JP2751196B2 - アプローチ径路の自動作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、数値制御工作機械で加工するための加工工
具軌跡の内、形状を形成する工具軌跡路への切断手段
（レーザー、刃具等）のアプローチ径路を設定するアプ
ローチ径路の自動作成方法に関し、特に、形状データよ
りアプローチ径路を自動的に設定するアプローチ径路の
自動作成方法に関する。

従来技術 従来、CAD/CAM、自動プログラミング装置、およびマ
ニュアルプログラミングでは、アプローチ径路はマニュ
アルにより設定されていた。

例えば、特開昭61−58008号公報に記載されている方
法では、アプローチ開始点をオペレータがカーソルで指
示することにより、形状突入点を自動的に設定してい
る。

また、特開昭62−120508号公報に記載されている方法
では、アプローチ開始点、形状突入点、および終了点を
自動設定し、開始点と終了点において、工具径と形状と
のチェックを行い、工具干渉を起こす場合には、次の点
をサーチする。

このような従来技術では、数値制御装置（以下NC制御
装置と記す）による機械加工を行う場合、レーザー、ウ
ォータショット、およびエンドミル等の工具進入退避情
報は、マニュアル入力により位置径路決定していた。

しかし、連続点列で構成される直線や、円弧情報の集
合である閉区間（以下島と呼ぶ）の数が増大するにつれ
て、各島に工具進入退避径路（以下アプローチ径路と記
す）を付加する必要性が生じ、ますます手間がかかっ
て、マニュアル入力による干渉チェックの検証が難しい
という問題があった。

目的 本発明の目的は、このような問題点を改善し、NC制御
工作機械で加工するための加工工具軌跡の内、形状を形
成する工具軌跡路への切断手段のアプローチ径路を形状
データより自動的に設定するアプローチ径路の自動作成
方法を提供することにある。

構成 上記目的を達成するため、本発明のアプローチ径路の
自動作成方法は、工具軌跡データに対し、工具進入開始
点、工具進入径路、工具逃げ径路、および工具逃げ終了
点から構成された工具進入退避データのサイズをパラメ
ータとしてデータテーブルから読み込む第１のステップ
と、パラメータにより工具軌跡データの直線および円弧
上における工具進入退避データの候補を算出する第２の
ステップと、この第２のステップで算出された工具進入
退避データの候補を含む一定領域が加工物データとの干
渉を起こすか否かを判断する第３のステップと、この第
３のステップで干渉を起こすと判断された場合、加工物
データに沿って工具進入退避データの位置を所定量スラ
イドさせて第２のステップでの次の候補として第３のス
テップにおける干渉の判断を繰り返す第４のステップ
と、第３のステップで干渉を起こさないと判断された場
合に、工具進入退避データを工具軌跡データに付加し、
数値制御装置用機械加工プログラムを作成する第５のス
テップとを備えたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第２図は、本発明の一実施例におけるNCデータ作成シ
ステムの構成図、第３図は本発明の一実施例における制
御部の機能構成図、である。

本実施例のNCデータ作成システムは、第２図のよう
に、キーボード21、制御部22、記録部23、表示制御部2
4、シリアルデータインタフェース25,27、画面表示部2
6、NC制御装置28、および工作機械29を備える。

この制御部22には、第３図のようにパラメータ読み込
み手段31、工具進入退避データ候補算出手段32、工具干
渉チェック手段33、およびNCプログラム作成手段34を備
える。また、パラメータ読み込み手段31は、工具進入退
避パラメータを読み込み、工具進入退避データ候補算出
手段32は、読み込んだパラメータにより工具軌跡上にお
ける工具進入退避データの候補を算出する。また、工具
干渉チェック手段33は、算出された候補情報（干渉チェ
ック領域）が加工物データと干渉を起こすか否かを判断
する。さらに、NCプログラム作成手段34は工具干渉チェ
ック手段33が干渉なしと判断すると、NCプログラムを作
成する。なお、干渉ありと判断されると、再度、パラメ
ータ入力を行う。

また、キーボード21は、制御部22に対するオペレータ
からの操作指令を入力する。

また、記録部23は、作成したNCプログラムのファイル
を格納する。

また、画面表示部26は、表示制御部24の制御によりオ
ペレータに対する制御部22からのメッセージや作成の進
行状況等を表示する。

また、シリアルデータインタフェース25は制御部22で
作成したNCプログラムをNC制御装置28に接続されたシリ
アルデータインタフェース27に送信する。

また、NC制御装置28は、シリアルデータインタフェー
ス27を介して受けたNCプログラムを解釈し、工作機械29
を駆動させて対象物を加工する。

このような構成により、本実施例のNC制御システム
は、アプローチ径路を自動算出し、かつ工具干渉のチェ
ックを行う。

第１図は、本発明の一実施例におけるアプローチ径路
の自動作成方法を示すフローチャート、第４図および第
６図は本発明の一実施例におけるアプローチ径路が直線
である場合の説明図、第５図および第７図は本発明の一
実施例におけるアプローチ径路が円弧である場合の説明
図、第８図および第９図は本発明の一実施例における干
渉チェックの説明図である。

本実施例において、アプローチ径路を自動作成する手
順については、第１図に示される。

本実施例における入力情報としては、アウトプットが
要求される加工面形状データと、加工面形状データに工
具補正処理を行った工具軌跡データとがあり、オぺレー
タは、この入力情報に対して工具進入退避パターン（以
下アプローチパターンと記す）におけるパラメータ（ア
プローチ長さ）をマニュアル入力する。

まず、こうして入力された工具進入退避パラメータ
を、パラメータ読み込み手段31の制御により読み込む
（101）。

なお、本実施例におけるアプローチパターンは、第４
図〜第７図のように直線型と円弧型の２種類である。例
えば、第４図に示す直線型では、加工面の線分AA′およ
び工具軌跡の線分BB′が入力された場合、線分CC′の長
さをマニュアル入力する。また、第５図に示す円弧型で
は、加工面の線分AA′および工具軌跡の線分BB′が入力
された場合、アプローチパターンを示す線分DFを２分す
る点と点Ｅとの長さ、つまり、円弧DEFの半径をマニュ
アル入力する。また、第６図のように工具軌跡の円弧に
対し、直線のアプローチパターンを有する場合、および
第７図のように工具軌跡の円弧に対し、円弧のアプロー
チパターンを有する場合にも同様のアプローチ長さをマ
ニュアル入力する。

次に、工具進入退避データ候補算出手段32により、工
具軌跡データを読み込み、工具進入退避パラメータか
ら、工具軌跡の直線および円弧部分に付加する工具進入
退避データの候補を算出する（102）。

例えば第８図のように、加工面82上の点Ａを始点と
し、以下、点Ｂ、点Ｃ、…、終点Ａまで連なった島に関
して、まず加工面82上の線分Ａ′Ｂ′を選び、アプロー
チ径路を付加する場合の候補として、工具軌跡83上の線
分Ａ′Ｂ′の中点Ｅ′をとる。次に、点Ｅ′から加工希
望面と反対に、入力したアプローチ長さ分の垂線を引い
た点Ｅを選ぶ。

次に、干渉チェック手段33により、算出した工具進入
退避データ候補と加工物データとの干渉を干渉チェック
領域によりチェックし（103）、干渉が無ければ（10
4）、ステップ105に進み、また干渉があれば（104）、
チェック済でない直線あるいは円弧が残っているか否か
をチェックする（106）。

例えば、第８図における直線EE′および直線ABとの交
点Ｅ″をとり、点Ｅを中心とし、線分EE″を半径とする
円領域を干渉チェック領域84とし、加工面データ中の各
線分あるいは円弧が、この円内に入っていないことをチ
ェックする。その結果、干渉が認められると、次に、ア
プローチ径路付加対象の加工面82を線分ABから円弧BFC
へとスライドする。例えば第８図におけるアプローチパ
ターン80は、このようなスライドを繰り返した後、円弧
CGDで干渉がないことが確めうられ、アプローチ径路を
付加することが可能であると認められたパターンであ
る。また、このようにスライドしても、結局、線分JAま
で干渉が認められた場合、その島はアプローチ径路の付
加ができず、最終的なアウトプットは入力データとして
の工具軌跡データと等しいものになる。

このように、干渉がない場合には（104）、工具進入
退避データを工具軌跡データに書き込み、NCプログラム
作成手段34によってNC制御装置用機械加工プログラムを
作成する（105）。また干渉があれば、チェック済でな
い直線あるいは円弧が残っているか否かをチェックし
（104,106）、データが無くなるまで（107）、これらの
処理を繰り返す。

例えば、第８図において、線分EE″が加工面データと
は全く干渉を起こしていないことが認められると、最終
的にアウトプットされる工具軌跡データは、直線型アプ
ローチの場合、EE′Ｂ′Ｃ′Ｄ′Ｈ′Ｉ′Ｊ′Ｋ′Ａ′
Ｅ′Ｅで示される。また、円弧型アプローチの場合に
は、例えば第９図におけるABCDEGHIJKCLMの順の工具軌
跡データとなる。

このように、工具アプローチ可能な線分あるいは円弧
箇所を自動選択し、予め決められた工具アプローチパタ
ーンによってアプローチ径路を算出し、干渉チェックに
ついては、半径を入力した円領域（干渉チェック領域）
84と加工面データとの干渉を確認することにより、安全
性および信頼性が高いNC制御装置用機械加工プログラム
が自動的に得られる。

なお、本実施例では、加工面の内側に工具径路を有す
る場合について述べたが、加工面の外側に工具径路を有
する場合も同様にして干渉チェックを行うことができ
る。また、アプローチパターンは直線型および円弧型の
２種類であるが、他のアプローチパターンについても同
様の効果を得ることができる。さらに、干渉チェックで
は、円領域パターンのチェックを行っているが、干渉チ
ェック領域と加工面各要素との干渉チェックならば、他
のパターンチェックでもよい。

効果 本発明によれば、工具進入退避情報の算出に基き、工
具干渉を干渉チェック領域と加工面の各直線あるいは円
弧データの問題として捉えるため、一定領域内のアプロ
ーチパターンを自由に設定することが可能であり、ま
た、干渉チェック領域もアプローチパターンにより自由
に設定できる。

また、干渉しないことが検証されるまで、工具進入退
避径路設定を、入力された工具軌跡データ上で順次行う
ため、データ上のどこかに工具進入退避径路が付加され
る可能性が高く、工具と加工物との干渉トラブルが確実
に防止される。これにより、信頼性の高いNC制御装置用
機械加工プログラムが自動的に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるアプローチ径路の自
動作成方法を示すフローチャート、第２図は本発明の一
実施例におけるNCデータ作成システムの構成図、第３図
は本発明の一実施例における制御部の機能構成図、第４
図および第６図は本発明の一実施例におけるアプローチ
径路が直線である場合の説明図、第５図および第７図は
本発明の一実施例におけるアプローチ径路が円弧である
場合の説明図、第８図および第９図は本発明の一実施例
における干渉チェックの説明図である。 21:キーボード,22:制御部,23:記録部,24:表示制御部,2
5,27:シリアルデータインタフェース,26:画面表示部,2
8:数値制御装置（NC制御装置）,29:工作機械,31:パラメ
ータ読み込み手段,32:工具進入退避データ候補算出手
段,33:工具干渉チェック手段,34:NCプログラム作成手
段,80:アプローチパターン,81,91:被加工物,82,92:加工
面,83,93:工具軌跡,84:干渉チェック領域。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線数値データと円弧数値データとによる
   加工物データ、および、該加工物データに工具径補正処
   理を施した工具軌跡データを有し、該工具軌跡データお
   よび上記加工物データを入力情報とし、上記工具軌跡デ
   ータに対して工具進入退避データを自動生成・付加し、
   新たな工具軌跡データとする数値制御装置用機械加工プ
   ログラムの自動作成方法において、 上記工具軌跡データに対し、工具進入開始点、工具進入
   径路、工具逃げ径路、および工具逃げ終了点から構成さ
   れた工具進入退避データのサイズをパラメータとしてデ
   ータテーブルから読み込む第１のステップと、 上記パラメータにより上記工具軌跡データの直線および
   円弧上における上記工具進入退避データの候補を算出す
   る第２のステップと、 該第２のステップで算出された上記工具進入退避データ
   の候補を含む一定領域が加工物データとの干渉を起こす
   か否かを判断する第３のステップと、 該第３のステップで干渉を起こすと判断された場合、上
   記加工物データに沿って上記工具進入退避データの位置
   を所定量スライドさせて上記第２のステップでの次の候
   補とし、上記第３のステップにおける干渉の判断を繰り
   返す第４のステップと、 上記第３のステップで干渉を起こさないと判断された場
   合に、上記工具進入退避データを上記工具軌跡データに
   付加し、上記数値制御装置用機械加工プログラムを作成
   する第５のステップと を備えたことを特徴とするアプローチ径路の自動作成方
   法。