JPH0392245A - 側面領域加工の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］ 本発明は側面領域加工のＮＣデータ作或方法に係わり、
特に予め入力された側面仕上形状に基づいて、工具径補
正を使用した荒加工および仕上加工のＮＣデータを作成
する自動プログラξングの側面領域加工のＮＣデータ作
或方法に関する。

〔従来の技術〕

被加工物の任意の側面形状をエンドミル等の工具で加工
する側面領域加工のＮＣデータは、前記側面形状上を工
具が移動するように作成する。このＮＣデータに数値制
御装置の工具径補正機能を使用して工具半径分進行方向
右側または進行方向左側にオフセットし、工具がオフセ
ット後のＮＣデータに従って、被加工物に対して相対的
に移動するようにして任意の側面形状を加工するのが一
般的である。

側面領域加工の仕上加工では、側面仕上形状の内側円弧
の半径や内側面取りの大きさを考慮して、加工が可能な
ように比較的小径の工具を使用している。また、荒加工
では、切削時間を短縮させ加工能率を向上させるために
前記仕上加工用工具より工具径の大きな工具、すなわち
、前記内側円弧の半径や内側面取りの大きさよりも工具
半径の大きな工具を使用するのが一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、自動プログラミングで側面仕上形状のみ
の入力により、工具径補正機能を使用した荒加工および
仕上加工のＮＣデータを作成しようとすると、従来の自
動プログラミングにおける、荒加工のＮＣデータの作成
では、側面仕上形状上を移動するＮＣデータに、工具径
補正をかけて荒加工用の工具半径分オフセットし、この
工具中心経路上を移動するように作成していた。このた
め、荒加工に工具半径の大きな工具を使用すると、側面
仕上形状によっては荒加工用工具が側面仕上形状に削り
込み過ぎを生しるＮＣデータを作成してしまうという問
題があった。

例えば、第５図に示すように、側面仕上形状ＥＬ，，Ｅ
Ｌ．，ＥＬ．に基づき、進行方向左側に荒加工用工具Ｔ
Ｌの工具半径Ｒだけオフセットして工具中心経路ＰＴ．
，ＰＴ２，ＰＴ３を求めると、例えば、この求めた工具
中心経路ＰＴ．上のポイントＡの位置に工具ＴＬが移動
すると、工具ＴＬが側面仕上形状ＥＬ，に削り込み過ぎ
を生じてしまう。そのため、このようなＮＣデータによ
り加工を行うと、ＮＣアラームを発生させ、ＮＣ制御装
置が機械停止させることになる。

また、ＮＣアラームが発生しないように、側面仕上形状
に一致する工具を荒加工から使用してワークの側面領域
加工を行うと、多大な加工時間を要し、加工能率が低下
してしまうという問題を生した。

そこで、荒加工用の側面荒加工形状と、仕上げ加工用の
側面仕上工形状を別々に人力する方法も考えられるが、
別々に人力すれば、入力する形状要素数も多くなり、人
力ミスをおこしやすくなるとともに、多大な時間を要し
てしまうという問題があった。更に、側面荒加工形状は
、人手を介して削り込み過ぎを生じさせる形状要素を削
除する必要があり、削除ミスによる不良品の発生の問題
も生じる。

以上から本発明の目的は、側面仕上形状のみの入力によ
り工具径補正機能を使用した荒加工用のＮＣデータを作
成する際に、側面仕上形状に削り込み過ぎを生じたり、
ＮＣアラームが発生したりすることのないＮＣデータが
作成できる自動プログラミングの側面領域加工のＮＣデ
ータ作或方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は前記課題を解決するために創案されたものであ
り、側面仕上形状を人力することにより、被加工物の任
意の側面形状をエンド≧ル等の工具で加工を行う側面領
域加工の荒加工および仕上加工のＮＣデータを作成する
自動プログラミングの側面領域加工のＮＣデータ作成方
法であって、側面領域加工の荒加工用工具を特定すると
ともに、この工具の工具径オフセットデータを用いて前
記側面仕上形状を工具半径分オフセットして工具中心経
路を求めるステップと、 工具半径分オフセットすることにより、側面仕上形状に
削り込み過ぎを生じさせる前記工具中心経路の形状要素
を求め、この形状要素を工具中心経路から削除するステ
ップと、　　　　　　′削り込み過ぎを生じさせる工具
中心経路の形状要素を削除した工具中心経路を前記荒加
工用工具の工具半径分逆向きにオフセットし、新たな加
工形状を作成し、この加工形状を側面荒加工形状として
登録するステップとを有し、 荒加工のＮＣデータ作成時に、仕上用工具より荒加工用
工具が太い場合に発生する削り込み過ぎを防止するＮＣ
データを作成するように構威されたものである。

また、本発明は、側面仕上形状に削り込み過ぎを生じさ
せる工具中心経路の形状要素を求め、この形状要素を工
具中心経路から削除するステンプにおいて、側面仕上形
状の形状要素の進行方向と、これに対応する工具中心経
路の形状要素の進行方向とを比較し、進行方向が逆向き
になった工具中心経路の形状要素を、側面仕上形状に削
り込み過ぎを生じさせる工具中心経路の形状要素と認識
するように構成されたものである。

〔作用］ 荒加工用工具の工具径が特定されると、プロセッサ１は
この工具径を用いて、オフセット処理装置２により、側
面仕上形状を要素毎に荒加工用工具の工具半径分オフセ
ットする。次に、オフセット前の側面仕上形状の形状要
素進行方向とこれに対応する工具中心経路の形状要素の
進行方向が逆向きになるかどうかをチェックし、逆向き
要素があれば、逆向き要素削除装置４により、オフセッ
ト後の工具中心経路の逆向き要素を削除する。ついで、
逆向き要素を削除したオフセット後の工具中心経路を、
逆オフセット処理装置５により、前記工具径を用いて逆
向きに工具半径分オフセットし、荒加工用の側面荒加工
形状を作成するとともに、荒加工用加工形状メモリ６に
登録する。

〔実施例〕

以下、本発明の側面領域加工のＮＣデータ作成方法を図
面に基づいて詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例であるＮＣデータ作成装置の
ブロック図である。

■はプロセッサ（ＣＰＵ）、２は形状要素を所定の工具
径によりオフセットするオフセント処理装置、３はオフ
セット処理装置２により処理された工具中心経路を記憶
するオフセット加工形状メモリ、４はオフセット前の形
状要素の進行方向と比べて、オフセット後の工具中心経
路の形状要素の進行方向が逆向きであるか否かをチェッ
クし、逆向き要素があれば、この逆向き要素を削除する
逆向き要素削除装置、５は逆向き要素削除装置４により
逆向き要素を削除したオフセット後の工具中心経路を、
逆向きにオフセットし、荒加工用の側面荒加工形状を作
成する逆オフセット処理装置、６は逆オフセット処理装
置５により作成した荒加工用の側面荒加工形状を記憶す
る荒加工用の加工形状メモリである。

第２図は本発明の側面領域加工のＮＧデータ作或処理の
流れ図である。以下、この流れ図に従って、ＮＣデータ
作成処理を説明する。なお、ＮＣデータ作或処理は第５
図に示す側面仕上形状（ＮＣデータ）ＥＬ，，ＥＬ．，
ＥＬ３に基づいて行うものとし、予め、第５図に示す側
面仕上形状ＥＬ，，ＥＬ２，ＥＬ３は作成されて、所定
の記憶領域に登録されているものとする。

オペレータが荒加工用工具の工具径を特定すると（ステ
ップ１１）、プロセッサ１はこの工具径を用いてオフセ
ット処理装置２により側面仕上形状を要素毎にオフセッ
トし、オフセット後の工具中心経路ＰＴ，，ＰＴＺ　，
ＰＴ３を求める（ステソプ１２、第５図参照）。なお、
このオフセントにおいては、第３図にて後述するオフセ
ット処理ルーチンを用いる。

ついで、第４図にて後述する逆向き要素削除ルーチンに
基づき、オフセット前の側面仕上形状の形状要素の進行
方向とこれに対応するオフセット後の工具中心経路の形
状要素の進行方向が逆向きになるか否かをチェックし、
逆向き要素部分があれば、この逆向き要素部分を削除す
る（ステップ１３）。なお、Ｐ，はオフセット後の工具
中心経路ＰＴ．，ＰＴ３の交点である。

前記工具径の値に「−１」を積算した値をオフセット処
理用の工具径の値としてセットする（ステップ１４）。

そして、逆向き要素部分を削除したオフセット後の工具
中心経路ＰＴ．’　，ＰＴ３に対し、工具径の値に「一
ｌ」を積算した値を用いて逆オフセットし、側面荒加工
形状（荒加工用の加工形状）ＥＬ，，ＥＬ．’を作成す
る（ステップｌ５、第６図参照）。ついで、作成した荒
加工用の側面荒加工形状ＥＬ．　　，ＥＬ，’を側面荒
加工形状メモリ６に登録し（ステップ１６）、図示しな
い自動プログラミングのＮＣデータ作或処理装置により
、側面荒加工形状に基づいて荒加工および仕上加工のＮ
Ｃデータを作成し、ＮＣデータ作或処理を終了する。

なお、本発明の自動プログラミングにおいて、側面仕上
形状、工具中心経路、側面荒加工形状は、直線や円弧等
の形状要素の集合よりなり、各形状要素は切削する方向
を持ったキャノニカルフォームとして記録される。例え
ば、直線要素は第７図に示すように、その直線要素ＥＬ
ａの進行方向に向かって右側の法線方向に単位ベクトル
Ｖａを立て、その法線単位ベクトルＶａのＸ成分Ｖｘと
Ｙ成分Ｖｙおよび原点Ｏからの距離ｌＶｅｌのデ−夕と
して記録される。このデータを直線のキャノニカルフォ
ームと呼ぶ。なお、原点Ｏからの距離Ｖｅ　　ｌは正の
実数であるが、原点Ｏが直線の進行方向に対して左側の
場合は原点Ｏからの距離Ｖｅは正で、右側の場合は負で
表す。円弧要素は第８図に示すように、その円弧ＥＬｂ
の中心点Ｑの座標値（ｘａ，ｙｏ）と半径ｒ０および進
行方向（時計回り方向ＣＷ、あるいは反時計回り方向Ｃ
ＣＷ）のデータとして記録される，このデータを円弧の
キャノニ力ルフォームと呼ぶ。

そして、直線要素や円弧要素をオフセット処理する際、
例えば、右側に工具半径分オフセットする場合は、第３
図のオフセント処理の流れ図に従っておこなわれる。

すなわち、オフセットルーチンがスタートすると、プロ
セッサ１はオフセット要素ポインタｉをｉ＝１ とするとともに（ステップ１０１）、オフセット要素ポ
インタｉに対応する側面仕上形状要素を所定の記憶領域
から呼び出してきて、この側面仕上形状要素の属性が直
線か、時計回り方向円弧（ＣＷ円弧）か、あるいは反時
計回り方向円弧（ＣＣＷ円弧）かを判断する（ステップ
１０２）。

ステップ１０２の結果、直線であれば、キャノニカルフ
ォームの原点からの距離にオフセット量（工具半径）だ
け加算する（ステップ１０３）。

また、ＣＣＷ円弧であれば、キャノニカルフォームの円
弧半径に工具半径だけ加算する（ステップ１０４）。Ｃ
Ｗ円弧であれば、キャノニカルフォームの円弧半径から
工具径だけ減算する（ステップ１０５）。

次に、新しいキャノニカルフォーム（オフセット処理後
のキャノニカルフォーム）で表させる形状要素と前回の
要素ポインタ（ｉ−１）において処理したキャノニカル
フォームで表される形状要素との交点を計算する（ステ
ップ１０６）。

ついで、計算した交点を新しいキャノニカルフォームで
表される形状要素の始点として新しいキャノニカルフォ
ームを、オフセット後の加工形状メモリ３に出力して登
録する（ステップ１０７）。

オフセット要素ポインタｉに対応する形状要素のオフセ
ット処理が終了すれば、プロセッサｌはオフセット要素
ポインタｉをインクリメント（ｉ十１）する（ステッフ
゜１０８）。ついで、インクリメントしたオフセ・冫ト
要素ポインタｉが形状要素の数Ｍに１を加算したものよ
り小さいかどうか（ｉ＜Ｍ＋１）判断する。換言すれば
、形状要素の全てについてオフセット処理が終了したか
どうかを判断する（ステップ１０９）。判断の結果、オ
フセット要素ポインタｉが形状要素の数Ｍに１を加算し
たものより大きければ（ｉ＞Ｍ＋１）、オフセットルー
チン処理を終了する。一方、オフセット要素ポインタｉ
が形状要素の数Ｍに１を加算したものより小さければ、
ステップ１０２からの処理を繰り返す。

前記のオフセットルーチン処理により、例えば、第７図
の直線要素ＥＬａを進行方向右側に工具半径Ｌ，だけオ
フセットすると、直線要素ＥＬａのキャノニカルフォー
ムの原点０からの距ＡＩＩＶｅに工具径Ｌ，だけ加算（
ｌ　Ｖｅ　　ｌ　＋Ｌ＋　）　シたものが、オフセット
後の直線要素ＰＴａのキャノニカルフォームになる。ま
た、第８図のＣＣＷ円弧要素ＥＬｂを進行方向右側に工
具半径Ｌ２だけオフセットすると、ＣＣＷ円弧要素ＥＬ
ｂのキャノニカルフォームの半径ｒ０から工具半径Ｌ２
だけ加算（ｒｏ　＋Ｌｚ　）　Ｌ，たものが、オフセッ
ト処理後の円弧ＰＴｂのキャノニカルフォームになる。

第４図は本発明のオフセット後の工具中心経路の逆向き
要素の削除処理（逆向き要素削除ルーチン）の流れ図で
ある。以下、第４図の流れ図に基づいて本発明にかかる
逆向き要素削除処理を説明する。

第４図の逆向き要素削除ルーチン（ステップｌ３）がス
タートすると、プロセッサ１は逆向きチェック要素ポイ
ンタｊを ｊ＝１ とする（ステップ２１）。

次に、プロセッサ１は逆向きチェック要素ポインタｊに
対応するオフセット後の工具中心経路の形状要素を呼び
出してきて、その形状要素の属性が直線要素か円弧要素
かを判断する（ステップ２２）。その結果、円弧要素で
あれば、その円弧半径Ｒが負の数かどうか（Ｒ≦０）判
断し（ステップ２３）、Ｒ≦０であれば、側面仕上形状
に削り込み過ぎを生じさせる逆向き要素が存在すると判
断し、ステップ２５以降の処理を行う。一方、Ｒ〉Ｏで
あれば、ステップ２７以降の処理を行う。

ステップ２２の判断において、直線要素であれば、つぎ
にオフセット後の工具中心経路の形状要素の進行方向が
これに対するオフセット前の側面仕上形状の進行方向と
逆向きになっているかどうか判断し（ステップ２４）、
進行方向が逆向きになっていなければ、ステップ２７以
降の処理を行う。一方、進行方向が逆になっていれば、
側面仕上形状に削り込み過ぎを生じさせる逆向き要素が
存在すると判断し、その逆向き要素の削除処理を行う。

つぎに、オフセント後の工具中心経路の逆向き要素の前
後で交点（例えば、第５図におけるオフセット加工形状
ＰＴ，，ＰＴ．の交点’Ｐ．）を求め、交点Ｐ．をオフ
セット後の工具中心経路ＰＴ．の終点またはオフセット
後の工具中心経路ＰＴ．の妬点として逆向き要素を削除
した工具中心経路を新たに作或する（ステップ２５，ス
テップ２６）。

ついで、逆向きチェック要素ポインタｊをインクリメン
ト（ｊ＝ｊ＋１）Ｌ（ステップ２７）、逆向きチェック
要素ポインタｊが加工形状の要素の数ｍにｌを加算した
ものより小さい（　ｊ　＜　ｍ　＋１）かどうか判断す
る。換言すれば、逆向きチェック処理が終了したかどう
か判断し、逆向きチェック要素ポインタｊが側面仕上形
状の要素の数ｍに１を加算したものより小さければ（　
ｊ　＜ｍ　＋１）、ステップ２２からの処理を繰り返す
。一方、小さくなければ（ｊ≧ｍ＋１）、逆向き要素削
除後の工具中心経路の全形状要素をオフセット加工形状
メモリ３に登録し（ステップ２９）、逆向き要素削除処
理を終了する。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、側面仕上形状に切り込む．形状
要素を削除して側面荒加工形状を作成し、この側面荒加
工形状により荒加工用のＮＣデータを作戊するように構
威したから、側面仕上形状の内側円弧の半径や内側面取
りの大きさより荒加工用工具の半径を大きくしても側面
仕上形状に切り込んだり、ＮＣアラームが発生したりす
ることのないＮＣデータを作成することができ、加工能
率が著しく向上する。また、側面仕上形状のみの入力で
荒加工および仕上加工のＮＣデークが作成できるので、
側面形状人力の入力数が少なくなり、入力ミスが少なく
なるとともに、側面形状の入力時間も大幅に削減するこ
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であるＮＣデータ作成装置の
ブロック図、第２図は本発明の側面領域加工のＮＣデー
タ作成処理の流れ図、第３図はオフセット処理ルーチン
の流れ図、第４図は本発明のオフセット処理後の逆向き
要素削除処理の流れ図、第５図および第６図は本発明の
一実施例の説明図、第７図は線分のキャノニカルフォー
ムの説明図、第８図は円弧のキャノニカルフォームの説
明図である。 ■・・・プロセッサ（ＣＰＵ）、 ２・・・オフセット処理装置、 ３・・・オフセット加工形状メモリ、 ４・・・逆向き要素削除装置、 ５・・・逆オフセット処理装置、 ６・・・荒加工用の加工形状メモリ。 図向の？ＩＩ書 第１図 第３図 第５図 ＰＴ２ 第６図 第８図 手続補正書 （方式） ｆ２ 事件の表示 平成１年特許願第２２６２２８号 発明の名称 側面領域加工のＮＣデータ作成方法 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　千葉県我孫子市我孫子１番地 名称　　日立精機株式会社 代表者手島五郎

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）側面仕上形状を入力することにより、被加工物の
   任意の側面形状をエンドミル等の工具で加工を行う側面
   領域加工の荒加工および仕上加工のＮＣデータを作成す
   る自動プログラミングの側面領域加工のＮＣデータ作成
   方法であって、 側面領域加工の荒加工用工具を特定するとともに、この
   工具の工具径オフセットデータを用いて前記側面仕上形
   状を工具半径分オフセットして工具中心経路を求めるス
   テップと、 工具半径分オフセットすることにより、側面仕上形状に
   削り込み過ぎを生じさせる前記工具中心経路の形状要素
   を求め、この形状要素を工具中心経路から削除するステ
   ップと、 削り込み過ぎを生じさせる工具中心経路の形状要素を削
   除した工具中心経路を前記荒加工用工具の工具半径分逆
   向きにオフセットし、新たな加工形状を作成し、この加
   工形状を側面荒加工形状として登録するステップとを有
   し、 荒加工のＮＣデータ作成時に、仕上用工具より荒加工用
   工具が太い場合に発生する削り込み過ぎを防止するＮＣ
   データを作成することを特徴とする側面領域加工のＮＣ
   データ作成方法。
2. （２）側面仕上形状に削り込み過ぎを生じさせる工具中
   心経路の形状要素を求め、この形状要素を工具中心経路
   から削除するステップにおいて、側面仕上形状の形状要
   素の進行方向と、これに対応する工具中心経路の形状要
   素の進行方向とを比較し、進行方向が逆向きになった工
   具中心経路の形状要素を、側面仕上形状に削り込み過ぎ
   を生じさせる工具中心経路の形状要素と認識することを
   特徴とする請求項（１）記載の側面領域加工のＮＣデー
   タ作成方法。