JPH01258107A - 領域加工のさらい工具軌跡生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、数値制御工作機械が数値制御する加工工具軌
跡を自動的に生成する装置における領域加工のさらい工
具軌跡生成方法に関し、特に、効率的な領域加工工具軌
跡を生成することが可能な領域加工のさらい工具軌跡生
成方法に関する。

従来技術 数値制御工作機械を用いた加工では、制御プログラムを
入力する際、所定のプログラム言語により工作物の形状
を定義するか、あるいは工作形状の模型を形成して、こ
の模型の表面をトレースすることにより、トレース位置
を入力していた。

この方法では、複雑な形状を入力することが震しい点や
、模型を作成するための手間やコストがかかる点につい
て問題があった。また、入力された形状を加工するため
の工具の軌跡を生成する際、生成される工具軌跡にはオ
フセット径路を含むため、加工形状によ・り生じた削り
残りを処理する必要があった。また、その加工形状に加
工しないで残す部分があると、より複雑な処理が必要で
あった。

さらに、これらの点に対処して、工具軌跡を自動的に生
成する方法も提案されている。

例えば、特開昭６２−２２１００３号公報に記載されて
いる工具軌跡生成方法では、加工領域の画像を入力し、
その画像データに現われる加工類′域の輪郭線を抽出し
て、その輪郭線から加工領域の内側に向い、径が異なる
複数の工具で加工させる工具別加工領域を、径が小さい
工具に対応するものから順に形成し、各々の工具のオフ
セット量とオーバーラツプ量に基づいて各工具に対応し
た一筆書き状の２次元工具軌跡を形成して、削り残りが
出ない工具軌跡を自動的に形成している。

しかし、この方法では、ディジタル画像上での処理特性
により、さらい工具軌跡に多くの屈曲点を生じる点につ
いては配慮がなされていなかった。

このため、膨大なデータと方向の異なる短い直線の連続
に伴う工作機械の振動を生じ、工具寿命の短縮等を招く
恐れがあった。

目　　　　　的 本発明の目的は、このような問題点を改善し、屈曲点の
少いさらい工具軌跡を生成することにより、効率的な領
域加工工具軌跡を生成することが可能な領域加工のさら
い工具軌跡生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、本発明の領域加工のさらい工
具軌跡（以下さらいパスと記す）生成方法は、描画機上
に描画された原画を画素データとして読み取る画像読取
部と、その画素データより加工する領域を認識するデー
タ処理部とを備え、その画素データより認識された領域
を加工する領域加工のさらい工具軌跡生成方法において
、読み取り形状の輪郭に沿い、指定加工工具による輪郭
工具軌跡を生成した後、その生成領域に対し、さらい領
域の輪郭画素を８連結追跡により一筆書き状に追跡する
処理を内側に向って繰り返し、さらいパスのオフセット
を行う処理と、その８連結追跡によって得られたさらい
パス通過位置を基に、その８連結追跡における方向差が
１であるベクトルを含む複数の同一パターンを直線区間
として判定し、その区間を直線として補正する処理とを
行うことに特徴がある。

以下１本発明の一実施例を図面により説明する。・本実
施例では、特開昭６２−２２１００３号公報に記載され
ている方法により、工具軌跡を自動的に生成し、その過
程でさらいパスにおける直線部分のスムージング処理を
行う。

第２図は、本発明の一実施例における工具軌跡生成シス
テムの構成図である。

本実施例の工具軌跡生成システムは、データ処理部１．
キーボード２、画像読取部３、メモリ４、画面表示部５
、および表示制御部６を備え、オペレータは対話的に操
作および作業を進める。

このデータ処理部１は、特開昭６２−２２１００３号公
報に記載されている工具軌跡生成処理を行い、さらに、
さらいパスにおける直線部分のスムージング処理を行う
。

また、キーボード２は、画面表示部５上の位置を画素単
位に指示できるポインティング・デバイスを備える。

また１画像読取部３は、イメージスキャナ等から構成さ
れ、読み取られた画像は主走査方向と副走査方向に所定
の解像度で画素に分解される。なお５各画素は濃度に対
応した白黒の２値情報を有する。

また、画面表示部５は、ビットマツプデイスプレィ等か
ら構成され、データ処理部１からオペレータに対するメ
ツセージや読取画像等を表示する。

また１表示制御部６は１画面表示部５の表示内容番制御
する。

第１図は本発明の一実施例における直線区間の判定を示
すフローチャート、第３図は本発明の一実施例における
工具軌跡算出を示すフローチャート、第４図は本発明の
一実施例におけるさらいパス直線区間判定の基本パター
ンの説明図、第５図は本発明の一実施例におけるさらい
パスの直線区間補正結果の説明・図、第６図は本発明の
一実施例における工具軌跡側図である。

本実施例では、領域加工工具軌跡を生成する場合、第３
図のように、火工具による加工領域を算出しく３０１）
、その結果に基づいて火工具による加工領域をセーブす
る（３０２）。

次に、輪郭加工工具による加工領域を算出しく３０３）
、輪郭パスを作成する（３０４）。

次に、輪郭工具によるさらいパスを作成して（３０５）
、そのさらい加工領域データをリストアする（３０６）
。

次に、加工を行うための火工具が有るか否かを判別する
（３０７）。

その結果、火工具が有れば、その火工具の加工領域を分
離しく３０８）、ｎ番目の工具によるさらいパスを作成
する（３０９）。

こうして火工具が無くなるまで（３１０）、これらの動
作を繰り返す。

なお、ステップ３０５およびステップ３０９におけるさ
らいパスの作成方法では、さらいパス作成領域（現在の
工具による加工対象領域の中、まだ輪郭追跡が行われず
、処理済みマークが付加されていない領域）に対して、
輪郭線を８連結追跡し、内側へ向かって指定されたオー
バーラツプに相当する回数、内側へ向かって繰返し実行
し、１オ一バーラツプ分の処理を行う６次に、その内側
にくる黒画ＭＣまだ輪郭追跡が行われず、処理済みマー
クが付加されていないもの）に対して輪郭線追跡を行い
、さらいパス通過位置とする。従って、この２個の処理
を繰返して行うことにより。

全てのさらいパスを得る。

この場合、本実施例では毎回得られるさらいパス通過位
置を表わす８連結追跡ベクトルに対して。

その方向差により、簡単な直線区間の判定を行う。

この判定の基本パターンは、第４図（ａ）のように示さ
れ、同一方向のベクトルが接続したパターン４１と、そ
の同一パターン４１どの方向差が１、かつ長さが１であ
るベクトル４２との連続を直線区間とみなす、なお、（
ｂ）および（Ｑ）に示すように同一パターン４１の長さ
が異なる場合がある。

また、この直線区間の判定手順については、第１図のよ
うに示される。

すなわち、８連結ベクトル追跡における現在位置と、次
に進む方向とをメモリにセーブしく１０１）、１周分の
８連結ベクトルに対するチエツクが終了したか否かを判
断する（１０２）。

その結果、チエツクが終了していなければ、同一方向の
ベクトルをカウントしながら進み（１０３）、第１区間
に含まれる範囲を調べる。

次に、こうして統合された第１区間の終端点に、統合し
た区間の方向に対して１異なり、その隣が統合した区間
と同一方向のベクトルであるか否かを評価する（１０４
）。

その結果、第１区間と同一方向のベクトルであれば、第
１区間口の端点に接続する方向差１のベクトルの隣に接
続する第１区間口と同一方向のベクトルをカウントしな
がら進み（１０５）、第２区間に含まれる範囲を調べる
。

次に、ステップ１０４と同様の処理により、隣との方向
差が１であり、その先がカウントした区間と同一方向か
否かを判断するＢｏ６）。

その結果、隣との方向差が１であり、その先がカウント
した区間と同一方向であれば、ステップ１０５の処理と
同様に、第ｎ区間口の端点に接続する方向差１のベクト
ルの隣に接続する第ｎ区間口と同一方向のベクトルをカ
ウントしながら進み（１０７）、第ｎ＋１区間に含まれ
る範囲を調べる。

次に、ステップ２０４と同様の処理により、隣との方向
差が１であり、その先がカウントした区間と同一方向か
否かを判断する（１０８）。

その結果、隣との方向差が１であり、その先がカウント
した区間と同一方向であれば、次に、その区間の長さを
調べ、同一区間として統合するか否かを評価する（１０
９）、なお、本実施例では３区間より長く統合する場合
、２区間口の長さと現在のｎ区間口の長さが等しいとき
のみ、ｎ＋１区間目０統合へ進む。

これにより、２区間口の長さと現在のｎ区間口の長さが
等しくなければ、ステップ１０１〜１０９の処理によっ
て得た第１〜ｎ区間のデータに対し、これらを直線、と
するための調整を行う（１１０）、この処理では、各区
間の長さが同一である範囲に対し、その範囲を直線とす
る。

なお、本実施例では、先頭の区間あるいは最終区間をに
ついては、次に示す（１）〜（３）の場合に応じた評価
により長さを調整する。

（１）区間数が２である場合、１区間口または２区間口
の中、どちらか短い方の長さに合わせて短縮する。

（２）区間数が３の場合には、さらに、（イ）〜（ホ）
の場合に分けて処理する。

（イ）１区間口の長さ＝２２区間口長さである場合で、
かつ３区間口の長さが２区間口より長い場合には、３区
間口を２区間口の長さに合わせて短縮する。また、１区
間口の長さ＝２２区間口長さである場合で、かつ３区間
口の長さが２区間口より短い場合には、３区間口を切り
捨てる。

（ロ）２区間口の長さ＝３３区間口長さである場合には
、（１）と同様にして、１区間口の長さを調整する。

（ハ）１区間口の長さく２区間口の長さである場合には
、２区間口を１区間口の長さに合わせて短縮する。なお
、短縮した区間以降は次回の調査区間に含める。

（ニ）１区間口の長さ〉２区間口の長さで、かつ２区間
口の長さ〉３区間口の長さであり、かつ２区間口が長さ
２以上の場合には、２区間口の長さを１だけ減らし、１
区間口の長さを２区間口の長さに合わせて短縮する。な
お、２区間口の最終データ以降は次回の調査区間に含め
る。

（ホ）１区間の長さ〉２区間口の長さで、かつ２区間口
の長さく３区間口の長さである場合には。

１区間口および３区間口を、２区間口の長さに合わせて
短縮する。

（３）区間数４以上の場合、２区間口の長さを基準にし
て、１区間口および最終区間の長さを短縮する。なお、
１区間口はたけ最終区間が２区間口より短ければ、その
区間を切り捨てる。また、最終区間を切り捨てるか、あ
るいは短縮した場合には、残ったデータは次回の調査区
間に含める。

こうして直線部１間の調整が終わると、その直線区間の
端点座標と、直線区間以外の区間における追跡ベクトル
の方向変化点の座標とを、さらいパスのＣＬ　（Ｃｕｔ
ｔｅｒ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ）データとして書き込む（１
１１）。

従って、これらの処理を繰返し行うことにより、第５図
に示すように、従来の方法（ａ）に比べて、直線部分が
（ｂ）のようにスムーズジング処理されるため、屈曲点
の少いさらいパスを短時間で得られる。

このような工具軌跡算出方法により、例えば第６図のよ
うな工具軌跡図が生成される。この場合、輪郭パス６１
の内側のさらいパス６２では、従来のさらい工具軌跡に
比べて屈曲点の少い直線が得られる。

効　　　果 本発明によれば、任意の形状の原画を読取装五で読み取
るだけで、削り残しが無く、効率的な領域加工工具軌跡
を自動的に生成することができる。

さらに、従来はマスクを作成し、人手によるならい加工
を行うことによって費やされていた膨大な労力や時間を
、数値制御加工に移行することにより削減し、均質な領
域加工を実現することができる。

また、従来のパスと比較して、工具がスムーズに動作し
、工具軌跡長も短縮されるため、工具寿命を伸ばすこと
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おける直線区間の判定を示
すフローチャート、第２図は本発明の一実施例における
工具軌跡生成システムの構成図、第３図は本発明の一実
施例における工具軌跡算出を示すフローチャート、第４
図は本発明の一実施例におけるさらいパス直線区間判定
の基本パターンの説明図、第５図は本発明の一実施例に
おけるさらいパスの直線区間補正結果の説明図、第６図
は本発明の一実施例における工具軌跡側図である。 １：データ処理部、２：キーボード、３：画像読取部、
４：メモリ、５：画面表示部、６：表示制御部、４１：
同一方向のベクトルが接続したパターン、４２：同ごパ
ターンと方向差１がっ長さｌのベクトル、６１：輪郭パ
ス、６２：さらいパス。 特許出願人　株式会社　リ　　コ　　−イ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、描画機上に描画された原画を画素データとして読み
   取る読取装置と、該画素データより加工する領域を認識
   する手段を有する原画入力手段とを備え、該画素データ
   より認識された領域を加工する領域加工のさらい工具軌
   跡生成方法において、読み取り形状の輪郭に沿い、指定
   加工工具による輪郭工具軌跡を生成した後、生成領域に
   対し、さらい領域の輪郭画素を８連結追跡により一筆書
   き状に追跡する処理を内側に向って繰り返し、さらいパ
   スのオフセットを行う処理と、該８連結追跡によって得
   られたさらいパス通過位置を基に、該８連結追跡におけ
   る方向差が１のベクトルを含む複数の同一パターンを直
   線区間として判定し、該区間を直線とみなして補正する
   処理とを行うことを特徴とする領域加工のさらい工具軌
   跡生成方法。