JPH01303505A - 荒加工用ｎｃデータ作成方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は荒加工用ＮＣデータ作成方法に係り。

特にデジタイジングした面データを用いてワークを荒加
工するＮＣデータの作成方法に関する。

〈従来技術〉 倣いを実行しながらデジタイジングしたモデル面データ
を用いてモデル形状通りに加工するＮＣデータを作成す
る方法がある。

第７図はｘ−７表面往復倣いによりモデルＭＤＬの面デ
ータをデジタイジングする説明図である。

スタイラスＳＴＬをＸ軸方向に所定の倣い速度で移動さ
せると共に、Ｚ軸方向にモデルＭ　Ｄ　Ｌに沿って上下
させ、所定時間毎に或いは設定値が許容値を越える毎に
スタイラスの三次元位置データ（座標値）を取り込んで
記憶する。そして、倣い範囲ＴＲＲの境界に到達した時
にＹ軸方向に所定量ピックフィードし、以後同様に表面
倣いを行いながらスタイラスＳＴＬの位置を監視すると
共にその位置データを取り込んでモデルＭ　Ｄ　Ｌ面を
デジタイジングし、しかる後面データを用いてＮＣデー
タを作成する。

かかる倣いによりデジタイジングされた位置データを用
いて荒加工用のＮＣデータを作成し、該ＮＣデータに基
づいてスタイラスの径より大きな径の工具を使用して工
具径オフセットしながら加工すると、工具がワークに干
渉して工具の破損、切り過ぎ等を生じる（第８図参照）
という欠点があった。

そこで、荒加工用工具による干渉チェック及び干渉する
場合における工具通路補正を容易にする方法が既に提案
されている（「特願昭６２−１０８５８２Ｊ参照）。

この提案によれば、デジタイジングした位置データを用
いて形状近似面の作成処理を行い、再度デジタイジング
した位置データを用いて工具オフセット処理を行い、工
具オフセットした位置に工具の中心が位置する時、工具
が前記作成した形状近似面と交差するかチェックし、交
差する場合には工具中心位置を交差しないように高さ方
向に補正して荒加工用のＮＣデータを作成する。

〈発明が解決しようとしている課題〉 しかし、前記提案は（１）デジタイジングした位置デー
タを用いて２回の処理（形状近似面の作成処理と工具オ
フセット処理）を行わなければならず、操作上の不便さ
がある。（２）三次元位置データをオフセット処理した
ＮＣデータであるから荒加工にもかかわらず同時３軸制
御を行わなければならず、機械効率が良くない、（３）
同時３軸のＮＣデータであるため、荒加工形状をデイス
プレィ画面に描画した場合、視覚による確認がしすらい
、（４）使用工具としてボールエンドミルを想定してい
るため、フラットエンドミル、プルノーズミル等の先端
に平坦部を有する工具には適用できない等の問題があっ
た。

以上から本発明の目的は、オフセットする必要がなく、
しかも、同時２軸の荒加工用のＮＣデータの作成ができ
、更には先端に平坦部を有する工具が適用できる荒加工
用ＮＣデータ作成方法を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 第１図は本発明方法の概略説明図である。

ＭＤＬはモデル、ＴＲＲは倣い範囲（倣い領域）、Ｔ　
Ｉ、は工具、Ｄは工具先端平坦部直径、Ｍｉ、、１（ｉ
＝１．２・・、ｊ＝１．２・・）は倣い範囲をｍＸｎ個
に分割したときのメツシュ、ポイントＱｉ。

ｊはメツシュＭｉ、ｊの代表点、Ｓ、ｔ、ｊは代表点Ｑ
ｉｙｊと同一の高さを有する面（形状近似面）である。

又、ＰＸｇはＸ−Ｙ平面上の切削通路点−列、Ｐｋ’は
切削通路点列ｐ　ｘ　ｇ　、ｈのポイント、Ｐｋは投影
ポイントである。

く作用〉 倣いによるデジタイジングデータを用いて、指定したメ
ツシュＭ　ｌ　ｒ　Ｊ毎の形状近似面Ｓｉ、ｊを求める
（第１図（ａ）（ｂ）参照）。ついで、Ｘ−Ｙ平面に投
影した時の切削始点Ｐ。′　と切削方向と、先端に平坦
部を有する工具ＴＬの該平坦部の直径りとを指定するこ
とにより、該Ｘ−Ｙ平面上で切削方向へ切削始点Ｐ０′
　　から工具直径りをピッチとするジグザグ状点列（切
削通路点列）ＰＸｇを求めると共に（第１図（ｃ）参照
）、点列ＰＸｇを投影する各ポイントＰｋ’　を前記形
状近似面Ｓ　ｔｔｊに投影した投影ポイントＰｋを求め
（第１図（ｄ）参照）、該投影ポイントＰｋに前記工具
ＴＬの平坦部中心を位置させた時該工具が前記形状近似
面Ｓｉ、ｊと交差するかチェックし、交差しない場合は
該投影ポイントＰｋを用いて荒加工用ＮＣデータを作成
し、交差する場合には交差しなくなるように該投影ポイ
ントＰｋの高さ方向データを補正し、該補正データを用
いて荒加工用ＮＣデータを作成する。

〈実施例〉 第２図は本発明方法を具現化する装置（デジタイザ）の
ブロック図である。

１はデジタイザであり、ならい制御しながらトレーサヘ
ッドの現在位置を取り込んでデジタイジングする機能と
共に、ＮＧデータ作成機能並びに工具干渉チェック機能
を備え、プロセッサｌａ。

制御プログラムを記憶するＲＯＭ１ｂ　、デジタイジン
グした位置データを記憶するＲＡＭ１ｃ、ワーキングメ
モリ１ｄを有している。

２は操作盤であり、各種操作信号を入力すると共に、な
らい条件、ならい範囲ＴＲＲ（第１図参照）、ならい方
法、メツシュＭ　ｉ　、　ｊの縦横寸法、Ｘ−Ｙ平面に
おける荒加工の切削始点Ｐ０′、切削方向、工具先端平
坦部直径り等を設定する機能を有している。

１０Ｘ、ＩＯＹ、１０Ｚはデジタイザ１から指令された
各軸方向の速度データ（デジタル値）をアナログ速度信
号ＶＸ　、Ｖｙ　、Ｖｚに変換するＤＡ変換器、１１ｘ
、ｌＩＹ、１１ｚはＸ軸、Ｙ軸。

Ｚ軸サーボ回路、１２Ｘ〜１２ＺはそれぞれＸ軸、Ｙ軸
、Ｚ軸モータ、１３Ｘ〜１３Ｚはそれぞれ対応するモー
タが所定角度回転する毎に１個のパルスＸｆ　、Ｙｆ　
、Ｚｆを発生するパルス発生器、１４はパルスＸｆ　、
Ｙｆ　、Ｚｆをそれぞれ移動方向に応じて可逆計数して
各軸現在位置を記憶する現在位置レジスタである。尚、
ＴＨはトレーサヘッド。

ＳＴＬはスタイラス、ＭＤＬはモデルである。

第３図は本発明方法の荒加工用ＮＣデータ作成処理の流
れ図、第４図は干渉チェックの説明図。

第５図は干渉する場合の説明図、第６図は工具位置補正
方法の説明図である。以下、第３図の流れ図に従って、
本発明方法の荒加工用ＮＧデータ作成処理を説明する。

尚、倣い範囲ＴＲＲ（第１図（ａ）参照）及び各メツシ
ュの縦横寸法等は既に操作盤２（第２図参照）から入力
されてあり、該倣い範囲ＴＲＲはｍＸｎ個のメツシュＭ
ｉ、ｊ（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）に分割されであるも
のとする。　さて、送り軸をＸ軸、倣い軸をＺ軸、ビッ
クフィード軸をＹ軸として表面往復倣いを行い。

該倣いと並行して周知のデジタイジング処理によリスタ
イラス位置（第１図（ａ）、（ｂ）における黒丸位置）
の座標値を所定時間毎に或いは設定値が許容値を越える
毎に取り込んで面データを作成してＲＡ　Ｍ　１　ｃに
記憶する（ステップ１０１）。

また、面データの作成と並行して各メツシュＭｉ、ｊの
代表点を以下の方法で求めてワーキングメモリ１ｄに記
憶する。すなわち、各メツシュＭｉ。

ｊに対応させて三次元座標値記憶用の記憶域をワーキン
グメモリ１ｄに設けておく。そして、デジタイジングに
よりスタイラス位置が取り込まれる毎に該位置と変位量
とからモデルＭＤＬとスタイラスＳＴＬとの接触位置を
求めると共に、該接触位置がどのメツシュに属するかチ
ェックする。接触位置が属するメツシュが求まれば該接
触位置が該メツシュに対応する最初の位置かチェックし
。

最初の位置であれば、接触位置のＺ軸座標値ｚｎを対応
するメツシュの記憶域に記憶し、最初の位置でなければ
接触位置が属するメツシュに対応する記憶域に記憶され
ているＺ軸座標値（ｚｏ）と接触位置のＺ軸座標値ｚｎ
とを比較し、ｚ０≧２ｎであれば記憶域の内容を更新せ
ず、Ｚｏ＜ｚｎであればｚｎを記憶域に記憶する（ｚｎ
→Ｚ、）。

かかる処理をスタイラス位置データをデジタイジングす
る毎に実行すれば各メツシュＭ　ｉ　、　ｊに対応する
ワーキングメモリ１ｄの各記憶域には、メツシュＭｉｔ
ｊに属するポイントのうち最もＺ軸座標値の大きなポイ
ントの座標値が記憶されることになり、各メツシュにお
ける加工形状は代表点の高さを有する面（形状近似面と
いう）Ｓｉ、ｊ　　（第１図（ｂ）点線参照）で近似さ
れる（ステップ１０２）。

次に荒加工に使用する工具（フラットエンドミル、プル
ノーズエンドミル等）の工具先端平坦部の直径り、Ｘ−
Ｙ平面に投影した時の切削始点Ｐ。′　、切削方向、切
削の方法（ジグザグ状の往復切削）、切削終点Ｐｅ’　
　等の工具通路データを対話的に入力する（ステップ１
０３）。工具通路データの入力によりプロセッサ１ａは
切削通路点列ＰＸｇ　（ｇ＝１，２・ｉ　　（第１図（
０）参照）を作成する。尚、切削通路点列ｐｘｇは切削
始点Ｐ。′　から指定方向へ工具直径りのピッチで求め
たポイントＰｋ’の点列であり、倣い時の範囲ＴＲＲの
境界に到達した時にＹ軸方向に工具直径りだけピックフ
ィードし、以後同様に切削終点Ｐｅ’まで工具直径りの
ピしチでポイントＰｋ’　を往復して求めたジグザグ状
点列である。

プロセッサ１ａは作成した順に切削通路点列ＰＸｇ上の
ポイントＰｋ’　をＲＡＭ１ｃから読み取り、形状近似
面Ｓｉ、ｊに投影し、形状近似面Ｓｉ。

ｊとの交点（投影点）Ｐｋを求める（第１図（ｄ）、ス
テップ１０４）。

しかる後、工具先端の中心位１７１Ｐｃを投影点Ｐｋに
位置させた時に、工具が所定の形状近似面と干渉するか
チェックする（ステップ１０５）。尚。

干渉チェックの対象となる形状近似面は、工具ＴＩ、の
ｘ−ｙ平面の投影外形線ＴＬ’　　（第４図参照）内部
に存在するメツシュに応じた形状近似面である。又、干
渉するかどうかのチェックは、以下のように行う。即ち
、工具ＴＬのＸ−Ｙ平面の投影外形線ＴＬ’内部に存在
するメツシュに応じた形状近似面のＺ軸座標値をワーキ
ングメモリ１ｄより読みだしてきて投影外形線内部にお
ける最大値ｚｋを求め、投影点ＰｋのＺ軸座標値ｚｉと
比較し、Ｚｉ≧ｚｋであれば干渉しないと判定し。

ｚ　ｉ　＜　ｚ　ｋであれば干渉すると判定する。

干渉しない場合には工具中心位置Ｐｃ（投影点Ｐｋ）の
座標値（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）をＲＡＭＩＣに記憶する（
ステップ１０６）。

一方、ステップ１０５において干渉すれば（第５図参照
）、工具がどの形状近似面とも干渉しなくなる迄のＺ軸
方向補正量ｄ（第６図参照）を求める（ステップ１０７
）。尚、Ｚ軸方向補正量ｄは　ｄｌｚｋ−ｚｉｌ　に算
出する。

しかる後、投影点Ｐｋの座標値を（ｘｉ、ｙｉ。

ｚｉ）とすれば、（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ＋ｄ）を工具干渉
しない通路上のポイントとしてＲＡＭ１ｃに記憶する（
ステップ１０８）。

ステップ１０６またはステップ１０８の処理が終了すれ
ば、工具通路点列上の全てのポイントＰｋについて上記
処理が終わったかどうかをチェックしくステップ１０９
）、終わっていなければ次の切削通路点列上のポイント
ＰｋをＲＡＭ１ｃから読み取り（ステップ１１０）、以
後ステップ１゜０４からの処理を繰り返す。

一方、工具通路点列上の全てのポイントについて処理が
終了していれば、工具干渉チェック°及び荒加工用ＮＣ
データの作成処理を終了する。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、デジタイジングデータを１回処理
するだけでよいためにＮＣデータ作成の為の操作がＷＭ
囃になり、同時２軸制御のＮＣデータが作成されるため
に加工する場合の機械効率が良くなり、荒加工形状の確
認が容易にできるようになった。また、本発明によれば
、先端に平坦部を有する工具にも適用できるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の概略説明図、 第２図は本発明方法を具現化する装置（デジタイザ）の
ブロック図、 第３図は本発明方法の荒加工用ＮＧデータ作成処理の流
れ図。 第４図は干渉チェックの説明図。 第５図は干渉する場合の説明図。 第６図は工具位置補正方法の説明図、 第７図及び第８図は従来例の説明図である。 １・・デジタイザ。 １ａ　・・プロセッサ。 １ｂ・・ＲＯＭ、 １ｃ　・・ＲＡＭ、 ２・・操作盤、 Ｍ　ｉ　、　ｊ　　・・メツシュ。 Ｓｉ、ｊ　・・形状近似面。 Ｔ　Ｉ、・・荒加工用工具、 Ｄ・・工具平坦部の直径、 ＰＸｇ　・・切削通路点列、 Ｐｋ’　　・・切削通路点列ＰＸｇ上のポイント、Ｐｋ
・・投影ポイント 特許出願人　　　　　　　　ファナック株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　　齋藤千幹ヘヘ Ｃ１ｒ　　　　　　　　　　　　　　　　Ｑ一 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 デジタイジングした範囲を複数のメッシュに分割すると
   共に、各メッシュ毎に面データが示すポイントのうち最
   も高いポイントを代表点として求め、各メッシュにおけ
   る加工形状を代表点と同一の高さを有する面で近似し、
   該形状近似面を用いてワークを荒加工するＮＣデータの
   作成方法において、 基準平面に投影した時の切削始点と切削方向と、先端に
   平坦部を有する工具の該平坦部の直径Ｄとを指定するこ
   とにより、 該基準平面上で切削方向へ切削始点から工具直径Ｄをピ
   ッチとするジグザグ状点列を求めると共に、 点列を構成する各ポイントを前記形状近似面に投影した
   投影ポイントを求め、 該投影ポイントに前記工具の平坦部中心を位置させた時
   該工具が前記形状近似面と交差するかチェックし、 交差しない場合は該投影ポイントを用いて荒加工用ＮＣ
   データを作成し、 交差する場合には交差しなくなるように該投影ポイント
   の高さ方向データを補正し、該補正データを用いて荒加
   工用ＮＣデータを作成することを特徴とする荒加工用Ｎ
   Ｃデータ作成方法。