられ、まず円弧の方向、すなわち上に
凸か下に凸かの方向により、例えば一方を赤色、他方を
青色表示とする。そして、各方向に対して曲率半径の大
きさに応じて赤色あるいは青色の輝度を変化させること
によって、各ＮＣデータ点の曲率半径を表す。このよう
にして表示属性が付与されたデータは表示装置２４へ送
られ、ＸＹＺ３軸の表示が行われることとなる。

【００２８】図６には、このようにして表示色が与えら
れた工具軌跡の表示例が示されている。図において、表
示色はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５色が選択されているが、
実際上、Ａ，Ｂ，Ｃの３色は下に凸の青色で、曲率半径
Ｒが小さくなるに従って輝度が大きく表示されている。
そして、ＤとＥが上に凸の曲率半径方向を示し、これを
赤色で示し、曲率半径Ｒが小さいほど赤色の輝度が大き
く表示されている。

【００２９】従って、このような異なる表示色による工
具軌跡をモニタ上で観察すれば、工具軌跡が滑らかに連
続しているかあるいは急激に変化しているか等を予め確
実に知ることが可能となり、コンピュータ上でのＮＣデ
ータの修正あるいは詳細のチェックを行うことが可能と
なる。

【００３０】図６のような表示属性を与えるための本発
明に好適な表示方法の一例が図７に示されている。

【００３１】図７において、ステップＳ１では、ＮＣデ
ータが装置に入力され、このＮＣデータから工具軌跡を
作成するための微小間隔をもって表示された点群を示す
工具座標値が抽出される（Ｓ２）。そして、このＮＣデ
ータ点が１点目であるか否かがステップＳ３によって検
査され、第１点目であればこれを記憶し（Ｓ４）、再び
ステップＳ１へ戻る。抽出された座標値が１点目でない
場合には、ステップＳ５において２点目か否かの検査が
行われ、２点目であればこれを前記第１点の工具座標と
は異なる記憶領域に記憶する（Ｓ６）。そして、再びス
テップＳ１へ戻り、次の座標値が検査される。３番目の
座標値は、ステップＳ３，Ｓ５においていずれも［Ｎ
ｏ］であるため、ステップＳ７によって前記両座標値と
は異なる記憶領域に第３点の工具座標位置として記憶さ
れる。

【００３２】以上のようにして、対象となるＮＣデータ
点の両隣接座標値が取り込まれたことから、この３点を
通過する円弧を計算し、その円弧の方向及び曲率半径が
求められる（Ｓ８）。そして、ステップＳ９において曲
率半径に応じた色が指定され、ステップＳ１０において
該当するＮＣデータ点及びこれに連続する線分の色表示
が決定される。

【００３３】以上のようにして、単一のＮＣデータ点の
色表示が決定されると、次のＮＣデータがステップＳ１
１、ステップＳ１２によって処理され、順次各ＮＣデー
タ点に対して同様の表示色の決定が行われる。

【００３４】図６，７の実施形態においては、表示色Ａ
〜Ｅは当該ＮＣデータ点とこの点の片側の連続線分とに
対して所定の表示色として与えられているが、この表示
方法は一例であり、図８に示すように他の種々の表示方
法が考えられる。

【００３５】図８イは点群を滑らかな円弧で連続させる
ものであり、表示属性は当該点とこの両側の半分の円弧
がそれぞれ所望の表示色によって描かれる。図８ロは、
前記図８イと同様であるが、点間の連続は円弧でなく直
線で結ばれている。

【００３６】図８ハは、点間は円弧で連続するが、表示
属性である色が与えられるのは当該点とこの点に連続す
る一方側の線分である。同様に、図８ニは図８ハと異な
り点間を直線にて連続したものであり、前述した図６の
表示を示す。図８ホは点のみの表示であり、点に与えら
れる表示色のみを変えている。

【００３７】図９には本発明の他の実施形態が示され、
曲率半径の方向及び大きさが求められた後、表示は曲率
半径の半径線、すなわち曲率半径の中心と各点を結ぶ線
分で示されていることを特徴とする。

【００３８】図１０は第２実施形態の表示方法を示すフ
ローチャートであるが、前述した図７と類似するので、
図７のステップに符号１００を加えて示し、詳細な説明
は省略する。図１０において特徴的なことは、ステップ
１０９において求められた曲率半径の方向及び大きさか
ら、円弧の中心から当該ＮＣデータ点に対する半径線表
示データが演算されていることであり、これによって、
図９に示した表示が得られる。

【００３９】この表示によっても、点群が滑らかに連続
しているか否かを容易に表示することができる。さらに
曲率半径の大きさに応じた半径線の色分け表示、あるい
は曲率半径に任意の倍率を掛けた線分として半径線を表
示することもできる。

【００４０】図１１は本発明に係る第３実施形態であ
り、この表示は、曲率半径の大きさに応じた円で表現し
たことを特徴とする。

【００４１】図１２は第３実施形態を実現するためのフ
ローチャートであり、図７のフローチャートと類似する
ので、対応するステップには図７のステップに符号２０
０を加えて示す。

【００４２】本実施形態では、曲率半径の大きさのみを
問題とし、方向を無視しているので、ステップＳ２０８
においては曲率半径の大きさのみが求められている。そ
して、ステップＳ２０９において、曲率半径の大きさに
応じた円が図１１に示されるように表示されている。さ
らに曲率半径の大きさに応じて円を色分け表示すること
もできる。

【００４３】図１３には、本発明の更に他の異なる表示
属性が示され、図示した如く工具軌跡そのものは従来と
同様に単に同一表示属性をもった点群の連続として示さ
れているが、この工具軌跡に隣接して曲率半径の方向及
び大きさに対応するグラフ表示が併設されていることを
特徴とする。このグラフ表示は、図示の如く、各点に与
えられた符号１１〜２１，３１〜３６を隣接したグラフ
表示の横軸に対応させ、縦軸に曲率半径の大きさと方向
を示している。

【００４４】このような表示によっても、モニタ画面上
で工具軌跡と曲率半径の変化とを対応して比較観察する
ことができ、複雑な工具軌跡であっても容易にその変化
状態を知ることが可能となる。

【００４５】なお、図示していないが、図１３に示した
各点群の順列符号の代わりに、曲率半径の方向及び大き
さに応じた数値、例えば＋２０〜０〜−２０までの数値
を各点に対して付与することも本発明において好適であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＮＣデータの工具軌跡に点群の各ＮＣデータ点が有する
曲率半径の表示を付加することによって、工具軌跡が滑
らかに連続しているか否かを直観的に判断することが可
能となり、データ作成あるいは加工製品に痕等が生じた
ときの原因究明に極めて有効な手段を提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来における加工形状と工具軌跡の関係を示
す説明図である。

【図２】 図１の工具軌跡の一部拡大図である。

【図３】 従来における工具軌跡の表示例を示す図であ
る。

【図４】 本発明に係る工具軌跡表示方法を実施するた
めの表示装置の全体ブロック図である。

【図５】 表示制御装置の一例を示す説明図である。

【図６】 本発明の第１の実施形態における表示例を示
す説明図である。

【図７】 第１実施形態を実現するためのフローチャー
ト図である。

【図８】 図６の表示の他の表示例を示す説明図であ
る。

【図９】 本発明の第２の実施形態の表示例を示す図で
ある。

【図１０】 本発明の第２実施形態のフローチャート図
である。

【図１１】 本発明の第３の実施形態の表示例を示す図
である。

【図１２】 本発明の第３実施形態のフローチャート図
である。

【図１３】 本発明の更に他の実施形態の表示例を示す
図である。

【符号の説明】

２０ ＮＣデータ入力部、２１ 一次解析部、２２ 二
次解析部、２３ 表示属性決定部、２４ 表示装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の形状面を加工する工具軌跡が微小
   間隔をもって整列された点群の連続として表示されるＮ
   Ｃデータの工具軌跡表示方法であって、 点群中の任意の複数のＮＣデータ点に対して、これらの
   点を中心とした周辺における工具軌跡の曲率半径を求
   め、 曲率半径の大きさにより定められた表示属性によってＮ
   Ｃデータ点又はその連続を表示することを特徴とするＮ
   Ｃデータの工具軌跡表示方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 表示属性は、曲率半径の大きさにより予め定められた表
   示色であることを特徴とするＮＣデータの工具軌跡表示
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方法において、 表示属性は曲率半径によって定まる半径線であることを
   特徴とするＮＣデータの工具軌跡表示方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の方法において、 表示属性は曲率半径に応じた円表示であることを特徴と
   するＮＣデータの工具軌跡表示方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の方法において、 表示属性は曲率半径の大きさに応じた数値を各ＮＣデー
   タ点に与えることを特徴とするＮＣデータの工具軌跡表
   示方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の方法において、 表示属性は曲率半径の大きさに応じたグラフ表示である
   ことを特徴とするＮＣデータの工具軌跡表示方法。