JP2949146B2

JP2949146B2 - 荒加工データ作成方法

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Publication number: JP2949146B2
Application number: JP2127172A
Authority: JP
Inventors: 淳沢村; 哲造倉賀野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH0423008A; EP0459251A1

Description

【発明の詳細な説明】以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ発明の概要Ｃ従来の技術（第41図）Ｄ発明が解決しようとする課題（第42図及び第43図）Ｅ課題を解決するための手段（第１図〜第３図、第23
図、第33図〜第36図）Ｆ作用（第１図〜第３図、第23図、第33図〜第36図）Ｇ実施例（第１図〜第40図）（G1）CAD/CAMシステムの全体構成（第１図）（G2）グリツドポイントの作成（第１図〜第10図）（G3）加工データの作成（第１図、第２図、第11図〜
第40図）（G3−１）１次元加工工具経路の作成（第２図、第13
図〜第22図）（G3−２）等高線加工工具経路の作成（第１図、第２
図、第23図〜第32図）（G3−３）加工データの生成（第１図、第２図、第33
図〜第38図）（G4）実施例の効果（G5）他の実施例（第39図及び第40図）Ｈ発明の効果Ａ産業上の利用分野本発明は荒加工データ作成方法に関し、例えばCAD/CA
M（computer aided design/computer aided manufactur
ing）において製品の形状データに基づいて金型を荒加
工する場合に適用し得る。

Ｂ発明の概要本発明は、荒加工データ作成方法において、グリツド
ポイントを生成して等高線加工用の加工データを生成す
ることにより、過切削を未然に防止して荒加工すること
ができる。

Ｃ従来の技術従来、３次のベジエ式でなるベクトル関数を用いて曲
面を表現すると共に当該曲面を接平面連続の条件で接続
することにより、自由曲面（２次関数で規定できないも
のをいう）を有する物体の形状データ作成方法が提案さ
れている（特願昭60−277448号、特願昭60−290849号、
特願昭60−298638号、特願昭61−153969号、特願昭61−
33412号、特願昭61−59790号、特願昭61−64560号、特
願昭61−69368号、特願昭61−69385号）。

すなわち第41図に示すように、デザイナが３次元空間
中に指定した節点に対して、隣接する４つの節点で囲まれる空間に、次式、の３次のベジエ式で表される曲面（以下パツチと呼ぶ）
を規定する。

ここで、ｕ及びｖは、それぞれｕ及びｖ方向のパラメ
ータでなり、制御点でなる節点に対して、シフト演算子Ｅ及びＦを用いて次式の関係をもつ。

これにより４つの節点で囲まれた空間に、それぞれ制御点を設定することにより、４つの節点を通り、それぞれ制御点で決まる曲面形状のパツチを生成することができる。

さらにパツチにおいて、共通の制御点を間に挟む内部制御点を、接平面連続の条件で設定し直すことにより、パツチを滑らかに接続することができる。

従つて、デザイナの入力した節点に対して、隣接する
節点に順次パツチを生成すると共に、生成したパツチを
接続し直すことにより、全体として滑らかに変化する自
由曲面を生成することができる。

これにより、デザイナが複雑な形状をデザインした場
合でも、デザイナの意図する形状で全体として滑らかに
形状が変化する形状を生成することができる。

Ｄ発明が解決しようとする課題ところで、このようにして生成された形状データに基
づいて、例えばNCフライス盤を駆動し、自動的に製品の
金型を作成することができれば便利であると考えられ
る。

このとき、従来金型作成時間全体の約７割を占める荒
加工に要する時間を短縮することができれば、全体の作
業時間を短縮することができる。

この場合第42図に示すように、形状データに基づい
て、荒加工の手法の１つでなる等高線加工用の工具経路
のデータを作成し、当該工具経路のデータに基づいて金
型１を作成する方法が考えられる。

ここで等高線加工とは、製品の外形形状で金型を切削
加工する際、例えばエンドミル２のＺ方向の位置を順次
段階的に変化させて金型の外形形状を順次切削加工する
方法で、荒加工の無人化に適している。

ところが従来の等高線加工用の工具経路データ作成方
法においては、３次元形状の複雑な金型を加工する場
合、工具干渉を避け得ず、金型を過切削する場合があつ
た。

さらに第43図に示すように、凹部（以下ポケツト部と
呼ぶ）３を有する金型４においては、当該ポケツト部３
に予めエンドミル挿入用の穴加工が必要になり、この場
合別途オペレータが穴加工用のNCデータを作成する必要
があつた。

特に複雑な３次元形状の金型においては、ポケツト部
の底自体、高さが複雑に変化している場合があり、この
場合オペレータにおいては、当該ポケツト部の断面形状
を判断して過切削しないように穴加工のNCデータを作成
する必要があつた。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、過切削
を未然に防止して金型を荒加工することができる等高線
加工用の荒加工データ作成方法を提案しようとするもの
である。

Ｅ課題を解決するための手段かかる課題を解決するため本発明においては、複数の
パツチからなる所定の形状データDT_Sで表される形状を加工目
標にしてエンドミルFMで荒加工する際に、形状データDT
_Sに基づいて、エンドミルFMの移動経路DK11、DK12、DK1
3を表す加工データDT_CLを、コンピユータを利用した工
具経路作成装置13の中央処理装置による演算処理によつ
て生成する荒加工データ作成方法において、形状データ
DT_Sに基づいて、複数のパツチ内に、形状を大まかに表す複数の分割点を生成し、エンドミルFMの工具半径Ｒ内に位置する複数
の分割点のＺ座標値の最大値を複数のパツチのＺ方向の最も大きな傾きΔＺの値によつて補正した値
を用いて、Ｘ及びＹ方向に所定ピツチR/3で連続し、か
つ過切削を生じないようなエンドミルFMの工具中心であ
る複数のグリツドポイントGP_（i,j）に位置を表すＺ座
標値を生成し、切削平面S1、S2、S3、SEのＺ座標値及び
補正したグリツドポイントGP_（i,j）のＺ座標値の比較
結果に基づいて、等高線加工用の荒加工データDT_CLを生
成するようにする。

Ｆ作用モデルの大まかの形状を表す分割点のＺ座標値の最大
値に基づいてエンドミルのグリツドポイントを生成し、
当該グリツドポイントに基づいて等高線荒加工用の加工
データを生成することにより、できるだけ少ないデータ
料で荒加工することができるようにすると共に、エンド
ミルの工具半径内の分割点について複数のパツチのＺ方
向の最も大きな傾きの値によつてグリツドポイントのＺ
座標の最大値を補正することにより、大きな傾きをもつ
パツチについても、過切削を生じさせることがないよう
な荒加工データを作成することができる。

Ｇ実施例以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（G1）CAD/CAMシステムの全体構成第１図において、10は全体としてCAD/CAMシステムを
示し、自由曲面作成装置12で作成された形状データDT_S
に基づいて、工具経路作成装置13で切削加工用の加工デ
ータDT_CLを作成する。

すなわち自由曲面作成装置12は、中央処理装置（CP
U）を有し、デザイナが指定入力したワイヤフレームモ
デルに３次のベジエ式を用いてパツチを張つた後、当該
パツチを接続し直すことにより、自由曲面を有する物体
の形状データDT_Sを作成する。

これに対して工具経路作成装置13は、形状データDT_S
に基づいて、金型を荒加工及び仕上げする加工データDT
_CLを作成した後、当該荒加工用の加工及び仕上げ加工用
データDT_CLを、例えばフロツピデイスク15を介して、NC
ミーリングマシン14に出力する。

NCミーリングマシン14は、当該加工データDT_CLに基づ
いて例えばフラツトエンドミルを用いて切削加工し、こ
れにより形状データDT_Sで表される製品の金型を作成す
る。

なお工具経路作成装置13は、表示装置16の表示に応じ
て入力装置17を操作することにより、必要に応じて加工
用工具等の条件を入力し得るようになされている。

（G2）グリツドポイントの作成工具経路作成装置13のCPUは、オペレータが入力装置1
7を介して加工データDT_CLの作成を指示すると、第２図
に示す処理手段を実行し、これにより形状データDT_Sに
基づいて加工データDT_CLを作成する。

すなわち工具経路作成装置13のCPUは、オペレータが
指定入力した金型の開き方向に基づいて、パーテイング
ラインを決定する。

さらにパーテイングラインが決まると、オペレータが
指定入力した金型の大きさに応じてパーテイングライン
に沿つてパツチを生成することにより、形状データDT_S
で表される製品にパーテイング面を生成する。

これにより工具経路作成装置13のCPUは、形状データD
T_Sに予備的処理を施し、形状データDT_Sで表される製品
を作成するための例えば雄型及び雌型について、当該雄
型及び雌型の接合面に形状を表す形状データ（以下当該
形状データで表される金型の最終的な加工目標をモデル
と呼ぶ）を作成する。

これに対してモデルについて形状データの作成が完了
すると、工具経路作成装置13のCPUは、ステツプSP1から
ステツプSP2に移り、工具干渉を回避した４フラツトエ
ンドミル用のグリツドポイントを作成する。

ここでグリツドポイントは、荒加工において、過切削
することなくモデルの外形形状を切削加工し得る格子状
の点で、第３図に示す処理手順を実行して作成される。

すなわち工具経路作成装置13のCPUは、ステツプSP3か
らステツプSP4に移つて、各パツチを分割し、各パツチ
の形状を点データで表現する。

この処理は、パツチを予め初期設定された分割数BNでｕ及びｖ方向にパラメ
ータ分割して分割数BNで決まる数の点（以下分割点と呼
ぶをパツチ上に作成する処理で、第４図においては、パツチを４分割し、パツチ上に25個の分割点（以下で表す）を作成する。

なお、実際上分割数BNの初期値としては値10が設定さ
れ、これによりパツチの形状を121個の分割点で表すようになされている。

さらにこのとき工具経路作成装置13のCPUは、オペレ
ータが予め指定入力した荒加工用フラツトエンドミルの
半径Ｒに基づいて、次式の演算処理を実行して、距離の最大値R_Kを規定する。

さらに工具経路作成装置13のCPUは、隣接する分割点について、順次水平方向の距離（すなわち分割点をXY平面上に写像したときの当該XY平面の距離でなる）
D_XYを検出し、当該距離が最大値R_K以上のパツチを検出する。

さらに工具経路作成装置13のCPUは、距離D_XYが最大値
R_K以上のパツチについて、次式 BN_NEW＝（INT［D_XY/R_K］＋１）×BN ……（７）の演算処理を実行して分割数BN_NEWを再設定し、当該分
割数BN_NEWで当該パツチを再分割する。

なおこの（７）式において、INT［D_XY/R_K］は、値D_XY
/R_Kの少数を切り捨てて整数値化する演算子でなる。

かくしてモデルにおいては、水平方向の距離D_XYが最
大値R_K以下の分割点でその形状が表現され、この実施例
においては当該分割点を基準にして荒加工用の加工デー
タを作成することにより、パツチの形状を実用上充分な精度で表し、加工データDT_CLの作
成時間を短縮するようになされている。

続いて工具経路作成装置13のCPUは、ステツプSP5に移
り、ここでグリツドポイントを仮設定する。

ここでCPUは、ステツプSP4で検出した分割点Ｐ
_（i,j）ｓから、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標値の最大値X_MAX、
Y_MAX、Z_MAX及び最小値X_MIN、Y_MIN、Z_MINを検出し、これ
によりモデルのＸ、Ｙ及びＺ方向の大きさを検出する。

さらに当該検出結果に基づいて、オペレータが入力し
たグリツドピツチDDで、XY平面上に格子状に連続する点
を生成し、当該点をグリツドポイントに仮設定する（こ
の結果グリツドポイントのＺ座標値は０に仮設定され
る）。

さらにこのときCPUにおいては、工具半径Ｒに対し
て、Ｘ及びＹ座標値が共にＲの位置を基準にして順次グ
リツドピツチDDでグリツドポイントを仮設定する。

かくしてこの実施例においては、ステツプSP5で作成
されたグリツドポイントのＺ座標値を分割点で決まる値に再設定することにより、最終的にグリツド
ポイントのＺ座標値を決定するようになされている。

ここでグリツドピツチは、対話形式で入力し得るよう
になされ、これにより荒加工する工具半径Ｒに比して小
さな値（例えば工具半径Ｒが10［mm］のとき、2.5［m
m］程度）に設定されるようになされている。

続いてCPUは、ステツプSP6に移り、フラツトエンドミ
ルの工具半径Ｒから処理上の工具半径RTを算出する。

すなわちこの実施例においては、モデルの形状を表す
分割点からグリツドポイントGP_（i,j）のＺ座標を再設定し、
加工データDT_CLを作成するようになされている。

従つて第５図に示すように、XY平面において、フラツ
トエンドミルの中心０がグリツドポイントGP_（i,j）と
一致し、このときフラツトエンドミルの断面が分割点を結ぶ直線より飛び出すようになると、その分過切削す
るおそれがある。

このため次式 RT＝Ｒ＋ΔＲ ……（８）の演算処理を実行して処理上の工具半径RTを算出し、当
該処理上の工具半径RTを用いて加工データDT_CLを作成す
ることにより、過切削を未然に防止するようになされて
いる。

ここでΔＲは、（６）式の関係に従つてパツチを分割した場合、次式の値に設定される。

続いて工具経路作成装置13のCPUは、ステツプSP7に移
り、第６図に示すように各グリツドポイントGP_（i,j）
に処理上の工具半径RTを半径にしてなる円領域Ｃを作成
する。

さらにCPUは、Ｘ、Ｙ座標値が当該円領域Ｃ内に含ま
れるパツチを各グリツドポイントGP_（i,j）毎に検出する。

このときCPUは、各パツチについて分割点のＸ及びＹ座標の最大値X_MAXP、Y_MAXP及び最小値
X_MINP、Y_MINPを検出すると共に、各円領域ＣのＸ及びＹ
座標の最大値D_XMAX、D_YMAX及び最小値D_XMIN、D_YMINを検
出する。

さらに第７図に示すように、各円領域Ｃ毎に、座標値
X_MAXP及びX_MINPが座標値D_XMINより小さいパツチ、座標
値X_MAXP及びX_MINPが座標値D_XMAXより大きいパツチ、座
標値Y_MAXP、Y_MINPが座標値D_YMINより小さいパツチ、座
標値Y_MAXP、Y_MINPが座標値D_YMAXより大きいパツチを順
次取捨することにより、各円領域Ｃに外接する一辺2RT
の正方形領域Ｓについて、Ｘ、Ｙ座標値が当該正方形領
域Ｓ内に含まれるパツチを各グリツドポイントGP
_（i,j）毎に抽出する。

これによりCPUは、抽出したパツチについて、Ｘ及び
Ｙ座標値が円領域Ｃ内に含まれるか否か内外判定するこ
とにより、仮設定した各グリツドポイントGP_（i,j）毎
に円領域Ｃ内に含まれるパツチを簡易に検出し得るようになされている。

続いてCPUは、ステツプSP8に移り、第８図に示すよう
にステツプSP7において抽出したパツチについて、Ｘ及びＹ座標値が円領域Ｃ内に存在する分割
点を抽出する。

この処理は、ステツプSP7においてパツチを抽出した場合と同様に、分割点のＸ及びＹ座標値と円領域ＣのＸ及びＹ座標の最大値D
_XMAX、D_YMAX及び最小値D_XMIN、D_YMINの比較結果を得る
ことにより、各円領域Ｃに外接する一辺2RTの正方形領
域Ｓについて、当該正方形領域Ｓ内のＸ及びＹ座標値を
有する分割点を抽出した後、抽出した分割点について円領域Ｃの内外判定を実行することにより、簡
易に円領域Ｃ内のＸ及びＹ座標値を有する分割点を抽出し得るようになされている。

かくしてCPUにおいては、（６）式の条件に従つて分
割点を生成したことにより、各円領域Ｃ毎に複数の分割点を抽出することができる。

続いてCPUは、ステツプSP9に移り、抽出した分割点のＺ座標を検出し、各円領域Ｃ毎に当該Ｚ座標の最大値
Z_PMAXを検出する。

さらに仮設定したグリツドポイントGP_（i,j）のＺ座
標値を検出した最大値Z_PMAXで更新し、これによりグリ
ツドポイントGP_（i,j）を再設定する。

続いてCPUは、ステツプSP10に移り、再設定されたグ
リツドポイントGP_（i,j）のＺ座標値を補正する。

ここでCPUは、まずステツプSP7において抽出したパツ
チ毎に、隣接する各点間のＺ座標値の差を順次検出した後、その最大値ΔＺを
検出し、これにより円領域Ｓに含まれるパツチの最も大きな傾きを、Ｚ座標値を基準にして検出する。

さらにCPUは、最大値ΔＺをステツプSP9において更新
したＺ座標値Z_PMAXに加算し、これにより各グリツドポ
イントGP_（i,j）のＺ座標値を補正した後、ステツプSP1
1に移つて当該処理手順を終了する。

すなわち各円領域Ｃ内に存在する分割点についてＺ座標値の最大値Z_PMAXを検出してグリツドポ
イントGP_（i,j）を再設定し、この再設定したグリツド
ポイントGP_（i,j）にフラツトエンドミルの先端が位置
するように荒加工した場合、円領域Ｃ内に存在する分割
点については過切削を生じないようにすることができる。

ところが第９図に示すように、パツチの形状を分割点で表現したことにより、各円領域Ｃ内に最大値Z_PMAXよ
りＺ座標の大きな部分が存在すると、当該部分で過切削
する。

従つてこの実施例においては、パツチ中の最も大きな傾きをＺ座標値を基準にして検出した
後、当該検出結果に基づいてグリツドポイントGP
_（i,j）のＺ座標値Z_PMAXを補正することにより、部分的
に傾きが大きなパツチがあつても、過切削を生じさせな
いようにできる。

かくして第10図に示すように、工具半径Ｒのフラツト
エンドミルFMを用いた荒加工において、過切削すること
なくモデルの外形形状を切削加工し得る格子状のグリツ
ドポイントGP_（i,j）を設定し得、このときモデルの形
状を分割点で表現したことにより、全体として簡易な演算処理作業
でグリツドポイントGP_（i,j）を生成することができ
る。

（G3）加工データの作成工具経路作成装置13のCPUは、グリツドポイントGP
_（i,j）を生成すると、ステツプSP12に移り、等高線加
工用の平面を設定する。

すなわち第11図に示すように、ステツプSP5で検出し
たＺ座標値の最大値Z_MAXとオペレータが予め指定入力し
たＺピツクフイード値Z_pに基づいて、最大値Z_MAXから順
次Ｚピツクフイード値Z_pの間隔で、Ｚ軸と直交する平面
S1、S2、S3（以下切削平面と呼ぶ）を設定する。

さらにCPUは、Ｚ座標値の最小値Z_MINについて切削平
面SEを設定する。

続いて工具経路作成装置13のCPUは、ステツプSP13に
移り、等高線切削加工後に残る余肉を切削加工する際
の、切削ピツチ（以下ピツクフイード値と呼ぶ）PICを
決定する。

ここでCPUは、グリツドピツチDDに対して整数倍で、
かつ荒加工するフラツトエンドミルFMの工具半径Ｒに対
して、次式 PIC＜2R ……（10）の関係式を満足するピツクフイード値PICを入力する。

これによりCPUにおいては、フラツトエンドミルFMの
工具中心がグリツドポイントGP_（i,j）上を通過するよ
うに工具経路を作成する。

ここでこの実施例においては、表示装置16を介して、
グリツドピツチDDに対して整数倍で（10）式を満足する
と共に工具半径Ｒに対して値0.8Rに最も近い値をピツク
フイード値PICの候補として表示し、オペレータの判断
を待ち受けることにより、簡易にピツクフイード値PIC
を設定し得るようになされている。

これにより、表示装置16に表示された当該ピツクフイ
ード値PICの候補により切削加工する場合は、「ｙ」の
操作子をオン操作することにより、グリツドピツチ等を
考慮することなく簡易に当該ピツクフイード値PICを設
定することができる。

これに対して、当該ピツクフイード値PICの候補以外
のピツチで切削加工を望む場合は、「ｎ」の操作子をオ
ン操作することにより、ピツクフイード値PICの候補PIC
_Kを、次式 PIC＝PIC_K−DD ……（11）で表される値に更新して表示する。

これによりオペレータにおいては、順次表示装置16に
表示されるピツクフイード値PICの候補に基づいて、簡
易にピツクフイード値PICを設定することができる。

ピツクフイード値PICが設定されると、CPUはステツプ
SP14に移り、ここで各切削平面S1、S2、S3、SEごとに、
グリツドポイントGP_（i,j）からモデルの形状輪郭を表
す点（以下輪郭点と呼ぶ）を生成する。

すなわち第12図に示すように、始めに切削平面S1のＺ
座標値Z_S1とグリツドポイントGP_（i,j）のＺ座標値GP
（ｚ）とを順次比較し、次式 GP（ｚ）≦Z_S1 ……（12）の関係を満足するグリツドポイントGP_（i,j）を抽出す
る。

さらに第13図に示すように、抽出されたグリツドポイ
ントGP_（i,j）の周囲８点のグリツドポイントGP
_{（ｉ−1,j−１）}〜GP_{（ｉ＋1,j＋１）}について、次式 GP（ｚ）＞Z_S1 ……（13）の関係式を満足するグリツドポイントGP
_{（ｉ−1,j−１）}〜GP_{（ｉ＋1,j＋１）}が、１点でも存在
するか否か判断する。

ここで（13）式の関係を満足するグリツドポイントGP
_{（ｉ−1,j−１）}〜GP_{（ｉ＋1,j＋１）}が周囲に１点でも
存在すると、CPUは、当該グリツドポイントGP_（i,j）の
Ｘ、Ｙ座標値を有する輪郭点CT_S1を切削平面S1上に設定
する。

これにより、第12図に示すような円筒形状のモデルに
おいては、切削平面S1でモデルを切断した際、当該モデ
ルの切断面の輪郭を表す輪郭点CT_S1を得ることができ
る。

これに対して、（12）式を満足し、周囲に（13）式を
満足するグリツドポイントGP_{（ｉ−1,j−１）}〜GP
_{（ｉ＋1,j＋１）}が１点でも存在しない場合は、切削平
面S1以下にグリツドポイントGP_（i,j）が存在すること
を表すフラグを有し、当該グリツドポイントGP_（i,j）
のＸ、Ｙ座標値を有する座標データ（以下補助データと
呼ぶ）を作成する。

これに対して、（12）式を満足しないグリツドポイン
トGP_（i,j）については、グリツドポイントGP_（i,j）が
切削平面S1以上に存在することを表すフラグを有し、当
該グリツドポイントGP_（i,j）のＸ、Ｙ座標値を有する
補助データを作成する。

切削平面S1について、輪郭点CT_S1及び補助データの完
成が完了すると、CPUは続く切削平面S2について、同様
に輪郭点CT_S2及び補助データを作成する。

これによりCPUは、順次各切削平面S1、S2、S3、SEに
ついて、順次輪郭点CT_S1〜CT_SE及び補助データを作成す
る。

（G3−１）１次元加工工具経路の作成工具経路作成装置13のCPUは、輪郭点CT_S1〜CT_SE及び
補助データを作成すると、ステツプSP15に移り、１次元
加工工具経路を作成する。

この１次元加工は、フラツトエンドミルを用いた切削
加工で、Ｘ又はＹ座標値を順次段階的に切り換え、Ｙ又
はＸ方向に切削加工を繰り返すことにより、等高線加工
して残つた余肉を切削加工する。

ここで第14図に示すように、CPUは、各切削平面S1、S
2、S3、SE上において、それぞれ切削平面S1、S2、S3、S
E全体の始点P_S01、P_S02、P_S03、P_S0Eを設定した後、当
該始点P_S01、P_S02、P_S03、P_S0Eを基準にして順次始点P
_S11、P_S21、……、P_S21、P_S22、……、P_S13、P_S23、…
…、P_S1E、P_S2E……及び終点P_E01、P_E11、……、P_E02、
P_E12、……、P_E03、P_E13、……、P_E0E、P_E1E……を設定
する。

ここでオペレータが一次元加工方向としてＸ方向を入
力した場合、Ｚ座標値がそれぞれ切削平面S1、S2、S3、
SEのＺ座標値GP（ｚ）、Ｘ座標値が値X_MIN−（Ｒ＋α）
（ここでαは通常２［mm］に設定される）、Ｙ座標値が
値Ｒの点が全体の始点P_S01、P_S02、P_S03、P_S0Eに設定さ
れる。

これに対して、始点P_S11、P_S21、……、P_S21、P_S22、
……、P_S13、P_S23、……、P_S1E、P_S2E……は、全体の始
点P_S01、P_S02、P_S03、P_SOEから順次ピツクフイード値PI
CだけＹ方向に変位した位置に設定される。

これに対して終点P_E01、P_E11、……、P_E02、P_E12、…
…、P_E03、P_E13、……、P_E0E、P_E1E……は、それぞれ始
点P_S01、P_S11、……、P_S02、P_S12、……、P_S03、P_S13、
……、P_S0E、P_S1E……と等しいＹ、Ｚ座標値で、Ｘ座標
値の最大値X_MAXからＸ方向に距離Ｒ＋αだけ離れた位置
に設定される。

これにより第14図において矢印で示すように、CPU
は、対応する始点P_S01、P_S11、……、P_S02、P_S12、…
…、P_S03、P_S13、……、P_S0E、P_S1E……から終点を結ぶ
直線路に沿つて工具経路を生成する。

ところで第15図に示すように、例えば工具半径Ｒの大
きなフラツトエンドミルで等高線加工した後、余肉を取
り除く場合、金型の四隅に残る余肉と中央に残る余肉だ
けを取り除けばよい。

すなわち始点P_S21、P_S31、P_S41、からそれぞれ終点P
_E21、P_E31、P_E41に向つて１次元加工したのでは、工具
を無駄に移動させる結果になる。

このためこの実施例においては、始点P_S01、P_S11、…
…、〜P_S0E、P_S1E……及び終点P_E01、P_E11、……、〜P
_E0E、P_E1E……が設定されると、Ｙ座標値が各始点
P_S01、P_S11、……、〜P_S0E、P_S1E……の座標値と等し
く、Ｘ座標値が範囲X_MINからX_MIN＋Ｒの輪郭点CT_S1〜CT
_SEを検出することにより、始点P_S01、P_S11、……、〜P
_S0E、P_S1E……側で余肉を取り除く必要のない部分を検
出する。

このような輪郭点CT_S1が検出されると、CPUは検出さ
れた輪郭点CT_S1に始点P_S21、P_S31、P_S41を設定し直す。

これによりこの実施例においては、始点P_S01、P_S11、
……、〜P_S0E、P_S1E……側で余肉を取り除く必要のない
部分については、１次元加工の工具経路を生成しないよ
うにし、その分荒加工時間を短縮するようになされてい
る。

同様にCPUは、Ｙ座標値が終点P_E01、P_E11、……、〜P
_E0E、P_E1E……のＹ座標値と等しく、Ｘ座標値がX_MAXか
らX_MAX−Ｒの輪郭点CT_S1〜CT_SEを検出することにより、
終点P_E01、P_E11、……、〜P_E0E、P_E1E……側で余肉を取
り除く必要のない部分を検出する。

さらに、このような輪郭点CT_S1〜CT_SEが検出される
と、検出された輪郭点CT_S1に終点を設定し直し、これに
より終点P_E01、P_E11、……、〜P_E0E、P_E1E……側で無駄
な工具経路を削除して荒加工時間を短縮する。

始点P_S01、P_S11、……、〜P_S0E、P_S1E、……及び終点
P_E01、P_E11、……、〜P_E0E、P_E1E……の設定が完了する
と、CPUは、各切削平面S1、S2、S3、SEごとに、順次始
点P_S01、P_S11、……、〜P_S0E、P_S1E、……から対応する
終点P_E01、P_E11、……、〜P_E0E、P_E1E……を結ぶ直線路
に沿つて輪郭点CT_S1〜CT_SE及び補助データを検索する。

ここでステツプSP5において上述したように、グリツ
ドポイントGP_（i,j）においては、Ｘ、Ｙ座標値Ｒ、Ｒ
の位置を基準にしてグリツドピツチDDで生成したことに
より、始点P_S01、P_S11、……、P_S0E、P_S1E……から対応
する終点P_E01、P_E11、……、P_E0E、P_E1E……を結ぶ直線
路においては、グリツドポイント上を通過し、これによ
り当該直線路上で輪郭点CT_S1〜CT_SEを検出することがで
きる。

さらに輪郭点CT_S1〜CT_SE以外の部分においては、補助
データに基づいて、切削平面S1〜SEとモデル表面との上
下関係を判断することができる。

この関係を利用してCPUは、始めにＺ座標が一番大き
い切削平面S1において、順次始点P_S01から終点P_E01、始
点P_S11から終点P_E11、……に向かつて輪郭点を検出す
る。

ここで第16図に示すように、直線路に沿つて始点P_Sn1
から終点P_En1間で輪郭点CT_s1が検出されない場合、CPU
は、始点P_Sn1から終点P_En1間の補助データに基づいて切
削平面S1以下にグリツドポイントGP_（i,j）が存在する
か否か判断し、ここで肯定結果が得られると、始点P_Sn1
及び終点P_En1を結ぶ直線路を工具経路に設定する。

これより第17図に示すように、最もＹ座標値の小さい
直線路L0においては、始点P_S01及び終点P_E01を直線で結
ぶ工具経路でフラツトエンドミルを移動させることによ
り、直線路L0に沿つて余肉を切削することができる。

これに対して第18図に示すように、始点P_Sn1から終点
P_En1間で輪郭点CT_S11が検出されると、当該輪郭点CT_S11
直前の補助データに基づいて、直前のグリツドポイント
GP_（i,j）が切削平面S1以下に存在するか否か判断す
る。

ここで肯定結果が得られると、CPUは、輪郭点CT_S11の
上方に工具経路の基準点PK₁を設定し、続いて輪郭点CT
_S11から終点P_En1側の輪郭点を検出する。

ここで終点P_En1側で輪郭点が検出されないと、CPUは
終点P_En1の上方に終点P_En1Sを再設定し、これにより順
次始点P_Sn1、輪郭点CT_s11、基準点PK₁₂、終点P_En1Sを結
ぶ工具経路を生成する。

これに対して第19図に示すように、終点P_En1側で輪郭
点CT_S12が検出されると、CPUは、続いて終点P_En1側の輪
郭点を検出する。

ここで続く輪郭点が検出されないと、CPUは、輪郭点C
T_S12上に基準点PK₂を設定した後、始点P_Sn1、輪郭点CT
_S11、基準点PK₁、基準点PK₂、輪郭点CT_S12及び終点P_En1
を順次結ぶ工具経路を生成する。

これにより直線路L1（第17図）に沿つた工具経路を生
成し得、当該直線路L1に沿つて余肉を切削することがで
きる。

これに対して第20図に示すように、輪郭点CT_S12に続
いて輪郭点CT_S13が検出されると、CPUは、輪郭点CT_S12
から輪郭点CT_S13までの距離Ｄを検出し、ここで距離Ｄ
がフラツトエンドミルの直径2Rより小さいとき基準点PK
₂の設定を中止し、輪郭点CT_S11から続く輪郭点CT_S12を
検出した場合と同様に輪郭点CT₁₃から続く輪郭点を検出
する。

これにより直線路L2（第17図）のように、凹部におい
て、等高線加工して余肉が残らない部分を横切る直線路
においては、直線路L1と同様の工具経路を生成し、無駄
なボールエンドミルの上下方向の移動を回避して効率良
く切削加工するようになされている。

これに対して第21図に示すように輪郭点CT_S12から輪
郭点CT_S13までの距離Ｄがフラツトエンドミルの直径2R
より大きいとき、CPUは、輪郭点CT_S12に基づいて点PK₂
を設定した後、輪郭点CT_S11に基づいて基準点PK₁を設定
した場合と同様に輪郭点CT_S13に基づいて基準点PK₃を設
定する。

さらにCPUは、輪郭点CT_S13から終点P_En1の方向に輪郭
点の検出処理を繰り返し、これにより直線路L3（第17
図）に沿つて工具経路を生成する。

かくしてこの実施例においては、切削平面S1で荒加工
する際、基準点PK₁、PK₂、……のＺ座標値をモデルのＺ
座標値Z_MAXに削りしろを加算した値に設定するようにな
され、これによりモデルの最上面も同時に加工するよう
になされている。

これに対して第18図の場合とは逆に、輪郭点CT_S11直
前のグリツドポイントGP_（i,j）が切削平面S1上方に存
在するとき（すなわち第15図に上述したように始点を設
定し直した場合でなる）、終点を再設定した場合と同様
に、当該始点上に始点を再設定する。

さらに元の始点から順次終点まで輪郭点を検出し、順
次基準点を設定し、これにより工具経路を作成する。

かくして切削平面S1について、全体の始点P_S01から順
次始点及び終点間に工具経路を生成することができる。

さらにCPUは、切削平面S1について、始点及び終点間
の工具経路の生成が完了すると、同様に順次切削平面S
2、S3及びSEについて、始点及び終点間の工具経路を生
成する。

このようにして各切削平面S1〜SEについて工具経路が
生成されると、CPUは、１次元加工全体の工具経路を生
成する。

ここでは第22図に示すように、始めに切削平面S1にお
いて、直線路L0から偶数番目の直線路L1、L3について、
座標データの配列を入れ換え、これにより全体としてジ
グザグに工具経路を生成する。

続いてCPUは、順次切削平面S2、S3及びSEについて同
様に座標データを入れ換え、各切削平面S2、S3及びSEに
ついても、ジグザグに工具経路を生成する。

このときCPUにおいては、始点及び終点間の補助デー
タに基づいて、例えば等高線加工の結果、直線路全体と
して余肉が残らない部分においては、当該始点及び終点
間の工具経路を飛び越えるように、全体の工具経路を生
成する。

さらに各始点及び終点の座標データを検出することに
より、第15図について上述したように始点及び終点を再
設定した部分で、始点及び終点が元の始点及び終点の上
方に再設定されている部分を検出する。

この始点から次の輪郭点に至るまで経路及び終点部分
から当該終点の１つ前の輪郭点までの経路は、切削平面
から上方に工具経路が生成された部分でなることによ
り、CPUは、当該始点及び終点を省略して全体の工具経
路を生成し、これにより無駄な工具の移動を省略するよ
うになされている。

（G3−２）等高線加工工具経路の作成工具経路作成装置13のCPUは、１次元加工工具経路を
作成すると、ステツプSP16に移り、等高線加工用の工具
経路を作成する。

この処理は、各切削平面S1〜SEについて、第23図に示
す処理手順を繰り返し、切削平面S1〜SEごとに工具経路
及び穴加工位置を検出する処理でなる。

すなわちCPUは、ステツプSP17からステツプSP18に移
り、切削平面S1上の輪郭点からループ始点を検出する。

ここでCPUは、順次モデル最外周のグリツドポイント
（第24図に示すように金型のエツジE1、E2、E3、E4上に
ほぼ位置する）について、対応する輪郭点CT_S1を検出す
る。

これにより第25図に示すように、輪郭点CT₁が１つ検
出されると、CPUは、当該輪郭点CT₁をループ始点ST₁に
設定する。

これに対し第26図に示すように、最外周のグリツドポ
イントから輪郭点が検出されない場合、続いてCPUは、
切削平面S1の輪郭点の中からＸ座標値が最も小さな輪郭
点を抽出した後、抽出した輪郭点からＹ座標値が最も小
さな輪郭点CT₉を抽出し、当該輪郭点CT₉をループ始点ST
₂に設定する。

さらにCPUは、ループ始点が１つでも検出されると、
検出されたループ始点について穴加工が必要か否か判断
する。

ここでCPUは、最外周のグリツドポイントから検出さ
れたループ始点ST₁については、穴加工するい必要ない
と判断する。

このときCPUは、第27図に示すように、Ｘ座標値X_MIN
のグリツドポイントから始点ST₁が検出された場合は、
始点ST₁からＸ方向負側に距離Ｒ＋αだけ離れた点を等
高線加工の始点P₀として設定した後、ステツプSP19に移
る。

これに対して、Ｘ座標値X_MAXのグリツドポイントから
始点CT₅が検出された場合は、始点CT₅からＸ方向正側に
距離Ｒ＋αだけ離れた点を等高線加工の始点として設定
した後、ステツプSP19に移る。

さらにＹ座標値Y_MIN又はY_MAXのグリツドポイントから
始点CT₇又はCT₃が検出された場合は、始点CT₃からＹ方
向負側に距離Ｒ＋αだけ離れた点、又は始点CT₇からＹ
方向正側に距離Ｒ＋αだけ離れた点を等高線加工の始点
として設定した後、ステツプSP19に移る。

これに対して最外周のグリツドポイント以外から検出
されたループ始点ST₂については、第28図に示すよう
に、ループ始点ST₂からそれぞれＸ及びＹ方向に延長す
る直線路について、モデル最外周までの距離D1、D2、D
3、D4を検出する。

さらに距離の短い順に各直線路に沿つて補助データを
検索し、当該直線路上の切削平面S1がモデル表面より上
方か否か判断する。

ここで切削平面S1がモデル表面より上方と判断される
と、補助データの検索を終了し、モデルの最外形から距
離Ｒ＋αだけ離れた当該直線路（この場合距離D1の直線
路が検出される）の延長線上に、ループ始点ST₂までフ
ラツトエンドミルを進入させる等高線加工全体の始点P₀
を設定した後、ステツプSP19に移る。

これに対して全ての直線路において、切削平面S1がモ
デル表面より下方のとき、CPUは当該ループ始点ST₂を穴
加工が必要な位置と判断し、当該ループ始点ST₂をドリ
リングポイントに設定した後、ステツプSP19に移る。

かくして、ループ始点ST₂について、グリツドポイン
トを基準にしてなる補助データに基づいて、モデル最外
周からフラツトエンドミルを進入させ得るか否か簡易に
判断し得、これにより簡易かつ自動的に穴加工位置を設
定することができる。

続いてCPUは、ステツプSP19において、検出されたル
ープ始点ST₁（CT₁）を基準にして順次輪郭点を探索す
る。

第29図に示すように、この探索処理は、ループ始点ST
₁（CT₁）から隣接する輪郭点CT₂、CT₃、CT₄、……を順
次検出する処理で、検出順に順次輪郭点を結んでループ
始点ST₁から始まる工具経路を生成する。

このときCPUにおいては、１度検索された輪郭点につ
いては、続く検索処理から除外し、これにより等高線加
工の工具経路を作成する。

このとき各輪郭点は、グリツドポイント及び切削平面
との比較結果に基づいて生成されたモデルの輪郭を表す
点でなることにより、隣接する輪郭点を結んで工具経路
を生成すれば、過切削を有効に回避して等高線加工の工
具経路を生成することができる。

すなわち第28図について上述したような円筒形状のモ
デルにおいては、当該モデルの断面外形に沿つて順次輪
郭点を検出し得、当該モデル外周の工具経路を生成する
ことができる。

これに対して第25図について上述したようなモデルに
おいては、ループ始点ST₁から輪郭点CT₈まで、当該モデ
ル外周の工具経路を生成することができる。

さらに輪郭点を検索する際、CPUにおいては、１つの
輪郭点CT₂に未探索の輪郭点CT₃、CT₄が複数隣接すると
き、その内の１つの輪郭点CT₃又はCT₄を選択して続く輪
郭点を検索すると共に、選択されなかつた輪郭点CT₄又
はCT₃を分岐先点として登録する。

これにより第30図に示すように、輪郭点CT₁側から順
次輪郭点CT₂、CT₃が検索され、輪郭点CT₄に未検索の輪
郭点CT₅及びCT₆が隣接している場合、輪郭点CT₁から順
次輪郭点CT₂、CT₃、CT₄、CT₅まで進んだ後、輪郭点CT₅
で折り返し、輪郭点CT₅、CT₄、CT₆、CT₇、CT₈と続く順
序で工具経路を作成する。

ここで隣接した未検索の輪郭点を検出することができ
なくなると、CPUはステツプSP20に移り、ステツプSP19
で検索したループ始点ST₁（CT₁）についてループが成立
したか否か判断する。

ここで検索し得なくなつた最後の輪郭点CT₈及びルー
プ始点ST₁（CT₁）が共にモデル最外周のグリツドポイン
トの場合（第25図）、CPUにおいては、当該輪郭点CT₈を
終点に設定してループ始点ST₁から始まるループが成立
したと判断し、ステツプSP21に移る。

かくして、ループ始点ST₁から連続する輪郭点を順次
検索してループLOOP1を作成し得、これにより当該ルー
プLOOP1の工具経路で、モデルを等高線加工することが
できる。

さらにCPUは、検索し得なくなつた最後の輪郭点がル
ープ分岐先点BK₁、BK₂と一致するとき（第26図）、当該
輪郭点を終点に設定してループ始点P₀、ST₃から始まる
ループLOOP2、LOOP5が成立したと判断し、ステツプSP21
に移る。

かくして第31図に示すように、モデルにおいては、全
体が凹形状でその一部に溝状の部分を有するものがあ
り、この場合当該溝状の部分に荒加工用のフラツトエン
ドミルを進入させても過切削しない場合は、グリツドポ
イントに基づいて当該溝状の部分に輪郭点が生成され
る。

さらに当該溝状の部分最先端の輪郭点が始点ST₃とし
て検出された場合、当該始点ST₃から順次輪郭点が検索
され、分岐先点BK₃が登録された後、モデルの内側に沿
つて輪郭点が検索され、結局分岐先点BK₃で未登録の輪
郭点を検出し得なくなる。

従つてこの場合も、検索し得なくなつた最後の輪郭点
を終点に設定して、ループ始点ST₃から始まるループLOO
P3が成立したと判断し、ステツプSP21に移る。

ここでCPUは、ステツプSP19で始点から順次輪郭点を
検索した場合と同様に、残りの分岐先点から、順次未登
録の輪郭点を検索する。

すなわち第32図に示すように、モデルによつては、始
点ST₁から探索を開始して分岐先点BK₁、BK₂、BK₃、B
K₄、BK₅が順次検出され、分岐先点BK₁を終点にしたルー
プLOOP4が成立する場合がある。

この場合分岐先点BK₂、BK₃、BK₄、BK₅においては、当
該分岐先点BK₂、BK₃、BK₄、BK₅に隣接する未検索の輪郭
点が存在し、この場合当該分岐先点BK₂、BK₃、BK₄、BK₅
からさらに溝状に荒加工することができる。

従つてこの実施例においては、ループLOOP4が成立す
ると、残りの分岐先点BK₂、BK₃、BK₄、BK₅からさらに輪
郭点を検索することにより、このような溝状の部分につ
いても荒加工用の工具経路を作成する。

すなわちCPUは、分岐先点BK₂を始点に設定した後、当
該始点から未探索の輪郭点を順次検索し、ループLOOP4
から枝状に分岐して終点CT_E1に至る工具経路を生成す
る。

このときCPUは、当該検索の際、分岐先点を再度検出
すると、残りの分岐先点と同様に登録して処理する。

続いてCPUは、ステツプSP22に移り、ループLOOP4にお
いて全ての分岐先点について輪郭点を検索したか否か判
断し、この場合否定結果が得られ、ステツプSP21に戻
る。

これによりCPUにおいては、ステツプSP21−SP22−SP2
1の処理を繰り返すことにより、ループLOOP4の分岐先点
BK₂、BK₃、BK₄、BK₅について、順次工具経路を生成す
る。

これに対して全ての分岐先点BK₂、BK₃、BK₄、BK₅につ
いて輪郭点の探索が完了すると、ステツプSP22において
肯定結果が得られ、CPUはステツプSP23に移る。

ここでCPUは、切削平面S1上に未検索の輪郭点が存在
するか否か判断し、ここで肯定結果が得られると、ステ
ツプSP18に戻り、残りの輪郭点について、ループ始点を
設定する。

かくして円筒形状のようなモデル（第26図）において
は、ステツプSP18−SP19−SP20−SP21−SP22−SP23−SP
18を繰り返すことにより、等高線加工用の始点P₀から始
まるループLOOP2に続いてループLOOP5の工具経路が生成
され、このときループLOOP5の始点CT₁₀がドリリングポ
イントに設定される。

これに対して第25図について上述したようなモデルに
おいては、それぞれ等高線加工用の始点P₀から始まるル
ープLOOP1、LOOP6、LOOP7、LOOP8が順次検出され、当該
ループLOOP1、LOOP6、LOOP7、LOOP8の工具経路が作成さ
れる。

これによりCPUは、ステツプSP23において否定結果得
られ、ステツプSP24に移つて当該処理手順を終了する。

これに対してステツプSP19における輪郭点の検索にお
いて、例えば輪郭点CT_M（第32図）で輪郭点CT_E1側が選
択され、分岐先点BK₆が登録された場合は、輪郭点CT_E1
で隣接する輪郭点を検出し得なくなる。

この場合、輪郭点CT_E1が終点に設定され、エツジ、分
岐先点ともに一致しないことにより、ステツプSP20にお
いて、ループが成立していないと判断され、CPUはステ
ツプSP25に移る。

ここでCPUは、輪郭点CT_E1から検索した経路を逆に進
み（以下バツクトラツクと呼ぶ）、ステツプSP26におい
て分岐先点に隣接したか否か判断する。

ここで否定結果が得られると、CPUは、ステツプSP27
に移り、ここでバツクトラツクした距離が輪郭点の数で
20点以下か否か判断する。

ここで否定結果が得られると、CPUは、ステツプSP25
に戻り、再びバツクトラツクした後、ステツプSP26に移
り、分岐先点に隣接したか否か判断する。

かくしてステツプSP25−SP26−SP27−SP25の処理を繰
り返すことにより、輪郭点の数で20点の範囲でバツクト
ラツクし、分岐先点を検索する。

ここで20点のバツクトラツク範囲で、分岐先点BK₆に
隣接した輪郭点CT_Mが検出されると、CPUはステツプSP19
に戻り、分岐先点BK₆に移つて隣接する輪郭点を検索す
る。

さらにこのときCPUにおいては、バツクトラツクの経
路で工具経路を作成した後、輪郭点CT_Mから分岐先点BK₆
の順で工具経路を生成し、これにより一旦輪郭点CT_Mか
ら輪郭点CT_E1まで工具を移動させた後、輪郭点CT_E1から
輪郭点CT_Mまで逆に移動して分岐先点BK₆に向かう工具経
路を生成する。

これによりこの実施例においては、始めにループを生
成することができない場合でも、確実に等高線加工し得
るようになされている。

これに対して20点のバツクトラツク範囲で、分岐先点
に隣接した輪郭点CT_Mを検出することができない場合、
ステツプSP27において否定結果が得られ、CPUはステツ
プSP28に移る。

ここでCPUは、輪郭点CT_E1を終点として登録した後、
分岐先点BK₆に飛んで隣接する輪郭点を検索する。

これにより輪郭点CT_Mから輪郭点CT_E1まで輪郭点に沿
つて工具を移動させた後、終点CT_E1で一旦切削加工を中
断し、分岐先点BK₆から切削加工を開始するように工具
経路を生成する。

すなわち、実際の等高線加工においては、ループLOOP
4に対して、輪郭点CT_Mから輪郭点CT_E1まで経路のよう
に、工具を細かく移動させなければならない場合が多
い。

このような細かな経路においては、輪郭点CT_Mからの
移動距離が短い場合が多く、このように移動距離が短い
場合にバツクトラツクさせて荒加工すれは、一旦フラツ
トエンドミルを引き上げて切削加工を中断する場合に比
して、全体の荒加工時間を短縮することができる。

これに対してバツクトラツクする距離が長い場合は、
フラツトエンドミルを引き上げて切削加工を中断した
後、フラツトエンドミルを次の切削開始位置まで高速で
移動させた方が、全体として加工時間を短縮することが
できる。

従つてこの実施例のように、20点の範囲で分岐先点を
検索し、当該検索結果に基づいてバツクトラツクさせて
荒加工すれば、輪郭点CT_Mから輪郭点CT_E1までの経路の
長さに応じて工具の移動を切り換え得、その分荒加工全
体に要する時間を短くすることができる。

かくして切削平面S1について、ループごとに等高線加
工の工具経路を生成することができ、続いてCPUは、切
削平面S1全体について、等高線加工の工具経路を生成す
る。

すなわちCPUは、検出順に順次各ループの始点及び終
点を結び、これにより切削平面S1全体についての工具経
路を生成する。

このとき各ループにおいては、モデルの形状を表現す
る分割点を基準にして過切削しないようにグリツドポイ
ントを生成し、当該グリツドポイントを基準にして工具
経路を生成したことにより、過切削を未然に防止して等
高線加工することができる。

さらにこのとき、分割点を用いてモデルの形状を表現
したことにより、実用上十分な精度で、短時間で工具経
路を生成することができる。

切削平面S1全体について等高線加工用の工具経路が生
成されると、CPUは、切削平面S2、S3、SEについて、第2
3図の処理を実行し、これにより順次切削平面S2、S3、S
Eについて、等高線加工工具経路を生成してステツプSP1
6の処理を終了する。

なおこの実施例においては、輪郭点上に形成する基準
点PKについては、検出した輪郭点のデータにフラツグを
立てて表現するようになされている。

（G3−３）加工データの生成等高線加工工具経路が生成されると、CPUは、ステツ
プSP29に移り、ここで一次元加工及び等高線加工用の加
工データを作成する。

ここでCPUは、切削平面S1、S2、S3、SEの順に、順次
穴加工、等高線加工、１次元加工の加工順に繰り返す加
工データを作成する。

すなわち第33図に示すように、ステツプSP16で切削平
面S1についてドリリングポイントDPが設定された場合、
ドリリングポイントDPの座標データに、工具半径Ｒのド
リルを指定するコマンド、切削平面S1のＺ座標値、切削
速度のコマンド等を付加し、穴加工用のNCデータを作成
する。

これにより当該NCデータに基づいて、工具半径Ｒのド
リルを所定の基準位置HPに設置した後、工具経路DK11に
沿つて移動させ、切削平面S1までの深さでドリリングポ
イントDPに穴加工することができる。

続いてCPUは、ステツプSP16で切削平面S1について検
出された等高線加工工具経路の座標データに、工具半径
Ｒのフラツトエンドミルを指定するコマンド、切削平面
S1のＺ座標値、切削速度のコマンド等を付加し、等高線
加工用のNCデータを作成する。

これにより第34図に示すように、当該NCデータに基づ
いて、工具経路DK12に沿つてフラツトエンドミルを移動
させることができ、切削平面S1全体の始点P₀からループ
LOOP2の始点STまで切削加工した後、モデルの輪郭に沿
つてループLOOP2及びLOOP5を順次切削加工することがで
きる。

このときCPUにおいては、ループLOOP2の終点P_Eからホ
ームポシジヨンまでフラツトエンドミルを引き上げた
後、ループLOOP5の始点上方に移動させるまでの間、フ
ラツトエンドミルの移動速度を高速に切り換えるように
NCデータのコマンドを切り換え、これにより荒加工時間
を短縮する。

かくして第35図に示すように、当該NCデータに基づい
て、所定の金型をモデルの外形形状で等高線加工するこ
とができる。

続いてCPUは、ステツプSP15において検出された一次
元加工工具経路に基づいて、NCデータを作成する。

すなわち等高線加工の場合と同様に、一次元加工工具
経路の座標データに工具半径Ｒのフラツトエンドミルを
指定するコマンド、モデルのＺ座標値Z_MAX、切削速度の
コマンド等を付加し、NCデータを作成する。

これにより第36図に示すように、工具経路BK13に沿っ
てフラツトエンドミルを移動させることができ、順次段
階的にＹ座標値を切り換えながら、Ｘ方向に余肉を取り
除くことができる。

このときCPUにおいては、モデルの最上面を切削加工
するように、フラツトエンドミルのＺ座標値を設定し、
これにより切削平面S1と同時にモデルの最上面を切削加
工し、その分加工時間を短縮し得るようになされてい
る。

さらに、フラツトエンドミルを上方に移動させるとき
及び等高線加工の終点から当該一次元加工全体の始点P₀
まで移動させるとき（破線で示す経路でなる）、フラツ
トエンドミルが高速度で移動するように移動速度のコマ
ンドを切り換え、これにより荒加工時間を短縮する。

かくして、このようにして生成された穴加工、等高線
加工、１次元切削加工のNCデータに基づいて、切削平面
S1より上面を荒加工することができる。

同様にCPUは、切削平面S2、S3、SEについて、順次穴
加工、等高線加工、１次元加工のNCデータを作成し、こ
れにより荒加工データを生成する。

このときCPUは、切削平面S1の１次元切削加工におい
ては、同時にモデルの最上面を切削加工するのに対し、
切削平面S2、S3、SEの１次元加工においては、フラツト
エンドミルをホームポジシヨンまで引き上げて高速度で
移動させ、これにより全体の加工時間を短縮するように
なされている。

これに対して、ステツプSP16でドリリングポイントが
検出されていない場合、穴加工用のNCデータを作成する
ことなく、切削平面順に等高線加工及び１次元加工用の
NCデータを作成する。

これにより第25図について上述したようなモデルにお
いては、各切削平面について第37図及び第38図に示すよ
うな経路でフラツトエンドミルを移動させるNCデータが
作成され、かくして必要に応じて自動的に穴加工するこ
とができる。

かくしてCPUにおいては、加工データDT_CLの作成が完
了すると、ステツプSP30に移り当該処理手順を終了した
後、オペレータの操作に応動して加工データをフロツピ
デイスク15に格納する。

これによりNCミーリングマシン14においては、当該加
工データDT_CLに基づいて、金型を荒加工することがで
き、続いて仕上げ加工することにより、全体として短い
加工時間で形状データDT_Sで表される製品の金型を作成
することができる。

（G4）実施例の効果以上の構成によれば、モデルの形状を表す複数の分割
点について、Ｚ座標値を、複数のパツチのＺ方向の最も
大きな傾きの値によつて補正して、エンドミルのグリツ
ドポイントを生成し、当該グリツドポイント及び切削平
面の座標値を比較して等高線加工用の荒加工データを生
成することにより、過切削を有効に回避して等高線加工
用の荒加工データを生成することができる。

このとき、グリツドポイント及び切削平面の座標値を
比較してモデルの断面輪郭を表す輪郭点を生成し、モデ
ルの周囲から切削加工することができない輪郭点の１つ
を穴加工位置に設定したことにより、自動的に穴加工位
置を設定し得、簡易に等高線加工用の荒加工データを生
成することができる。

さらにこのとき、隣接する輪郭点を順次結ぶように工
具経路を生成することにより、簡易に等高線荒加工用の
加工データを生成することができる。

（G5）他の実施例なお上述の実施例においては、分割点の最大距離R_Kを
工具半径Ｒの1/3に設定した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えば工具半径Ｒの1/2に設定し
てもよい。

この場合、（９）式の補正値ΔＲを、次式の値に設定すればよい。

さらに上述の実施例においては、モデル最外周の輪郭
点についてループ始点を設定した後、続いてＸ座標値が
最小値の輪郭点の中からＹ座標値が最小値の輪郭点をル
ープ始点に設定する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、モデル最外周のループ始点検出処理を省略
するようにしてもよい。

この場合例えば第39図に示すような円筒形状のモデル
においては、２つのループLOOP7及びLOOP8で左側側面を
荒加工することができる。

これに対して第40図に示すようなモデルにおいては、
外側の側面を２つのループLOOP9及びLOOP10で荒加工す
ることができ、内側の側面においてはドリリングポイン
トDPで穴加工した後、２つのループLOOP11及びLOOP12で
荒加工することができる。

さらにこのとき、この実施例のように、工具の移動距
離が短くなるように、ループLOOP7及びLOOP8、ループLO
OP9及びLOOP10の切削順序を逆向きにするようにしても
よい。

さらに上述の実施例においては、切削平面S1の１次元
加工で同時にモデル最上面を切削する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、別途モデル最上面を切削
するようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、Ｘ座標値が最小値の
輪郭点の中からＹ座標値が最小値の輪郭点をループ始点
に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、必要に応じて例えばＹ座標値が最小値の輪郭点から
Ｘ座標値が最小値の輪郭点をループ始点に設定するよう
にしてもよい。

さらに上述の実施例においては、Ｘ方向に１次元加工
する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必
要に応じてＹ方向に１次元加工するようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、フラツトエンドミル
で荒加工する場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、ボールエンドミルを用いる場合を広く適用するこ
とができる。

さらに上述の実施例においては、３次のベジエ式で表
される自由曲面形状のモデルを荒加工する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、クーンズ式（COON
S）、フーガソン式（FERGUSON）等で表される自由曲面
形状のモデルを荒加工する場合、さらには自由曲面形状
のモデルに限らず、種々の形状データで表されるモデル
を荒加工する場合に広く適用することができる。

このとき本発明においては、モデルの形状を分割点で
表現したことにより、各パツチが滑らかに接続されてい
ない場合においても、簡易かつ確実に荒加工用の加工デ
ータを生成することができる。

さらに上述の実施例においては、金型を荒加工する場
合について述べたが、本発明は金型を荒加工する場合に
限らず、例えば試作品を作成する場合の荒加工等に広く
適用することができる。

Ｈ発明の効果上述のように本発明によれば、モデルの大まかの形状
を表す分割点のＺ座標値の最大値に基づいてエンドミル
のグリツドポイントを生成し、当該グリツドポイントに
基づいて等高線荒加工用の加工データを生成することに
より、できるだけ少ないデータ量で荒加工することがで
きるようにすると共に、エンドミルの工具半径内の分割
点について複数のパツチのＺ方向の最も大きな傾きの値
によつてグリツドポイントのＺ座標の最大値を補正する
ことにより、大きな傾きをもつパツチについても、過切
削を生じさせることがないような荒加工データを作成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるCAD/CAMシステムを示
すブロツク図、第２図はその動作の説明に供するフロー
チヤート、第３図はグリツドポイントの作成処理の説明
に供するフローチヤート、第４図は分割点作成の説明に
供する略線図、第５図は工具半径の補正の説明に供する
略線図、第６図及び第７図はパツチの抽出の説明に供す
る略線図、第８図は分割点の抽出の説明に供する略線
図、第９図はＺ座標値の補正の説明に供する略線図、第
10図はグリツドポイント設定の説明に供する略線図、第
11図は切削平面の設定の説明に供する略線図、第12図及
び第13図は輪郭点設定の説明に供する略線図、第14図は
１次元加工の説明に供する略線図、第15図は始点及び終
点の再設定の説明に供する略線図、第16図〜第21図は始
点及び終点間の工具経路生成の説明に供する略線図、第
22図は全体の工具経路生成の説明に供する略線図、第23
図は等高線加工工具経路の生成の説明に供するフローチ
ヤート、第24図〜第26図はループ始点検出の説明に供す
る略線図、第27図は等高線加工全体の始点検出の説明に
供する略線図、第28図は穴加工位置設定の説明に供する
略線図、第29図〜第32図は輪郭点検索の説明に供する略
線図、第33図はドリルの工具経路を示す略線図、第34図
は等高線加工の工具経路を示す略線図、第35図は等高線
加工結果を示す斜視図、第36図は１次元加工工具経路を
示す略線図、第37図は他のモデルによる等高線加工の工
具経路を示す略線図、第38図はその１次元加工工具経路
を示す略線図、第39図及び第40図は他の実施例を示す略
線図、第41図は自由曲面の説明に供する略線図、第42図
は等高線加工の説明に供する略線図、第43図はポケツト
部の説明に供する略線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 19/4093

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のパツチからなる所定の形状データで
表される形状を加工目標にしてエンドミルで荒加工する
際に、上記形状データに基づいて、上記エンドミルの移
動経路を表す加工データを、コンピユータを利用した工
具経路作成装置の中央処理装置による演算処理によつて
生成する荒加工データ作成方法において、上記形状データに基づいて、上記複数のパツチ内に、上
記形状を大まかに表す複数の分割点を生成し、上記エンドミルの工具半径内に位置する上記複数の分割
点のＺ座標値の最大値を上記複数のパツチのＺ方向の最
も大きな傾きの値によつて補正した値を用いて、Ｘ及び
Ｙ方向に所定ピツチで連続し、かつ過切削を生じないよ
うな上記エンドミルの工具中心である複数のグリツドポ
イントの位置を表すＺ座標値を生成し、切削平面のＺ座標値及び補正した上記グリツドポイント
のＺ座標値の比較結果に基づいて、等高線加工用の荒加
工データを生成することを特徴とする荒加工データ作成方法。
【請求項２】複数のパツチからなる所定の形状データで
表される形状を加工目標にしてエンドミルで荒加工する
際に、上記形状データに基づいて、上記エンドミルの移
動経路を表す加工データを、コンピユータを利用した工
具経路作成装置の中央処理装置による演算処理によつて
生成する荒加工データ作成方法において、上記形状データに基づいて、上記複数のパツチ内に、上
記形状を大まかに表す複数の分割点を生成し、上記エンドミルの工具半径内に位置する上記複数の分割
点のＺ座標値の最大値を上記複数のパツチのＺ方向の最
も大きな傾きの値によつて補正した値を用いて、Ｘ及び
Ｙ方向に所定ピツチで連続し、かつ過切削を生じないよ
うな上記エンドミルの工具中心である複数のグリツドポ
イントの位置を表すＺ座標値を生成し、切削平面のＺ座標値及び補正した上記グリツドポイント
のＺ座標値の比較結果に基づいて、上記切削平面で切断
される上記形状の輪郭を表す複数の輪郭点を生成し、上記グリツドポイントに基づいて、上記加工目標の周囲
から等高線切削加工することができる上記輪郭点を順次
検出し、上記輪郭点の検出で検出されなかつた上記輪郭点の１つ
を穴加工位置に設定し、上記輪郭点の検出で検出されなかつた上記輪郭点に基づ
いて、上記穴加工位置を始点にした等高線加工用の荒加
工データを生成することを特徴とする荒加工データ作成方法。
【請求項３】複数のパツチからなる所定の形状データで
表される形状を加工目標にしてエンドミルで荒加工する
際に、上記形状データに基づいて、上記エンドミルの移
動経路を表す加工データを、コンピュータを利用した工
具経路作成装置の中央処理装置による演算処理によつて
生成する荒加工データ作成方法において、上記形状データに基づいて、上記複数のパツチ内に、上
記形状を大まかに表す複数の分割点を生成し、上記エンドミルの工具半径内に位置する上記複数の分割
点のＺ座標値の最大値を上記複数のパツチのＺ方向の最
も大きな傾きの値によつて補正した値を用いて、Ｘ及び
Ｙ方向に所定ピツチで連続し、かつ過切削を生じないよ
うな上記エンドミルの工具中心である複数のグリツドポ
イントの位置を表すＺ座標値を生成し、切削平面のＺ座標値及び補正した上記グリツドポイント
のＺ座標値の比較結果に基づいて、上記切削平面で切断
される上記形状の輪郭を表す複数の輪郭点を生成し、上記グリツドポイントに基づいて、上記加工目標の周囲
から切削加工することができる上記輪郭点を順次検出
し、上記検出結果に基づいて、上記輪郭点を順次結ぶ上記移
動経路を生成し、上記移動経路を表す等高線加工用の荒加工データを生成
することを特徴とする荒加工データ作成方法。