JP3740265B2

JP3740265B2 - 切刃の移動データを算出するためのプログラムを記録した記憶媒体

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Publication number: JP3740265B2
Application number: JP34725397A
Authority: JP
Inventors: 麻雄山西
Original assignee: 株式会社アクティブ
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2017-12-01
Also published as: JPH11161316A; EP0919893A3; US20010026740A1; EP0919893A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被加工物を予め定めた立体的形状、例えば予め定めた靴型等の立体的形状に加工するための数値制御装置付き加工装置に設けられている切刃の移動データを作成するためのプログラムを記録した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば靴型等の各種型、及び木製又は合成樹脂製の商品の見本の製作は、熟練職人による手作業によりなされている。
しかし、熟練職人による手作業では、時間と手間が多く掛かるという問題があり、その上に熟練職人の数が減少していて上記靴型等の製作が困難となっている。
そこで、旋盤やフライス盤等の工作機械の工具（切刃）の移動制御をコンピュータ（数値制御装置）を使用して行い、これにより短時間で簡単に上記靴型等を製作することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、数値制御装置付きの旋盤等を使用して被加工物を所望の形状の靴型に切削加工する場合、被加工物に対して切刃を移動させる為の移動データを予め計算して求める必要があり、この移動データの計算は複雑である。そして、従来の移動データでは、被加工物を目標とする所定の靴型の形状に正確に加工することができないという問題もある。
【０００４】
本発明は、比較的短い時間で靴型等を製作するための切刃の移動データを作成することができるプログラムを記録した記憶媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る切刃の移動データを算出するためのプログラムを記録した記憶媒体は、回転する切刃と、この回転する切刃を被加工物に対して相対的に移動させることにより所定の軸線を中心にして回転する被加工物を所定の立体的形状に加工するための上記切刃の移動データを記憶する記憶手段と、上記回転する切刃を移動させる移動手段と、上記移動データに従って上記移動手段を制御する制御手段と、を備える数値制御装置付き加工装置の上記切刃の移動データを算出するためのプログラムを記録した記憶媒体であって、上記所定の立体的形状は、上記軸線に対して直交する方向の断面形状の輪郭線上の各点から上記軸線までの夫々の距離の中に互いに相違するものがある形状であり、上記立体的形状の表面部上の各点が上記軸線を中心にして回転するときの各回転位置における上記各点の座標データと、上記回転する切刃が備える刃先の回転体の表面部上の各点を表す座標データと、に基づいて、上記所定の立体的形状の表面部が上記軸線を中心にして回転するときの各回転位置において、上記回転する刃先の回転体の表面部が上記立体的形状の表面部と外接するように上記回転する切刃を移動させる移動データを算出する移動データ算出手段を有している。
【０００８】
更に、本発明の記憶媒体は、上記刃先の回転体の表面部上の各点を表す座標データは、下記の式により表される演算によって算出することを特徴とするものである。
ｘ＝（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）cos δ・cos θ−ｒ・cos ｔ・sin θ＋Ｐox
ｙ＝（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）sin δ
ｚ＝−（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）cos δ・sin θ−ｒ・cos ｔ・cos θ＋Ｐoz
但し、ｚは回転する被加工物の回転の中心軸のその軸線方向の位置を表す座標、ｘはｚ軸と直交し切刃が移動するｘ軸方向の位置を表す座標、ｙはｚ軸及びｘ軸と直交するｙ軸方向の位置を表す座標、Ｒは上記切刃の回転体の半径、ｒは上記切刃に設けられている半円形の刃先の半径、ｔは刃先の半円周上の位置を決めるための角度を表すパラメータ、δは切刃の回転体の表面部上の周方向の位置を決めるための角度を表すパラメータ、θは切刃の回転軸とｚ軸とが成す所定の角度、Ｐoxは回転する切刃の中心点のｘ座標、Ｐozは回転する切刃の中心点のｚ座標である。
【００１２】
本発明に係る切刃の移動データを作成するためのプログラムを記録した記憶媒体によると、移動データ算出手段は、被加工物を加工して作り上げようとする立体的形状の表面部上の各点が軸線を中心にして回転するときの各回転位置における各点の座標データと、回転する切刃が備える刃先の回転体の表面部上の各点を表す座標データと、に基づいて、上記所定の立体的形状の表面部が軸線を中心にして回転するときの各回転位置において、その回転する刃先の回転体の表面部がその立体的形状の表面部と外接するように切刃を移動させる移動データを算出することができる。
【００１３】
更に、刃先の回転体の表面を表す座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）は、ｒ、Ｒ、δ、θ、Ｐox、及びＰozに基づいて算出される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る数値制御装置付き加工装置を各図を参照して説明する。この数値制御装置付き加工装置は、予め記憶部に記録されているフライスの移動データに従ってフライスを移動させて、木製又は合成樹脂製等の被加工物を切削して所望の形状の例えば靴型を製作するための装置である。この移動データは、この数値制御装置付き加工装置とは別個のパーソナルコンピュータ（パソコン）によって演算されて例えばフロッピーディスクに記録されているものである。この移動データが記録されているこのフロッピーディスクを数値制御装置付き加工装置に接続することにより、この数値制御装置付き加工装置が移動データに従ってフライスを移動させて、被加工物を切削してその移動データと対応する形状の靴型を製作することができる。
【００１６】
図１は、この数値制御装置付き加工装置の概略斜視図である。同図に示す１は被加工物回転装置、２フライス回転装置、３フライス移動装置である。
被加工物回転装置１は、図１に示すように、基台４上に設けられている軸受部５、５を有しており、各軸受部５は、被加工物６の爪先部と踵部からそれぞれ突出している各突出軸７、７を回動自在に支持し、これにより、被加工物６を回動自在に支持している。この被加工物６の回動の中心軸をｚ軸としてあり、このｚ軸と直角をなし水平面と平行する方向をｘ軸としてある。一方の軸受部５には、チャック（図示せず）を設けてあり、このチャックを操作することにより各突出軸７、７を各軸受部５、５に着脱することができる。そして、踵部側の突出軸７は、チャックを介して回転軸８と連結し、この回転軸８は、歯車９と１０を介して被加工物駆動モータ（サーボモータ）１１の回転軸と連結している。従って、被加工物駆動モータ１１を駆動することによって被加工物６を所定の方向１２に回転させることができる。
【００１７】
フライス回転装置２は、図１に示すように、軸受部１３を有しており、この軸受部１３は、フライス１４に設けられている回転軸１５を回動自在に支持している。この回転軸１５の他方の端部にはプーリ１６を設けてあり、このプーリ１６は、動力伝達ベルト１７及びプーリ１８を介してフライス駆動モータ（変速機付き定速度モータ）１９の回転軸と連結している。従って、フライス駆動モータ１９を駆動することによってフライス１４を一定の速度で回転させることができる。なお、フライス１４の回転軸１５の中心線と被加工物６の突出軸７の中心線は、同一平面上に配置されており、互いがθの角度を成している。
【００１８】
フライス移動装置（移動手段）３は、フライス回転装置２をｘ軸方向とｙ軸方向に移動させることができる図１に示すｘ方向駆動装置２０とｚ方向駆動装置２１を備えている。
ｘ方向駆動装置２０は、ｚ側基板２２の上面に設けられｘ軸方向に平行する２本の案内レール２３、２３を備えている。それぞれの案内レール２３には、その案内レール２３に沿って移動自在な可動部２４、２４、・・・を設けてあり、この可動部２４、２４の上面にｘ側基板２５を設けてある。そして、ｘ側基板２５の上面にフライス回転装置２が設けられている。また、ｘ側基板２５の縁部の下面には、ｘ方向駆動モータ（サーボモータ）２６を設けてある。ｘ方向駆動モータ２６の回転軸にはピニオン（図示せず）を設けてあり、このピニオンと噛み合う直線ラック２７をｚ側基板２２の縁部の下面に設けてある。従って、ｘ方向駆動モータ２６を駆動することによってｘ側基板２５及びその上面に設けられているフライス回転装置２をｘ方向に沿って移動させることができる。
【００１９】
ｚ方向駆動装置２１は、固定基板４の上面に設けられｚ軸方向に平行する２本の案内レール２８、２８を備えている。それぞれの案内レール２８には、その案内レール２８に沿って移動自在な可動部２９、２９を設けてあり、この可動部２９、２９、・・・の上面にｚ側基板２２を設けてある。また、ｚ側基板２２の縁部の下面には、ｚ方向駆動モータ（サーボモータ）３０を設けてある。ｚ方向駆動モータ３０の回転軸にはピニオン（図示せず）を設けてあり、このピニオンと噛み合う直線ラック３１を固定基板４の縁部の下面に設けてある。従って、ｚ方向駆動モータ３０を駆動することによってｚ側基板２２及びその上面に設けられているｘ方向駆動装置２０及びフライス回転装置２をｚ方向に沿って移動させることができる。なお、ｚ側基板２２は、基台４上に設けられている。
【００２０】
図２は、この数値制御装置付き加工装置の電気回路を示すブロック図である。同図に示すように、被加工物駆動モータ１１、ｘ方向駆動モータ２６、ｚ方向駆動モータ３０、及びフライス駆動モータ１９は、モータ駆動制御部３２を介して演算制御部（中央演算処理装置（ＣＰＵ））３３と接続しており、この演算制御部３３には入力部３４と記憶部３５が接続している。
入力部３４は、数値制御装置付き加工装置の起動及び停止を指令する入力スイッチである。記憶部３５は、被加工物駆動モータ１１、ｘ方向駆動モータ２６、ｚ方向駆動モータ３０、及びフライス駆動モータ１９を所定の手順で駆動及び停止の制御を行うためのプログラムが記憶されているＲＯＭ等と、被加工物６をフライス１４により切削して所望の形状の靴型に形成するためのフライス１４の移動データが記憶されているフロッピーディスクと、を備えている。この移動データは、被加工物駆動モータ１１、ｘ方向駆動モータ２６、及びｚ方向駆動モータ３０の駆動のタイミングとそれら各モータの回転軸を回転させる角度等に関するデータが含まれている。また、この移動データは、後述するパソコンによって算出されてフロッピーディスクに記録されたものである。この移動データが記録されているフロッピーディスクが請求項５に記載の切刃の移動データを記録した記憶媒体である。
【００２１】
次に、フライスを移動させるための移動データを詳細に説明する。
数値制御装置付き加工装置は、図１に示すように、被加工物６をｚ軸を中心にして所定の方向１２に回転させながらフライス１４をｘ軸方向とｚ軸方向に移動させることにより被加工物６の表面を切削して所望の形状（移動データと対応する形状）の靴型を形成することができる。この加工して作り上げようとする靴型の立体的形状は、図６に示すように、被加工物６の回転の中心を通るｚ軸に対して直交する方向の断面の輪郭線３６上の各点からｚ軸までの夫々の距離の中に互いに相違するものがある形状である。つまり、靴型の立体的形状は、複数の断面形状の中に円以外の断面形状を有する立体的形状である。そして、フライス１４を移動させる移動データは、被加工物６を加工して作り上げようとする所定の立体的形状の表面部がｚ軸を中心にして回転するときの各回転位置において、回転するフライス１４の回転体の表面部がその靴型の所定の立体的形状の表面部と外接するようにこの回転するフライス１４をｘ軸方向とｚ軸方向に移動させてその所定の立体的形状の靴型を形成するデータである。
【００２２】
即ち、移動データは、回転するフライス１４の例えば図５（平面図）に示す基準点Ｐ₅のｚ軸上の座標値ｚ_iにおいて、被加工物６の基準位置からの回転角度がψであるときの、フライスの基準点Ｐ₅のｘ軸上の座標値ｘ_jからなっている。
ただし、フライスの基準点Ｐ₅のｚ軸上の座標値ｚ_iは、図６に示す靴型に設けられている踵部側の突出軸７から爪先部側の突出軸７までの範囲において例えば０．５ｍｍきざみで各座標値に対して求められている。被加工物６の基準位置からの回転角度ψは、０°から３６０°までの範囲において例えば１°きざみ（０．１°〜１°の範囲内のきざみとするのが良い。）の各回転角度に対して求められている。そして、フライスの基準点Ｐ₅のｘ軸上の座標値ｘ_jの最小目盛は、例えば０．５ｍｍとしている。従って、移動データ（ｚ_i、ψ、ｘ_j）のデータ数は、靴型の踵部から爪先部までの長さを２６０ｍｍとすると、ｚ軸方向のデータは０．５ｍｍごとに採っているので２６０×２＝５２０個、被加工物６の回転角度ψのデータは１°ごとに採っているので３６０個、であるので、５２０×３６０＝１８７，２００個である。なお、フライス１４には歯厚があるので、この歯厚分だけフライスをｚ軸方向に余分に移動させるための移動データが必要であり、その移動データは上記計算には入れていないがフロッピーディスクには記録されている。
【００２３】
次に、上記のように構成された数値制御装置付き加工装置の作用を説明する。まず、作業者が加工前の被加工物６を軸受部５、５に取り付ける。そして、入力部３４の起動スイッチをＯＮにする。すると、演算制御部３３がフライス駆動モータ１９を駆動させてフライス１４を所定の方向に一定の速度で回転させると共に、記憶部３５に記憶されている移動データに基づいてｘ方向駆動モータ２６とｚ方向駆動モータ３０を駆動させてフライスの基準点Ｐ₅が踵部側の突出軸７の近傍に位置するようにフライス１４を移動させる。そして、演算制御部３３が移動データに基づいて被加工物駆動モータ１１、ｘ方向駆動モータ２６、及びｚ方向駆動モータ３０を駆動させて、被加工物６をフライス１４により切削して図６に示す靴型を形成することができる。つまり、回転するフライス１４の図５に示す基準点Ｐ₅のｚ軸上の座標値ｚ_iにおいて、被加工物６の基準位置からの回転角度がψであるときに、フライスの基準点Ｐ₅のｘ軸上の座標値がｘ_jとなるようにフライス１４を移動させることができる。これにより、被加工物６を加工して作り上げようとする所定の立体的形状の表面部がｚ軸を中心にして回転するときの各回転位置において、回転するフライス１４の回転体の表面部がその所定の立体的形状の表面部と外接するようにこの回転するフライス１４をｘ軸方向とｚ軸方向に移動させることができ、これによって被加工物６を正確に所定の立体的形状の靴型に加工することができる。
【００２４】
次に、フライス１４を移動させるための移動データをパソコンを使用して算出する方法を説明する。
この移動データは、加工して作り上げようとする靴型の立体的形状の表面部上の各点がｚ軸を中心にして回転するときの各回転位置における各座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）と、回転するフライス１４が備える刃先の回転体の表面を表す各座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）と、に基づいて算出されるデータであり、回転するフライス１４の回転体の表面部が所定の靴型の立体的形状の表面部と外接するようにこの回転するフライス１４をｘ軸方向とｚ軸方向に移動させるデータである。
【００２５】
（１）回転するフライスが備える刃先の回転体の表面を表す方程式ｘ、ｙ、ｚを求める。
フライス１４は、図３（ａ）に示すように、中心から刃先３７までの距離（半径）がＲ（例えば４５ｍｍ）であり、図３（ｂ）に示すように、フライス１４を回転軸１５の軸方向に対して直角の方向から見た刃先３７の形状が半径がｒ（例えば１０ｍｍ）の半円形とする。
▲１▼ 刃先（半円）３７を表す方程式（図４（ａ）参照）
フライス１４の回転中心Ｐ_Oを原点としてフライス１４の回転軸１５がｚ軸と平行しているとすると、
ｘ₁＝ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ
ｙ₁＝０
ｚ₁＝−ｒ・cos ｔ
と表すことができる。ただし、ｔは図４（ａ）に示すように、刃先３７の座標を求める点と刃先３７が形成する半円の中心を通る直線がｚ軸に対してなす角度である（０≦ｔ≦π）。
▲２▼ ▲１▼においてフライス１４を角度δ回転させたときの刃先３７を表す方程式（図４（ｂ）参照）は、
ｘ₂＝ｘ₁・cos δ
ｙ₂＝ｘ₁・sin δ
ｚ₂＝ｚ₁
と表すことができる。
【００２６】
▲３▼ ▲２▼においてフライス１４をｙ軸を中心にして角度θ（例えば２０°）回転移動させたときの刃先３７を表す方程式（図５参照）は、
ｘ₃＝ｘ₂・cos θ＋ｚ₂・sin θ
ｙ₃＝ｙ₂
ｚ₃＝−ｘ₂・sin θ＋ｚ₂・cos θ
と表すことができる。本実施形態のフライス１４の回転軸１５は、ｚ軸に対してθ（＝２０度）の角度を成している。
▲４▼ ▲３▼においてフライス１４をｘ軸方向にＰ_Ox、ｚ軸方向にＰ_Oz平行移動させたときの刃先３７を表す方程式（図５参照）は、
ｘ＝ｘ₃＋Ｐ_Ox
ｙ＝ｙ₃
ｚ＝ｚ₃＋Ｐ_Oz
と表すことができる。
▲５▼ ▲４▼の各式に▲１▼〜▲３▼の各式を代入すると、
ｘ＝（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）・cos δ・cos θ−ｒ・cos ｔ・sin θ＋Ｐ_Ox
ｙ＝（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）・sin δ
ｚ＝−（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）・cos δ・sin θ−ｒ・cos ｔ・cos θ＋Ｐ_Oz
と表すことができる。この▲５▼で表される座標（ｘ、ｙ、ｚ）は、図５に示すように、フライス１４の回転軸１５が水平であってｚ軸に対してθの角度を成し、フライス１４の中心点Ｐ_Oが（Ｐ_Ox、Ｐ_Oy、Ｐ_Oz）の位置にある状態において、回転するフライス１４が備える刃先３７の回転体の表面の各点を表す。
【００２７】
（２）回転するフライス１４が備える刃先３７の回転体の表面のうち実際に切削に関与する刃先３７の座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）を求める。
刃先３７の回転体の表面のうち被加工物６の切削に実際に関与する部分は、（１）の▲５▼で求められる座標のうち、下記のｙとｚの範囲内とみなし、この範囲内における（ｙ、ｚ）座標値と対応するｘの座標値、即ち、フライス１４の座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）を求めて記憶部（図示せず）に記憶しておく。この記憶部は、移動データを算出するためのパソコン（図示せず）に設けられている。
Ｙ₁≦ｙ≦Ｙ₂
Ｚ₁≦ｚ≦Ｚ₂
ただし、Ｙ₁＝−Ｒ、Ｙ₂＝Ｒ、Ｚ₁＝Ｐ_Oz−ｒ、Ｚ₂＝Ｐ_4zであり、Ｐ_Ozは図５に示す点Ｐ_Oのｚ成分、Ｐ_4zは点Ｐ₄のｚ成分である。
【００２８】
（３）靴型の所定の立体的形状の表面部の各点の座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）を求める。この座標データを靴型の座標データという。
この靴型の座標データは、図６に示すように、上記所定の立体的形状の靴型をｚ軸に対して直角方向に切断したときに得られる多数の各切断面の夫々の輪郭線３６上の多数の各点の座標位置を表すデータである。ここで、各切断面の輪郭線３６上の多数の各点の座標位置を表すデータを輪切りデータと言い、この輪切りデータの集合を靴型の座標データと言う。この靴型の座標データは、移動データを算出するためのパソコンに設けられている記憶部に記憶しておく。
【００２９】
（４）フライス１４を移動させる移動データ（ｚ、ψ、ｘ）を求める。
移動データ（ｚ、ψ、ｘ）は、靴型の座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）により表される靴型の所定の立体的形状の表面部がｚ軸を中心にして回転するときの各回転位置において、当該靴型の立体的形状の表面部とフライスの座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）により表される回転するフライス１４が備える刃先３７の回転体の表面部（（１）▲５▼の範囲の表面部）とが互いに外接するときのフライス１４のｚ−ｘ平面上の位置を下記▲１▼〜▲８▼の処理を行うことにより求めることができる。この▲１▼〜▲８▼の処理は、移動データを算出するためのパソコンに設けられているＣＰＵ（中央演算処理装置）（図示せず）が行い、このＣＰＵが請求項３に記載の移動データ算出手段である。そして、移動データ算出手段がこの移動データを算出するための当該▲１▼〜▲８▼の処理を行うプログラムは上記ＣＰＵと接続する記憶部（図示せず）に記憶されている。当該▲１▼〜▲８▼の処理を行うプログラムが記録されている当該記憶部が請求項３及び４に記載の切刃の移動データを算出するためのプログラムを記録した記憶媒体である。
下記▲１▼〜▲８▼の演算を行うことにより、輪切りデータが円以外の形状であるためにフライス１４の刃先３７が被加工物６を切削する切削位置の座標が一定していないことに基づく加工精度の誤差を解消することができ、フライス１４の回転軸１５がｚ軸に対してθ（＝２０°）の角度を成すことに基づく加工精度の誤差を解消することができ、刃先３７の形状及び厚み（半径ｒ＝１０ｍｍの半円形）に基づく加工精度の誤差を解消することができる。
【００３０】
▲１▼ 所定の立体的形状の靴型の踵部（又は爪先部）から爪先部（又は踵部）までの全ての輪切りデータＦ_i（そのｚ座標をｚ_iとする）について順に▲２▼〜▲８▼の処理を行う。靴型の長さが２６０ｍｍであり、輪切りデータＦ_iをｚ軸方向に０．５ｍｍごとに採っているので、２６０×２＝５２０個の輪切りデータＦ_iが記憶されている。
▲２▼ 被加工物６を回転させながら加工するので、被加工物６の０°〜３５９°までの全ての回転角度ψ_jについて順に▲３▼〜▲８▼の処理を行う。回転角度ψ_jは１°きざみであり、１つの輪切りデータＦ_iに対して３６０個の回転角度ψ_jについて▲３▼〜▲８▼の処理を行う。
▲３▼ 図５に示すフライス１４の刃先３７のＰ₂〜Ｐ₃の範囲のうちＰ₂〜Ｐ₄の範囲で被加工物６の切削が行われるとみなし、ｘ−ｚ平面上のｚ₂（点Ｐ₂のｚ座標）〜ｚ₄（点Ｐ₄のｚ座標）の範囲内について予め定めた例えば０．５ｍｍのきざみ（ｚ軸方向）で順に▲４▼〜▲８▼の処理を行う。刃先３７のＰ₂〜Ｐ₄の範囲内の各点の座標ｚ_kは、靴型データの座標で表すと、ｚ_k＝ｚ_i＋ｄｚとする（図５参照）。ここで、刃先３７のＰ₂〜Ｐ₄の範囲内の各点について▲４▼〜▲８▼の処理を行う理由は、刃先３７のＰ₂〜Ｐ₄の範囲のうちどの部分が被加工物６を切削しているのかの判断ができないので、刃先３７のＰ₂〜Ｐ₄の範囲の全ての部分について輪切りデータとの関係を調べ、これによって切削し過ぎないようにしている。
▲４▼ ｚ軸座標がｚ_kにおけるｘ−ｙ平面上の輪切りデータをＦ_kとし、この輪切りデータＦ_kを角度ψ_jだけ回転したデータをＦ_k’とする。そして、このデータＦ_k’で表される曲線と、ｚ軸座標がｚ_kにおけるｘ−ｙ平面上のフライスの刃先３７の座標データで表される円弧と、の接点を▲５▼〜▲６▼の演算により算出する。
【００３１】
▲５▼ データＦ_k’のうち、フライス１４側の或る点Ｐ_mのｘ、ｙ座標をｘ_m、ｙ_mとする。次に、フライス１４の座標データのうちｚ座標がｄｚ（フライス１４の座標データは、図５に示す点Ｐ₅を原点としている。）でありｙ座標がｙ_mに対応するｘ座標のｘ_Aを選択する。これは、ｚ座標がｚ_kでありｙ座標がｙ_mの位置には、輪切りデータにはｘ座標がｘ_mのデータが存在し、フライス１４の刃先３７の座標データにはｘ座標がｘ_Aのデータが存在していることを意味する。
従って、被加工物６を削り過ぎないようにするために、フライス１４を図５に示す基準位置からｘ軸の正方向に
ｅ_m＝ｘ_m−ｘ_A
だけ被加工物６から離れる方向に移動させる必要がある。ただし、ｅ_mが負の場合は、フライスを被加工物６に近づける方向に移動させる必要がある。
▲６▼ ▲５▼の処理において、データＦ_k’のうち、フライス１４側のｙ＝０の位置からｙ軸方向のプラス側に９０個、及びマイナス側に９０個の全ての各点の座標データについて▲５▼の処理を行う。この合計１８０個のデータは、データＦ_k’のうち、フライス１４側のｙ＝０の位置からｚ軸を中心にして約±９０°の範囲内に存在するデータである。そして、これら１８０個のｅ_mのデータのうちの最大のｅ_mをｅ_maxmと置く。
▲７▼ ▲３▼の処理において、図５に示すフライス１４の刃先３７のＰ₂〜Ｐ₄の範囲内の全てのｚ軸方向の各座標におけるｅ_maxmのデータのうちの最大のｅ_maxmをｅ_maxと置く。
▲８▼ 図５に示すようにフライス１４の基準点Ｐ₅のｚ座標（靴型の座標データ上のｚ座標）がｚ_i、被加工物６の回転角度がψ_jにおいては、フライスを図５に示す位置からｘ軸方向にｄ_j＝ｅ_maxだけ移動させる。ここで、基準点Ｐ₅のｘ座標が０であるので、ｄ_j＝ｅ_max＝ｘ_jがｘ座標となる。
【００３２】
ただし、上記実施形態の数値制御装置付き加工装置を、靴型を製作するための装置として説明したが、靴型以外の各種型、及び木製、合成樹脂製、又は金属製の商品の見本等の製作にも使用することができる。
そして、上記実施形態では、フライスの回転軸とｚ軸とが互いにθの角度を成す例を挙げて説明したが、フライスの回転軸とｚ軸とが互いに平行する装置（θ＝０°）に対しても本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、８枚刃のフライスにより被加工物６を切削する構成としたが、これ以外の例えば砥石等の切刃を使用して被加工物６を切削する構成としてもよい。
【００３３】
更に、上記実施形態では、移動データをフロッピーディスクに記録した構成としたが、移動データをフロッピーディスク以外の記憶媒体に記録した構成としてもよい。
そして、上記実施形態では、被加工物駆動モータ１１、ｘ方向駆動モータ２６、及びｚ方向駆動モータ３０にサーボモータを使用したが、サーボモータに代えてパルスモータを使用してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る切刃の移動データを作成するためのプログラムを記録した記憶媒体によると、移動データ算出手段は、被加工物を加工して作り上げようとする立体的形状の表面部が軸線を中心にして回転するときの各回転位置において、その回転する切刃の回転体の表面部がその立体的形状の表面部と外接するように切刃を移動させる移動データを算出することができる。従って、上記所定の立体的形状が、軸線に対して直交する方向の断面形状の輪郭線上の各点から軸線までの夫々の距離の中に互いに相違するものがある複雑な形状であっても簡単に移動データを算出することができる。
【００３７】
更に、刃先の回転体の表面を表す座標データ（ｘ、ｙ、ｚ）は、ｒ、Ｒ、δ、θ、Ｐox、及びＰozに基づいて算出されるので、例えば切刃がｘ軸に対して角度θで交差している場合でも、被加工物を所定の立体的形状に正確に加工することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る数値制御装置付き加工装置の斜視図である。
【図２】同実施形態の数値制御装置付き加工装置の電気回路を示すブロック図である。
【図３】同実施形態のフライスを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】同実施形態のフライスの刃先の座標を説明するためのフライスの拡大図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】同実施形態のフライスの刃先の座標を説明するためのフライスの拡大平面図である。
【図６】同実施形態の数値制御装置付き加工装置により被加工物を加工して作り上げようとする靴型の立体的形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
１被加工物回転装置
２フライス回転装置
３フライス移動装置
６被加工物
１４フライス
１５回転軸
３３演算制御部
３５記憶部
３６輪郭線
３７刃先

Claims

回転する切刃と、この回転する切刃を被加工物に対して相対的に移動させることにより所定の軸線を中心にして回転する被加工物を所定の立体的形状に加工するための上記切刃の移動データを記憶する記憶手段と、上記回転する切刃を移動させる移動手段と、上記移動データに従って上記移動手段を制御する制御手段と、を備える数値制御装置付き加工装置の上記切刃の移動データを算出するためのプログラムを記録した記憶媒体であって、
上記所定の立体的形状は、上記軸線に対して直交する方向の断面形状の輪郭線上の各点から上記軸線までの夫々の距離の中に互いに相違するものがある形状であり、上記立体的形状の表面部上の各点が上記軸線を中心にして回転するときの各回転位置における上記各点の座標データと、上記回転する切刃が備える刃先の回転体の表面部上の各点を表す座標データと、に基づいて、上記所定の立体的形状の表面部が上記軸線を中心にして回転するときの各回転位置において、上記回転する刃先の回転体の表面部が上記立体的形状の表面部と外接するように上記回転する切刃を移動させる移動データを算出する移動データ算出手段を有し、
上記刃先の回転体の表面部上の各点を表す座標データは、下記の式により表される演算によって算出することを特徴とする切刃の移動データを算出するためのプログラムを記録した記憶媒体。
ｘ＝（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）cos δ・cos θ−ｒ・cos ｔ・sin θ＋Ｐox
ｙ＝（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）sin δ
ｚ＝−（ｒ−Ｒ−ｒ・sin ｔ）cos δ・sin θ−ｒ・cos ｔ・cos θ＋Ｐoz
但し、ｚは回転する被加工物の回転の中心軸のその軸線方向の位置を表す座標、ｘはｚ軸と直交し切刃が移動するｘ軸方向の位置を表す座標、ｙはｚ軸及びｘ軸と直交するｙ軸方向の位置を表す座標、Ｒは上記切刃の回転体の半径、ｒは上記切刃に設けられている半円形の刃先の半径、ｔは刃先の半円周上の位置を決めるための角度を表すパラメータ、δは切刃の回転体の表面部上の周方向の位置を決めるための角度を表すパラメータ、θは切刃の回転軸とｚ軸とが成す所定の角度、Ｐoxは回転する切刃の中心点のｘ座標、Ｐozは回転する切刃の中心点のｚ座標である。