JPH0223404A - 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１１図はＸ−Ｚ表面往復像いによりモデル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ＭＤＬ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ＭＤＬ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。

ところで、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ＳＴＬの径ｒより大きな径
Ｒの工具ＴＬを使用して工具径オフセットしながら加工
すると、工具ＴＬがワークＷＫに干渉して工具の破損、
切り過ぎ等を生じる（第１２図参照）、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
具通路補正する方法が既に提案されている（「特願昭６
２−１０８５８２４参照）。

この提案によれば、デジタイジングした位置データ（例
えばスタイラスＳＴＬの中心Ｑの座標値）を用いて形状
近似面の作成処理を行い、形状近似面から工具オフセッ
トした位置に工具の中心Ｐｃが位置する時、工具が前記
作成した形状近似面と干渉するかチェックし、干渉する
場合には工具中心位置Ｐｃを干渉しない高さまで移動（
例えば移動量ｄ）した工具中心位置Ｐｃ’　に補正し、
補正後の工具位置に基づいて荒加工用のＮＣデータを作
成する。

〈発明が解決しようとしているＷ題〉 しかし、従来の干渉チェック方法では工具位置Ｐｃｋ（
第１３図）から次の工具位置Ｐｃ（ｋ＋１）に移動する
間において工具ＴＬが形状近似面Ｓａと干渉するかのチ
ェックが行われていないため、加工時に工具がワークに
干渉することがあり、そのまま加工を行うと工具の破損
、切り過ぎ等を生じる場合があった。

以上から本発明の目的は、干渉チェックを行わなくても
工具位置から次の工具位置に移動する際に工具がワーク
に干渉することがない荒加工用ＮＣデータ作成方法を提
供することである。

く課題を解決するための手段〉 第１図は本発明の概略説明図である。

Ｐｃｋは呪工具中心位置、Ｐｃ（ｋ−１）は前工具中心
位置、　Ｐｃ（ｋ−１）’　は干渉を防止する為に挿入
する工具中心位置である。又ＴＬは荒加工用の工具。

Ｓ　ｍ　、　Ｓ　（ｍ−１）は形状近似面である。

〈作用〉 所定の規則に従って定めた現工具位［Ｐｃｋの座標１１
ｔｌ（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）と１つ前の前工具位置Ｐｃ（
ｋ−１）の座標値（ｘａ＋ｙａ、ｚａ）とのＺ値の高さ
を比較し、高い方のＺ値（例えばｚｂ）を有し、かつ、
低い方の工具位置のＸ値、Ｙ値（例えばｘａ、ｙａ）を
有する新たな工具位置Ｐｃ（ｋ−１）’　　を求め、求
めた新たな工具位置Ｐｃ（ｋ−１）’　を現工具位［Ｐ
ｃｋと前工具位置Ｐｃ（ｋ−１）との間に挿入して荒加
工用の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、ＮＣ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Ｉ？、０Ｍ１ｂ、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４図参照）、ならい方
法、メツシュＭ（ｉ、ｊ）の縦横寸法、工具半径Ｒ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ｖス、ｖｙ、ｖｚに変換するＤＡ変換器、ＩＩＸ、Ｉ
ＩＹ、１１ＺはＸ軸、Ｙ軸、２軸サ一ボ回路、１２Ｘ〜
１２ＺはそれぞれＸ＠、Ｙ軸、Ｚ軸モータ、１３ｘ〜１
３Ｚ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ＮＣデータ作成処理を説明する。尚、倣い
範囲ＴＲＲ（第４図参照）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Ｍｉ、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２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りスタイラス位置（第４図
及び第５図における黒丸位置）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ＲＡＭ１ｃ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Ｍ（ｉ、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Ｍ（ｉ、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、デジタイジング処理により
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Ｍｂｙｊ）が求まれば該接触位
置がメツシュＭ（ｘｙｊ）の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２軸座標値ｚｎをメツ
シュＭ（ｉ、ｊ）の記憶域に記憶し、最初の位置でなけ
ればメツシュＭ（ｚｓｊ）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（ｚ
ｎ）とを比較し、ｚｌｌ　≧ｚｎ 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（ＩＩｊ）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Ｍ（ｉ、
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）Ｓｈｙｊ）（第５図の点線参照）で近似される
（ステップ１０２）６尚、メツシュ毎に該メツシュ内の
最大高さを有するデジタイジングポイントの座標値をＲ
Ａ　Ｍ　１　ｃに記憶して荒加工用デジタイジングポイ
ントとするが、形状近似面のメツシュ中心点を荒加工用
デジタイジングポイントとしてもよい。

しかる後、工具を形状近似面（荒加工用デジタイジング
ポイント）から工具径オフセットした時に、工具が所定
の形状近似面と交差するか（第６図参照）チェックする
（ステップ１０３）。尚。

交差チェックの対象となる形状近似面は、工具のｘｙ平
面投影外形線（第７図の点線参照）内部に存在するメツ
シュ（交差するものも含む）に応じた形状近似面である
。又、交差するかどうかのチェックは第８図を参照する
と以下のように行う。

即ち、工具中心が属するメツシュＭ（ｉ、ｊ）と同一行
、同一列のメツシュＭ　（ｊＩＪ−２）　ｒ　Ｍ　（ｉ
ｏｊ−り　ｒ　Ｍｂ＋ｊ＋ｔ）＋　ＭｃｌｌＪ＋ｚＬ　
Ｍ（１−２１ＪＬＭ（１−１１Ｊ）９Ｍ（１＋１．　、
Ｊ）ＩＭ（１４２１ｊ）に対応する形状近似面について
は工具中心位置を通るＸ＠及びＹ軸に平行な直線ＰＸ、
ＰＹと各メツシュ線の交点を求め、該交点を投影点とす
る形状近似面Ｓ　（ｘｅｊ−２）　＋　Ｓ　（ＩＩｊ４
）　＋　Ｓ　（ｌｔｊ”ｌ）　ｔ　Ｓ　（ｌＰＪ”２）
　ｌ　Ｓ　（ｘ−ｚ＋　ｊ）　＊　Ｓ　（ｉ−］　ｐ　
ｊＬ　ｓ　（ｉ＋ｉ　ｒ　ｊＬ　ｓ　Ｃ１÷２．ｊ）上
のポイントを求め、工具中心Ｐｃから各形状近似面上の
ポイント迄の距離と工具半径Ｒを比較し、距離が短い場
合には交差すると判定し、大きい場合には交差しないと
判定する。又、メツシュＭ　（ｉ、ｊ）の斜め方向のメ
ツシュに対応する形状近似面については工具先端位置に
最も近い各メツシュの角点に対応する形状近似面上のポ
イントを求め、しかる後工具中心から該ポイント迄の距
離が工具半径より小さいかチェックし、小さい場合には
交差すると判定し、大きい場合には交差しないと判定す
る。

交差しない場合には工具中心位置を工具干渉しないオフ
セット邊路上のポイントとしてＲＡＭ　ＩＣに記憶する
（ステップ１０４）。

一方、ステップ１０３において交差すれば（第９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方
向の移動量ｄ　（第１０図参照）を求める（ステップ１
０５）。

しかる後、工具中心の座標値を（ｚｉ、ｙｉ、ｚｉ）と
すれば、（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ＋ｄ）を工具干渉しないオ
フセット通路上のポイントとしてＲＡＭ１ｃに記憶する
（ステップ１０６）。

次に、全記憶したオフセット通路上のポイント（現ポイ
ント）Ｐｃｋ（第１図）と１つ前のポイント（前ポイン
ト）Ｐｃ（ｋ−１）をＲＡＭ１ｃから読み出してきて、
現ポイントＰｃｋと前ポイントＰｃ（ｋ−１）とのＺ値
を比較し、その結果、高い方のＺ値を有し、かつ、Ｚ値
が低い方のＸ値、Ｙ値を有するポイントＰｃ（ｋ−１）
’　　を現ポイントＰｃｋと前ポイントＰｃ（ｋ−１）
との間に挿入してＲＡＭ１ｃに記憶する。

例えば、現ポイントＰｃｋの座標値が（ｘ　Ｊ　）’　
ｂ＋　Ｚ　ｂ）、前ポイントＰｃ（ｋ−１）の座標値が
（ｘａ＋ｙａ、ｚａ）であり、Ｚ値の比較において、ｚ
ｂ）ｚａであれば、新たな工具中心位置Ｐｃ（ｋ−１）
’の座標値（ｘａ。

ｙａ、ｚｂ）を求め、現ポイントＰｃｋと前ポイントＰ
ｃ（ｋ−１）の間にポイントＰｃ（ｋ−１）’　を挿入
して記憶する（ステップ１０７）。

ステップ１０７の処理が終了すれば、全荒加工用デジタ
イジングポイント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１０８）。

終わっていなければ次の荒加工用デジタイジングポイン
トをＲＡＭ１ｃから読み取り（ステップ１０９）、以後
ステップ１０３以降の処理を繰り返す。

一方、全荒加工用デジタイジングポイントについて処理
が終了していれば、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、現工具位置と１つ前の前工具位置
との高さを比較し、高い方のＺ値を有し、かつ、低い方
の工具位置のＸ値、Ｙ値を有する新たな工具位置を求め
、求めた新たな工具位置を現工具位置と前工具位置との
間に挿入して荒加工用のＮＣデータを作成するように構
成したから、移動時に工具が面に干渉することがなくな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略説明図、 第２図は本発明を具現化する装置（デジタイザ）のブロ
ック図。 第３図は本発明の荒加工用ＮＣデータ作成処理の流れ図
、 第４図乃至第７図は形状近似面作成の説明図。 第８図乃至第１０図は干渉する場合の説明図。 第１１図乃至第１３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。 Ｍｂｔｊ＞　　・・メツシュ、 Ｓ　（ｉ、ｊ）　　・・形状近似面。 Ｔ　Ｌ・・荒加工用工具。 Ｐｃｋ・・工具中心位置 特許出願人　　　　　　　　ファナック株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　　齋藤千幹第１図 Ｓｍ−一一形状近似面 第３ 図 第４ 図 第５ 図 第６ 図 第７ 図 第１１ 図 第１２ 面 第１３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、
   所定の規則に従って定まる工具位置において工具が前記
   形状近似面と交差するかチェックし、交差する場合には
   工具位置を交差しないように高さ方向に補正し、補正後
   の工具位置に基づいて荒加工用のＮＣデータを作成する
   荒加工用ＮＣデータ作成方法において、現工具位置と１
   つ前の前工具位置との高さを比較し、 高い方のＺ値を有し、かつ、低い方の工具位置のＸ値、
   Ｙ値を有する新たな工具位置を求め、求めた新たな工具
   位置を現工具位置と前工具位置との間に挿入して荒加工
   用の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。