JPH0443730B2 - - Google Patents

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JPH0443730B2
JPH0443730B2 JP59044491A JP4449184A JPH0443730B2 JP H0443730 B2 JPH0443730 B2 JP H0443730B2 JP 59044491 A JP59044491 A JP 59044491A JP 4449184 A JP4449184 A JP 4449184A JP H0443730 B2 JPH0443730 B2 JP H0443730B2
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JP
Japan
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tool
point
boundary point
path
area
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JP59044491A
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Japanese (ja)
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JPS60191741A (en
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Hajime Kishi
Maki Seki
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPS60191741A publication Critical patent/JPS60191741A/en
Publication of JPH0443730B2 publication Critical patent/JPH0443730B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/41Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49157Limitation, collision, interference, forbidden zones, avoid obstacles
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50109Soft approach, engage, retract, escape, withdraw path for tool to workpiece

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は数値制御装置の工具通路制御方法に係
り、特に曲面を特定するデータを用いて工具通路
を計算し、該計算により得られた工具通路に沿つ
て直ちに工具を移動させ、以後工具通路の計算処
理と工具移動制御処理とを繰り返して曲面の加工
を行う数値制御装置の工具通路制御方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a tool path control method for a numerical control device, and in particular, calculates a tool path using data specifying a curved surface, and controls the tool path obtained by the calculation. The present invention relates to a tool path control method using a numerical control device that immediately moves a tool along a path and then repeats tool path calculation processing and tool movement control processing to process a curved surface.

<背景技術> 三次元自由曲面は一般に設計図面上では複数の
断面曲線によつて表現されており、ある断面曲線
と次の断面曲線間の形状データは特定されていな
い。しかし、数値制御加工に際してはこのように
中間の形状が与えられていないにもかかわらず上
記2つの断面曲線間が滑めらかにつながるように
加工することが要求される。このことは、換言す
るならば、上記2つの断面曲線間の曲面を、該断
面曲線のデータ等から生成し、該生成された曲面
に関するデータを用いてNCテープを作成し、該
NCテープからの指令により加工しなければなら
ないことを意味する。このため、三次元曲面体の
いくつかの断面や断面曲線を特定するデータとか
ら所定の規則に従つて複数の中間断面を生成する
と共に、該中間断面による曲面体の断面曲線(中
間断面曲線)を求め、該生成した複数の中間断面
曲線により三次元曲面体の曲面を生成する方法が
開発され、実用化されている。この方法は第1図
に示すように第1、第2の断面(図示せず)によ
り曲面10を切断したときの断面曲線11a,1
2a及び第3、第4の断面(図示せず)により曲
面を切断したときの断面曲線21a,22aとを
用いて、曲面上の多数の点列(第1図中の黒丸)
を求め、各点列を順次直線でつないで中間断面曲
線13a−1,13a−2,……13a−nを求
め、各中間断面曲線に沿つて工具を順次移動させ
るNCテープを作成し、該NCテープを数値制御
装置に入力して、工具を中間断面曲線に沿つて移
動させて曲面の加工を行うものである。尚、以上
はオフラインで予めNCテープを作成しておき、
該NCテープを用いて数値制御するものである。
<Background Art> A three-dimensional free-form surface is generally represented by a plurality of cross-sectional curves on a design drawing, and the shape data between one cross-sectional curve and the next cross-sectional curve is not specified. However, in numerically controlled machining, it is required to process so that the two cross-sectional curves are smoothly connected, even though such an intermediate shape is not provided. In other words, a curved surface between the above two cross-sectional curves is generated from the data of the cross-sectional curve, and an NC tape is created using the data regarding the generated curved surface.
This means that processing must be performed according to instructions from the NC tape. Therefore, a plurality of intermediate cross sections are generated according to a predetermined rule from data specifying several cross sections and cross-sectional curves of a three-dimensional curved body, and a cross-sectional curve (intermediate cross-sectional curve) of the curved surface body based on the intermediate cross sections is generated. A method for generating a curved surface of a three-dimensional curved body using a plurality of generated intermediate cross-sectional curves has been developed and put into practical use. In this method, as shown in FIG.
2a and the cross-sectional curves 21a and 22a obtained when the curved surface is cut by the third and fourth cross sections (not shown), a large number of point sequences (black circles in FIG. 1) on the curved surface are obtained.
Find intermediate cross-sectional curves 13a-1, 13a-2, . The NC tape is input into a numerical control device and the tool is moved along the intermediate cross-sectional curve to process the curved surface. In addition, for the above, create the NC tape offline in advance,
The NC tape is used for numerical control.

ところで、最近曲面を特定するデータから工具
通路(第1図の黒丸で示す点の位置データ)を計
算し、該計算された位置データにより直ちに工具
を現在の位置から新たに計算された点へ移動さ
せ、以後次の新たな点の計算と該点への工具移動
制御を繰り返して曲面の加工を行う数値制御装置
が要求されている。かかるオンライン方式による
数値制御において、問題となる点は(1)曲面上の所
定領域30(第1図参照)に凸状部が存在し、該
凸状部を飛び越して工具を移動させて領域外の次
の点へ工具を移動させ(第2図参照)、(2)あるい
は該凸状部に沿つて領域外の次の点迄工具を切削
送りで移動させる場合、及び(3)領域30に溝を加
工しながら領域外の次の点へ移動させる場合(第
3図参照)である。以下、この点について説明す
る。
By the way, the tool path (position data of the point indicated by the black circle in Fig. 1) is calculated from the data that specifies the most recent curved surface, and the tool is immediately moved from the current position to the newly calculated point using the calculated position data. There is a need for a numerical control device that processes a curved surface by repeatedly calculating the next new point and controlling the tool movement to that point. The problem with such online numerical control is (1) a convex part exists in a predetermined area 30 (see Figure 1) on a curved surface, and the tool is moved over the convex part to move out of the area. (2) or when moving the tool along the convex part to the next point outside the area by cutting feed, and (3) when moving the tool to the next point in area 30 (see Figure 2). This is a case of moving to the next point outside the area while machining the groove (see FIG. 3). This point will be explained below.

今、第1図の中間断面曲線13a−iに沿つて
工具が領域30の第1境界点B1に到達したもの
とすれば、工具は該第1境界点B1で回転しなが
ら停止する。しかる後、数値制御装置は中間断面
曲線13a−iに沿つて領域30内の工具通路
(白丸で示す点の位置データ)を工具通路が領域
30から抜け出る迄順次計算する。そして、領域
30を抜け出た最初の点B2(第2境界点)が求
まれば、以後停止させていた工具を第2図細線で
示す通路に沿つて第2境界点B2迄早送りあるい
は切削送りで移動させ、あるいは第3図細線で示
す通路に沿つて溝加工を行いながら第2境界点B
2迄移動させる。ところで、曲面上の点(第1図
白丸)の座標値を演算するにはかなりの時間がか
かり、従つて工具が第1境界点に停止してから第
2境界点が求まつて移動する迄には相当の時間を
要する。このため回転しながら長時間停止してい
ることになり、加工部品にカツタマークがついた
り、削り込みが生じ、更にはワークが木工の場合
には該木工が焦げあるいは燃える問題が生じる。
Now, assuming that the tool has reached the first boundary point B1 of the region 30 along the intermediate cross-sectional curve 13a-i in FIG. 1, the tool stops rotating at the first boundary point B1. Thereafter, the numerical control device sequentially calculates the tool path (position data of points indicated by white circles) in the region 30 along the intermediate cross-sectional curve 13a-i until the tool path exits the region 30. Once the first point B2 (second boundary point) that exits the region 30 is found, the tool that has been stopped is then rapidly moved or cut along the path shown by the thin line in Figure 2 to the second boundary point B2. The second boundary point B is moved or grooved along the path shown by the thin line in Figure 3.
Move up to 2. By the way, it takes a considerable amount of time to calculate the coordinate values of a point on a curved surface (white circle in Figure 1), so it takes a long time for the tool to stop at the first boundary point until the second boundary point is found and moved. It takes a considerable amount of time. For this reason, the machine remains stationary for a long time while rotating, causing cut marks or gouges on the workpiece, and furthermore, if the workpiece is woodwork, the woodwork may become scorched or burnt.

<発明の目的> 本発明の目的は曲面上に所定の領域が存在する
場合において、工具が該領域の境界点に到達して
も加工部品にカツタマークがつくことがなく、し
かも削り込みを防止でき、更にはワークが木工で
あつても焦げ付いたり燃えることがない工具通路
制御方法を提供することである。
<Objective of the Invention> The object of the present invention is to provide a method that, when a predetermined region exists on a curved surface, does not leave cut marks on the machined part even when the tool reaches the boundary point of the region, and can also prevent gouging. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a tool path control method that does not cause scorching or burning even when the workpiece is woodworking.

本発明の別の目的は領域の第1の境界点に到達
した時、該領域から抜け出る第2の境界点が演算
される迄、第1境界点近傍の逃げポイントへ工具
を逃がし、該逃げポイントで工具を回転させなが
ら停止させ、これにより停止時工具をワークに接
触させないようにして加工部品へカツタマークが
つくことを防止でき、しかも削りこみを防止で
き、さらにはワークが焦げ付くことを防止できる
工具通路制御方法を提供することである。
Another object of the present invention is to allow the tool to escape to an escape point near the first boundary point when the first boundary point of the area is reached, until a second boundary point for exiting the area is calculated. A tool that stops the tool while rotating, thereby preventing the tool from coming into contact with the workpiece when stopped, preventing cut marks from being formed on the workpiece, and furthermore, preventing gouges and scorching the workpiece. An object of the present invention is to provide a path control method.

本発明の更に別の目的は、あらかじめ第1境界
点から第2境界迄工具を移動させる移動速度を特
定しておき、該移動速度が早送りであるか、切削
送りであるかに応じて領域を通過させる通路を決
定する工具通路制御方法を提供することである。
Still another object of the present invention is to specify in advance the moving speed at which the tool is moved from the first boundary point to the second boundary point, and to change the area depending on whether the moving speed is rapid traverse or cutting feed. It is an object of the present invention to provide a tool path control method for determining the path through which a tool passes.

本発明の他の目的は、領域通過通路の位置を予
め第1境界点の位置より下に設定することにより
領域通過時に溝加工ができる工具通路制御方法を
提供することである。
Another object of the present invention is to provide a tool path control method that enables groove machining when passing through an area by setting the position of the area passing path below the position of the first boundary point in advance.

本発明の更に他の目的は予め領域通過移動速度
を切削送りとして設定すると共に、領域通過通路
を第1境界点の上に設定することにより領域通過
時に凸状部の加工ができる工具通路制御方法を提
供することである。
Still another object of the present invention is a tool path control method in which a convex portion can be machined when passing through an area by setting the area passing movement speed as the cutting feed in advance and setting the area passing path above the first boundary point. The goal is to provide the following.

<発明の概要> 本発明は曲面を特定するデータを用いて工具通
路を計算し、該工具通路に沿つて工具を移動させ
る数値制御装置における工具通路制御方法であ
り、曲面を特定するデータと、該曲面上の領域を
特定するデータと、領域通過通路を特定するデー
タを少なくとも含むデータを入力する第1ステツ
プ、該曲面を特定するデータを用いて曲面上の点
列を順次計算し、計算された新たな点と現在位置
を結ぶ直線を工具通路とする第2ステツプ、該工
具通路に沿つて工具を移動させる第3ステツプ、
工具が前記領域の第1境界点に到達したかどうか
を判別する第4ステツプ、工具が該領域の第1境
界点に到達したとき工具を該境界点から領域の外
側方向に逃がして停止させる第5ステツプ、曲面
を特定するデータを用いて曲面上の点列を順次計
算し、計算されたポイントが領域から抜け出した
か監視し抜け出したポイントを第2境界点とする
第6ステツプ、該第2境界点へ工具を領域通過通
路データが特定する通路に沿つて移動させる第7
ステツプ、以後計算された工具通路に沿つて工具
を移動させる第8ステツプを有する。
<Summary of the Invention> The present invention is a tool path control method in a numerical control device that calculates a tool path using data specifying a curved surface and moves the tool along the tool path. A first step of inputting data including at least data specifying an area on the curved surface and data specifying a path passing through the area, and sequentially calculating a sequence of points on the curved surface using the data specifying the curved surface. a second step in which a straight line connecting the new point and the current position is used as a tool path; a third step in which the tool is moved along the tool path;
a fourth step of determining whether the tool has reached the first boundary point of the region; a fourth step of causing the tool to move away from the boundary point toward the outside of the region and stop when the tool reaches the first boundary point of the region; Step 5: Sequentially calculate a sequence of points on the curved surface using the data specifying the curved surface, monitor whether the calculated points have escaped from the area, and set the points that have escaped from the area as a second boundary point.Sixth step: Calculate the second boundary. a seventh step of moving the tool to the point along the path specified by the area passing path data;
step, followed by an eighth step of moving the tool along the calculated tool path.

<実施例> 第4図は本発明の概略説明図であり、同図Aは
予め領域通過速度を早送りに設定すすると共に、
領域通過通路APPを第1境界点B1の上方に設
定しておき、第1境界点B1に工具TLが到達後
該工具を第1境界点の近傍の逃げポイントEPに
逃がし、第2境界点B2が演算された後に工具を
早送りで領域通過通路APP迄移動させ、ついで
X、Yの同時2軸制御で該領域通過通路上を第2
境界点B2の上迄移動させ、しかる後工具を早送
りで第2境界点B2に位置決めする場合である。
<Example> FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of the present invention, and FIG.
The area passing path APP is set above the first boundary point B1, and after the tool TL reaches the first boundary point B1, the tool is released to the escape point EP near the first boundary point, and then the tool TL is moved to the escape point EP near the first boundary point B2. is calculated, move the tool rapidly to the area passing path APP, and then move the tool to the second area passing path using simultaneous two-axis control of X and Y.
This is a case where the tool is moved to above the boundary point B2, and then the tool is positioned at the second boundary point B2 by rapid traverse.

同図Bは予め領域通過速度を切削送りに設定す
ると共に、領域通過通路APPを第1境界点B1
の上方に設定しておき、第1境界点B1に工具
TLが到達後該工具を第1境界点B1の近傍であ
る逃げポイントEPに逃がし、第2境界点B2が
演算された後、工具を第1境界点B1へ位置決め
し、しかる後工具を切削送りで領域通過通路迄凸
状部PRに沿つて移動させ、ついでX、Yの同時
2軸制御で該領域通過通路上を切削送りで第2境
界点B2の上に移動させ、最後に工具を第2境界
点B2迄切削送りで凸状部PRに沿つて移動させ
る場合である。
In the same figure B, the area passing speed is set to cutting feed in advance, and the area passing path APP is set to the first boundary point B1.
The tool is set above the first boundary point B1.
After TL has arrived, the tool is released to the escape point EP near the first boundary point B1, and after the second boundary point B2 is calculated, the tool is positioned to the first boundary point B1, and then the tool is sent for cutting. Then, the tool is moved along the convex part PR to the region passing path, and then the tool is moved to the second boundary point B2 on the region passing path with cutting feed by simultaneous two-axis control of X and Y, and finally the tool is moved to the second boundary point B2. This is a case of moving along the convex portion PR by cutting feed up to the two boundary point B2.

同図Cは予め領域通過通路を切削送りに設定す
ると共に、領域通過通路APPを第1境界点B1
の下方に設定しておき、第1境界点B1に工具
TLが到達後該工具を第1境界点B1の近傍であ
る逃げポイントEPに逃がして停止させ、第2境
界点B2が演算された後、工具を第1境界点B1
へ移動させ、ついで工具を切削送りで領域通過通
路APP迄下降させ、しかる後X、Yの同時2軸
制御で該領域通過通路上を切削送りで溝加工しな
がら第2境界点B2の下迄移動させ、最後に第2
境界点B2迄工具を切削送りで移動させる場合で
ある。
In the same figure C, the area passing path is set to cutting feed in advance, and the area passing path APP is set to the first boundary point B1.
Set the tool below the first boundary point B1.
After TL arrives, the tool is moved to the escape point EP near the first boundary point B1 and stopped, and after the second boundary point B2 is calculated, the tool is moved to the first boundary point B1.
Then, the tool is lowered by cutting feed to the area passing path APP, and then, by simultaneous two-axis control of X and Y, grooves are processed on the area passing path by cutting feed until below the second boundary point B2. Move and finally the second
This is a case where the tool is moved by cutting feed to the boundary point B2.

第5図は本発明を実現する数値制御装置のブロ
ツク図、第6図は本発明の処理の流れ図、第7図
は曲面を特定するデータ並びに領域を特定するデ
ータの説明図である。
FIG. 5 is a block diagram of a numerical control device implementing the present invention, FIG. 6 is a flowchart of the processing of the present invention, and FIG. 7 is an explanatory diagram of data specifying a curved surface and data specifying a region.

第5図において、101は各種データ入力用の
キーを有するキーボード、102はプロセツサ、
103は制御プログラムを記憶するROM、10
4はRAM、105はワーキングメモリ、106
はパルス分配器、107はサーボ回路、108は
各軸モータ、109はデイスプレイ装置、110
は操作盤である。
In FIG. 5, 101 is a keyboard having keys for inputting various data; 102 is a processor;
103 is a ROM that stores a control program;
4 is RAM, 105 is working memory, 106
107 is a pulse distributor, 107 is a servo circuit, 108 is a motor for each axis, 109 is a display device, 110
is the control panel.

以下、本発明の通路制御処理を説明する。 The passage control process of the present invention will be explained below.

(a) まず、キーボード101から(イ)三次元曲面1
0(第7図参照)を特定する断面情報、該断面
により切断された曲面の断面曲線情報、そ他必
要な情報、(ロ)該三次元曲面上の領域30の外形
曲線31をX−Y平面に投影した投影曲線31
aを特定するデータ、(ハ)逃げポイントEP(第4
図参照)を特定するデータ、(ニ)領域通過通路の
Z方向位置(高さ)Zpなどの領域通過通路デ
ータ、(ホ)領域通過速度Fpをそれぞれ入力する。
これら入力されたデータはRAM104に格納
される。尚、三次元曲面10はたとえば断面1
1,12,21,22及び断面11,12によ
り切断された曲面の断面曲線11a,12a並
びに断面21,22により切断された曲面の断
面曲線21a,22aにより特定される。
(a) First, from the keyboard 101 (a) Three-dimensional curved surface 1
0 (see Figure 7), cross-sectional curve information of the curved surface cut by the cross-section, and other necessary information, (b) the external curve 31 of the region 30 on the three-dimensional curved surface, Projection curve 31 projected onto a plane
Data identifying a, (c) Escape point EP (4th
(see figure), (d) area passing path data such as the Z-direction position (height) Zp of the area passing path, and (e) area passing speed Fp.
These input data are stored in RAM 104. Note that the three-dimensional curved surface 10 is, for example, a cross section 1
1, 12, 21, 22, cross-sectional curves 11a, 12a of the curved surface cut by the cross sections 11, 12, and cross-sectional curves 21a, 22a of the curved surface cut by the cross sections 21, 22.

(b) 上記各種データが入力された後、操作盤11
0上の図示しない起動ボタンを押圧すればプロ
セツサ102はROM103に記憶されている
制御プログラムに従つて、曲面上の工具通路の
計算処理(第1図の黒丸で示すポイントの位置
データの計算処理)を実行する。尚、曲面上の
ポイントの位置データ計算方法については昭和
57年特許公開公報第5109号明細書を参照された
い。
(b) After the above various data have been input, the operation panel 11
When the start button (not shown) above is pressed, the processor 102 calculates the tool path on the curved surface (calculates the position data of the points indicated by black circles in Figure 1) according to the control program stored in the ROM 103. Execute. The method for calculating position data of points on a curved surface is explained in the Showa era.
See 1957 Patent Publication No. 5109.

(c) 第1の曲面上のポイント位置が順次計算され
れば、その都度プロセツサ102は内蔵のフラ
グレジスタ102aの内容を判別する。尚、フ
ラグが1の時には工具が第1境界点B1に到達
しているものとし、又フラグが0の時には工具
は第1境界点B1に到達していないか、あるい
は既に第2境界点を通過しているものとする。
そしてフラグの初期値は0に設定されている。
(c) When the point positions on the first curved surface are calculated sequentially, the processor 102 determines the contents of the built-in flag register 102a each time. Note that when the flag is 1, it is assumed that the tool has reached the first boundary point B1, and when the flag is 0, the tool has not reached the first boundary point B1 or has already passed the second boundary point. It is assumed that
The initial value of the flag is set to 0.

(d) ステツプcの判別処理によりフラグが0であ
れば、プロセツサ102は前記ポイント位置を
目標位置とし、該ポイントデータとワーキング
メモリ105に記憶されている現在位置データ
とを用いて各軸インクリメンタル値を演算し、
ついで〓T秒間の各軸移動量を求めてパルス分
配器106に入力する。パルス分配器は入力さ
れた各軸移動量に基づいてパルス分配演算を実
行して分配パルスを発生し、該分配パルスをサ
ーボ回路107に入力する。この結果、工具は
現在位置からステツプbで演算されたポイント
に向かつて曲面上を移動する。
(d) If the flag is 0 as a result of the determination process in step c, the processor 102 sets the point position as the target position, and uses the point data and the current position data stored in the working memory 105 to create incremental values for each axis. Calculate,
Next, the amount of movement of each axis for T seconds is determined and input to the pulse distributor 106. The pulse distributor executes a pulse distribution calculation based on the input movement amount of each axis to generate a distribution pulse, and inputs the distribution pulse to the servo circuit 107. As a result, the tool moves on the curved surface from the current position toward the point calculated in step b.

尚、プロセツサ102は各軸方向の現在位置
Xa、Ya、Zaを周知の方法で更新している。す
なわち、プロセツサ102は前記演算された各
軸インクリメンタル値と曲面を切削する切削速
度とから予め定められている時間〓T秒間にお
ける各軸移動量〓X、〓Y、〓Zを演算し、〓
T秒毎にこれら各軸移動量をパルス分配器10
6に出力すると共に、次式 Xa±〓X→Xa (1a) Ya±〓Y→Ya (1b) Za±〓Z→Za (1c) の演算を実行して、各軸指令現在位置Xa、
Ya、Zaを更新している(符号は移動方向に依
存する)。
Note that the processor 102 calculates the current position in each axis direction.
Xa, Ya, and Za are updated in a well-known manner. That is, the processor 102 calculates the amount of movement of each axis in a predetermined time T seconds from the calculated incremental values of each axis and the cutting speed for cutting the curved surface, and calculates
The pulse distributor 10 calculates the movement amount of each of these axes every T seconds.
At the same time, the following equations Xa±〓X→Xa (1a) Ya±〓Y→Ya (1b) Za±〓Z→Za (1c) are executed, and each axis command current position Xa,
Ya, Za are updated (sign depends on movement direction).

尚、機械の実際の現在位置(機械現在位置)
Xa′,Ya′,Za′は、周知のごとく各軸に設けら
れたパルスコーダから発生するパルスを回転方
向に応じてカウントアツプ/ダウンすることに
より監視されている。又、プロセツサ102は
〓T秒毎に次式により残移動量Xr、Yr、Zr
(Xr、Yr、Zrの初期値は前記演算されたイン
クリメンタル値)を次式 Xr−〓X→Xr (2a) Yr−〓Y→Yr (2b) Zr−〓Z→Zr (2c) により更新している。
In addition, the actual current position of the machine (current machine position)
As is well known, Xa', Ya', and Za' are monitored by counting up/down pulses generated from a pulse coder provided on each axis according to the direction of rotation. Further, the processor 102 calculates the remaining movement amount Xr, Yr, Zr every 〓T seconds using the following formula.
(The initial values of Xr, Yr, and Zr are the incremental values calculated above) are updated using the following formula: Xr−〓X→Xr (2a) Yr−〓Y→Yr (2b) Zr−〓Z→Zr (2c) ing.

(e) そして、プロセツサ102は機械現在位置
Xa′,Ya′,Za′が既にステツプaで特定されて
いる領域に到達したかどうかを判別する。
(e) Then, the processor 102 determines the current position of the machine.
It is determined whether Xa', Ya', and Za' have already reached the area specified in step a.

(f) 工具が領域に到達することなく Xr=Yr=Zr=0 となれば、すなわち工具が領域に到達すること
なくステツプbで演算されたポイントに到達す
ればステツプbに戻り、プロセツサは次の曲面
上のポイントを演算してステツプc以降の処理
を繰り返す。
(f) If Xr = Yr = Zr = 0 without the tool reaching the area, that is, if the tool reaches the point calculated in step b without reaching the area, the process returns to step b and the processor executes the next step. The points on the curved surface are calculated and the processes from step c onwards are repeated.

(g) 一方、ステツプeにおいて工具が移動中に領
域30に到達(到達点を第1境界点という)す
れば、プロセツサ102は工具を第1境界点B
1に停止させると共に、以後〓T秒経過しても
各軸移動量〓X、〓Y、〓Z、をパルス分配器
106に出力しない。又、プロセツサは該第1
境界点の各軸現在位置Xa′、Ya′、Za′、を第1
境界点B1の座標値Bx、By、Bzとしてワーキ
ングメモリに記憶する。
(g) On the other hand, if the tool reaches the area 30 while moving in step e (the reached point is referred to as the first boundary point), the processor 102 moves the tool to the first boundary point B.
1, and the movement amount of each axis 〓X, 〓Y, 〓Z is not outputted to the pulse distributor 106 even after 〓T seconds have passed. Also, the processor
The current position of each axis Xa′, Ya′, Za′ of the boundary point is
It is stored in the working memory as the coordinate values Bx, By, and Bz of the boundary point B1.

(h) ついで、プロセツサ102はフラグレジスタ
102aのフラグを1にする。
(h) Next, the processor 102 sets the flag in the flag register 102a to 1.

(i) しかる後、プロセツサはRAM104に記憶
されている逃げポイントEPに関するデータを
用いて工具を該逃げポイントEPへ逃がす。尚、
逃げポイントに関するデータはたとえば第1境
界点からX、Y、Z軸方向への所定逃げ移動量
〓x、〓y、〓zである。従つて、プロセツサ
は該逃げ移動量を用いて前記通路制御と同一の
処理を行つて工具を逃げポイントEPへ移動さ
せる。尚、逃げポイントEPを1つ手前の曲面
上のポイントより所定量〓zだけ上のポイント
であるものとして〓zのみ与えてもよい。以上
の処理により、工具が逃げポイントEPへ移動
すれば、ステツプbに戻りプロセツサは領域3
0内のポイント(第1図の白丸)の位置を演算
し、しかる後ステツプc以降の処理を行う。
(i) Thereafter, the processor uses the data regarding the escape point EP stored in the RAM 104 to cause the tool to escape to the escape point EP. still,
The data regarding the escape point is, for example, the predetermined escape movement amounts 〓x, 〓y, 〓z from the first boundary point in the X, Y, and Z axis directions. Therefore, the processor uses the amount of escape movement to perform the same process as the path control described above to move the tool to the escape point EP. Note that only z may be given, assuming that the escape point EP is a point above the previous point on the curved surface by a predetermined amount z. Through the above processing, if the tool moves to the escape point EP, the process returns to step b and the processor moves to area 3.
The position of the point within 0 (white circle in FIG. 1) is calculated, and then the processing from step c onwards is performed.

(j) さて、工具が第2境界点B1に到達した後は
フラグは1になつているから、ステツプcの判
別によりステツプdの通路制御には移行せず、
以下の処理が行われる。
(j) Now, since the flag is set to 1 after the tool reaches the second boundary point B1, the process does not proceed to the path control in step d due to the determination in step c.
The following processing is performed.

(k) すなわち、プロセツサ102はステツプbで
演算されたポイントが領域の外側に存在してい
るかどうかを判別する。
(k) That is, the processor 102 determines whether the point calculated in step b exists outside the area.

(m) ポイントが領域30の内側に存在していれ
ば、ステツプbに戻りプロセツサ102は次の
ポイントの演算を実行し、該ポイントに対しス
テツプkの判別処理を繰り返す。以後、演算さ
れたポイントが領域から抜け出る迄ポイントの
演算処理、ポイントが領域30から抜け出たか
の判別処理を繰り返す。
(m) If the point exists inside the area 30, the process returns to step b, and the processor 102 executes the calculation for the next point, and repeats the determination process of step k for the point. Thereafter, the point calculation process and the process of determining whether the point has left the area 30 are repeated until the calculated point leaves the area.

(n) ポイントが領域30を抜け出れば該ポイント
の位置データBx′、By′、Bz′を第2境界点B2
の位置としてワーキング105に記憶する。
(n) When the point exits the area 30, the position data Bx', By', Bz' of the point is transferred to the second boundary point B2.
It is stored in the working 105 as the position.

(o) しかる後、プロセツサ102は領域を通過す
る速度が早送りであるか、切削送りであるかを
RAM104に記憶してある情報から判別する (p) 早送りであれば、プロセツサ102はRAM
に記憶されている領域通過通路APPの高さ方
向位置(Z軸方向位置)Zpと逃げポイントの
Z軸座標値とを用いて通路制御処理を行つて、
工具を領域通過通路APP迄早送りで移動させ
る。
(o) After that, the processor 102 determines whether the speed passing through the area is rapid feed or cutting feed.
Determine from the information stored in the RAM 104 (p) If it is fast forwarding, the processor 102
Performing passage control processing using the height direction position (Z-axis direction position) Zp of the area passage passage APP stored in and the Z-axis coordinate value of the escape point,
Move the tool rapidly to the area passing path APP.

(q) しかる後、プロセツサは同時2軸制御により
工具を早送りで第2境界点B2上に位置決め
し、最後に工具を早送りで第2境界点B2に位
置決めする。
(q) After that, the processor positions the tool on the second boundary point B2 in rapid traverse by simultaneous two-axis control, and finally positions the tool on the second boundary point B2 in rapid traverse.

(r) 工具が第2境界点B2に到達すれば、プロセ
ツサ102はフラグを0にし、ステツプbに飛
び以後再び曲面上のポイントを演算し、該ポイ
ントデータに基づいて工具をして曲面上を移動
させ、曲面加工を継続する。
(r) When the tool reaches the second boundary point B2, the processor 102 sets the flag to 0, jumps to step b, calculates the points on the curved surface again, and moves the tool on the curved surface based on the point data. Move and continue curved surface machining.

(s) 一方、ステツプoの判別により、領域を通過
す速度として切削送りが設定されていれば、プ
ロセツサ102はワーキングメモリ105に記
憶してある第1境界点B1の座標値と逃げポイ
ントEPの座標値とを用いて前記通路制御処理
を行つて工具を第1境界点に移動させる。
(s) On the other hand, if the cutting feed is set as the speed for passing through the area as determined in step o, the processor 102 selects the coordinate values of the first boundary point B1 stored in the working memory 105 and the escape point EP. The path control process is performed using the coordinate values to move the tool to the first boundary point.

(t) しかる後、プロセツサはRAM104に記憶
されている領域通過通路APPの位置Zpと第1
境界点B1のZ方向異置とを用いて工具を切削
送りで領域通過通路APP迄移動させる。そし
て、領域通過通路到達後、第2境界点のX、Y
座標値を用いて同時2軸制御を行つて、切削送
りで工具を第2境界点B2の上、あるいは下迄
移動させる。尚、領域通過通路の位置Zpを第
1境界点より上方に設定すれば、工具はたとえ
ば凸状部PR(第4図参照)にそつて切削送りで
移動し、又領域通過通路の位置Zpを第1境界
点より下方に設定すれば工具は溝切り加工を行
いながら領域通過通路に沿つて移動する。
(t) After that, the processor uses the position Zp of the area passing path APP and the first path stored in the RAM 104.
Using the Z-direction displacement of the boundary point B1, move the tool to the area passing path APP by cutting feed. After reaching the area passing path, the second boundary point X, Y
Simultaneous two-axis control is performed using the coordinate values, and the tool is moved to above or below the second boundary point B2 by cutting feed. Furthermore, if the position Zp of the area passing passage is set above the first boundary point, the tool will move along the convex portion PR (see Fig. 4) by cutting feed, and the position Zp of the area passing passage will be set above the first boundary point. When set below the first boundary point, the tool moves along the area passing path while cutting grooves.

(u) 工具が第2境界点B2の上、あるいは下に到
達後該工具を第1境界点B2に移動させる。そ
して、第2境界点B2に工具が到達すればステ
ツプrに飛び、フラグを0にし、ステツプbに
戻る。以後曲面上のポイントを順次求め、又該
ポイントを用いて工具を曲面に沿つて移動させ
て曲面の加工を行う。
(u) After the tool reaches above or below the second boundary point B2, move the tool to the first boundary point B2. When the tool reaches the second boundary point B2, the process jumps to step r, sets the flag to 0, and returns to step b. Thereafter, points on the curved surface are sequentially determined, and the tool is moved along the curved surface using the points to process the curved surface.

<発明の効果> 以上説明したように、本発明によれば工具が曲
面上に設定された領域に到達すれば、該工具を一
旦該領域近傍の逃げポイントへ逃がし、該逃げポ
イントで工具を回転させながら、その移動を停止
させるように構成したから、停止時に工具がワー
クと接触することがなく、従つて加工部品にカツ
タマークがつくことがなく、しかも削り過ぎが発
生することもない。又停止時に工具がワークと接
触しないから、たとえワークが木工などの燃えや
すい素材であつてもワークが焦げ付いたり、燃え
ることがない。更に、本発明においては、領域を
通過する速度が早送りであるか、切削送りである
か、並びに領域通過通路が第1境界点より上に存
在しているか下に存在しているかに応じて領域を
通過する工具通路を制御しているから、領域に溝
加工を行いたい場合には切削送りを設定すると共
に、領域通過通路の位置を第1境界点の下に設定
するだけで自動的に溝加工が行われ、又領域上の
凸状部の加工を行いながら工具を移動させたい場
合には切削送りを設定すると共に、領域通過通路
を第1境界点の上方に設定すれば自動的に凸状部
の加工が行われる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, when a tool reaches an area set on a curved surface, the tool is temporarily released to an escape point near the area, and the tool is rotated at the escape point. Since the tool is configured to stop its movement while it is being moved, the tool does not come into contact with the workpiece when it is stopped, so there is no cutter mark on the workpiece, and there is no possibility of over-cutting. In addition, since the tool does not come into contact with the workpiece when stopped, the workpiece will not be scorched or burned even if the workpiece is made of flammable material such as wood. Furthermore, in the present invention, the speed of passing through the area is rapid feed or cutting feed, and depending on whether the area passage path is above or below the first boundary point. Since the tool path that passes through the area is controlled, if you want to groove a region, just set the cutting feed and set the position of the area passing path below the first boundary point, and the groove will be cut automatically. If you want to move the tool while machining a convex part on the area, set the cutting feed and set the area passage path above the first boundary point to automatically move the convex part. The shaped part is processed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はオフライン方式による曲面加工方法説
明図、第2図及び第3図は曲面を特定するデータ
を用いて通路を計算し、該通路データを用いて直
ちに工具を移動させるオンライン方式による問題
点説明図、第4図は本発明の概略説明図、第5図
は本発明方法を実現する数値制御装置のブロツク
図、第6図は本発明の処理の流れ図、第7図は曲
面及び曲面上の境界を特定するデータ説明図であ
る。 B1……第1境界点、B2……第2境界点、
EP……逃げポイント、APP……領域通過通路、
TL……工具、10……三次元曲面、30……領
域。
Figure 1 is an explanatory diagram of the curved surface machining method using the offline method, and Figures 2 and 3 show problems with the online method, which calculates the path using data specifying the curved surface and immediately moves the tool using the path data. 4 is a schematic explanatory diagram of the present invention, FIG. 5 is a block diagram of a numerical control device that implements the method of the present invention, FIG. 6 is a flowchart of the process of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing curved surfaces and curved surfaces. FIG. 2 is an explanatory diagram of data specifying boundaries of B1...first boundary point, B2...second boundary point,
EP...Escape point, APP...Area passage,
TL...Tool, 10...Three-dimensional curved surface, 30...Area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 曲面を特定するデータを用いて工具通路を計
算し、該工具通路に沿つて工具を移動させる数値
制御装置における工具通路制御方法において、曲
面を特定するデータと、該曲面上の領域を特定す
るデータと、領域通過通路を特定するデータを少
なくとも含むデータを入力する第1ステツプ、該
曲面を特定するデータを用いて曲面上の点列を順
次計算し、計算された新たな点と現在位置を結ぶ
直線を工具通路とする第2ステツプ、該工具通路
に沿つて工具を移動させる第3ステツプ、工具が
前記領域の第1境界点に到達したかどうかを判別
する第4ステツプ、工具が該領域の第1境界点に
到達したとき工具を該境界点から領域の外側方向
に逃がして停止させる第5ステツプ、曲面を特定
するデータを用いて曲面上の点列を順次計算し、
計算されたポイントが領域から抜け出したか監視
し抜け出したポイントを第2境界点とする第6ス
テツプ、該第2境界点へ工具を領域通過通路デー
タが特定する通路に沿つて移動させる第7ステツ
プ、以後計算された工具通路に沿つて工具を移動
させる第8ステツプを有する数値制御装置におけ
る工具通路制御方法。 2 前記第1ステツプのデータに、前記第1境界
点から工具を逃がす各軸移動量を含ませておき、
第5ステツプにおいて該各軸移動量だけ第1境界
点より離れた逃げポイントへ工具を逃がすことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の工具通路
制御方法。 3 前記第5ステツプは工具が第1境界点に到達
したとき1つ前の工具通路を特定する点より所定
量上の逃げポイントへ工具を逃がすことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の工具通路制御方
法。 4 前記第1ステツプのデータに、早送りで第2
境界点へ工具を移動させるか、切削送りで第2境
界点へ移動させるかを特定するデータを含ませて
おき、前記第7ステツプにおいて、早送りが特定
されているとき前記停止点から早送りで領域通過
通路迄工具を上昇させ、ついで早送りで領域通過
通路に沿つて第2境界点の上に工具を移動させ、
しかる後第2境界点へ工具を早送りで下降させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の工
具通路制御方法。 5 前記第7ステツプは、切削送りが指令されて
いるときには工具を前記停止点から第1境界点へ
移動させ、ついで領域通過通路が第1境界点より
上に存在する場合には第1の境界点から領域通過
通路迄工具を切削送りで上昇させ、しかる後領域
通過通路に沿つて切削送りで工具を第2境界点の
上へ移動させ、ついで工具を切削送りで第2境界
点へ移動させることを特徴とする特許請求の範囲
第4項記載の工具通路制御方法。 6 前記第7ステツプは、切削送りが指令されて
いるときには工具を前記停止点から第1境界点へ
移動させ、ついで領域通過通路が第1境界点より
下に存在する場合には第1の境界点から領域通過
通路迄工具を切削送りで下降させ、しかる後工具
を領域通過通路に沿つて切削送りで加工を行いな
がら第2境界点の下迄移動させ、ついで工具を切
削送りで第2境界点へ移動させることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項記載の工具通路制御方
法。
[Claims] 1. A tool path control method in a numerical control device in which a tool path is calculated using data specifying a curved surface and a tool is moved along the tool path, comprising: data specifying a curved surface, and the curved surface. The first step is to input data that includes at least data that specifies the area above and data that specifies the path passing through the area.The data that specifies the curved surface is used to sequentially calculate a sequence of points on the curved surface, and the calculated new a second step in which the tool path is defined as a straight line connecting the point and the current position; a third step in which the tool is moved along the tool path; and a fourth step in which it is determined whether the tool has reached the first boundary point in the area. Step: When the tool reaches the first boundary point of the region, the tool is moved away from the boundary point toward the outside of the region and stopped.Fifth step: Sequentially calculates a sequence of points on the curved surface using data specifying the curved surface. death,
a sixth step of monitoring whether the calculated point has escaped from the area and setting the point that has escaped as a second boundary point; a seventh step of moving the tool to the second boundary point along the path specified by the area passing path data; A tool path control method in a numerical control device, comprising an eighth step of moving the tool along the calculated tool path. 2. The data of the first step includes the amount of movement of each axis to release the tool from the first boundary point,
2. The tool path control method according to claim 1, wherein in the fifth step, the tool is released to an escape point that is separated from the first boundary point by the amount of movement of each axis. 3. The fifth step is characterized in that when the tool reaches the first boundary point, the tool is caused to escape to an escape point that is a predetermined amount above the point that specifies the previous tool path. tool path control method. 4 Fast-forward to the data of the first step and
Data specifying whether to move the tool to the boundary point or to the second boundary point by cutting feed is included, and in the seventh step, when rapid traverse is specified, the area is moved from the stopping point to the second boundary point by rapid traverse. raising the tool to the passageway and then moving the tool in rapid traverse along the area passageway above the second boundary point;
2. The tool path control method according to claim 1, wherein the tool is then rapidly lowered to the second boundary point. 5 The seventh step is to move the tool from the stopping point to the first boundary point when a cutting feed is commanded, and then to move the tool from the first boundary point if the area passing path exists above the first boundary point. The tool is raised with a cutting feed from the point to the area passing path, then the tool is moved along the area passing path with a cutting feed above the second boundary point, and then the tool is moved with a cutting feed to the second boundary point. A tool path control method according to claim 4, characterized in that: 6 The seventh step is to move the tool from the stopping point to the first boundary point when a cutting feed is commanded, and then to move the tool from the first boundary point if the area passing path exists below the first boundary point. The tool is lowered with cutting feed from the point to the area passing path, then the tool is moved along the area passing path while performing machining with cutting feed until below the second boundary point, and then the tool is moved down to the second boundary with cutting feed. 5. A tool path control method according to claim 4, characterized in that the tool path is moved to a point.
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JPS5132870A (en) * 1974-09-10 1976-03-19 Teijin Ltd TAFUTETSUDOKAAPETSUTO NO SEIZOHO
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