JPH07295616A - グラフィック表示機能を有する数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グラフィック表示機能を有する数値制御装置
において、任意の加工に対応したグラフィック表示を可
能とする数値制御装置を提供する。 【構成】 被加工物の形状データより回転軸を含む断面
図を作成する素材断面図生成部４と、断面図を複製して
一定の角度範囲毎に割り当て、加工された場合に断面図
毎に被切削部を算出して削除する素材断面更新部１３
と、複数の断面図より１つを選択して、表示装置１２に
表示させる２次元素材形状表示部１５と、前記複数の断
面図より３次元素材形状表示データを作成し、表示装置
１２に表示させる３次元素材形状表示部１８と、を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グラフィック表示機能
を有する数値制御装置に関し、特に加工シミュレーショ
ンの際に、３次元空間で定義された素材形状の加工をシ
ミュレートするためのグラフィック表示機能を有する数
値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】グラフィック表示機能を有する数値制御
装置においては、工具によって被加工物が切削される様
子をシミュレートする加工シミュレーションが実用化さ
れている。

【０００３】図１２は従来のグラフィック表示機能を有
する数値制御装置の一例を示すブロック図である。以
下、図面を用いて従来のグラフィック表示機能を有する
数値制御装置を説明する。

【０００４】素材データメモリ３は、被加工物の形状デ
ータを入力する入力手段である入力装置２から入力され
た被加工物の形状データである素材形状データＷＳＤを
記憶する。同様に、工具データメモリ５は、入力装置２
から入力された工具形状データＴＳＤを記憶する。ここ
で、素材形状データＷＳＤは、素材の内径・外径およ
び、各部の長さから構成され、工具形状データＴＳＤ
は、工具の各部の長さから構成されている。

【０００５】素材断面図生成部４は、入力装置２により
入力された被加工物の形状データより、回転軸を含む断
面図を作成する断面図作成手段であり、素材データメモ
リ３に記憶された素材形状データＷＳＤより、素材断面
図ＷＳＦを作成し、素材断面図メモリ１０に記憶する。
なお、素材断面図ＷＳＦとは、２次元空間をすべて格子
点分割し、各格子点毎の２値情報により素材の断面の形
状を表現するものである。

【０００６】工具断面図生成部６は、工具データメモリ
５に記憶された工具形状データＴＳＤより、工具断面図
ＴＳＦを作成し、工具断面図メモリ７に記憶する。な
お、工具断面図ＴＳＦとは、素材断面図ＷＳＦと同様
に、２次元空間をすべて格子点分割し、各格子点毎の２
値情報により工具の断面の形状を表現するものである。

【０００７】旋削加工データ抽出部８は、ＮＣ制御部１
で実行される切削命令のうち、旋削加工を示す旋削加工
命令ＬＭＣのみを抽出し、素材断面図更新部９に旋削加
工データＬＭＤを送出する。なお、旋削加工データＬＭ
Ｄは、旋削加工時の工具の座標値により構成される。

【０００８】素材断面図更新部９は、旋削加工データ抽
出部８より送出された旋削加工データＬＭＤより、工具
断面図メモリ７に記憶された工具断面図ＴＳＦと、素材
断面図メモリ１０に記憶された素材断面図ＷＳＦの論理
積の真となる部分を消去することにより、素材断面図Ｗ
ＳＦを変更する。ここで、図１３は、素材断面図更新部
９の処理を説明する説明図である。素材断面図メモリ１
０には図１３（ａ）に示すような素材断面図ＷＳＦが、
工具断面図メモリ７には図１３（ｂ）に示すような工具
断面図ＴＳＦがそれぞれ記憶されているとする。旋削加
工データＬＭＤを受け取ると、図１３（ｃ）に示すよう
に工具座標値に従い、素材断面図ＷＳＦと工具断面図Ｔ
ＳＦの論理積を算出し、真となる部分を消去する。よっ
て、素材断面図ＷＳＦは、図１３（ｄ）に示すような形
状に変更される。

【０００９】２次元素材形状表示部１１は、素材断面図
メモリ１０に記憶された素材断面図ＷＳＦを表示装置１
２に表示する。

【００１０】ここで図１４は、図１１（ａ）に示すよう
な円筒形状の素材を図１１（ｂ）に示す形状に加工する
加工シミュレーションの画面表示例を示している。図１
４（ａ）の画面１０１上にはＸ軸１０２とＺ軸１０３が
表示されており、更に、素材断面図生成部４により作成
され、素材断面図メモリ１０に記憶されている素材断面
図ＷＳＦが表示されている。加工シミュレーションが始
まり旋削加工が行なわれると、素材断面図更新部９にお
いて、工具断面図ＴＳＦと素材断面図ＷＳＦの論理積の
真となる部分を消去することにより、素材断面図ＷＳＦ
から被切削部を削除する。よって、図１４（ｂ）に示す
ように素材断面図ＷＳＦは、工具により切削された部分
１０４が消去されて表示される。

【００１１】以上の処理を繰り返すことにより、図１１
（ａ）に示すような円筒形状の素材を図１１（ｂ）に示
す形状に加工する加工シミュレーションが実現される。

【００１２】また、従来の３次元グラフィック表示機能
を有する数値制御装置は、特開平３−２０８０２号公報
に示されているものがある。これは、３次元空間をすべ
て格子点分割し、各格子点毎の２値情報により被加工物
のマトリクスと工具マトリクスを作成し、前記被加工物
のマトリクスおよび工具マトリクスに対して所定の軸の
回転を行なう、つまり、所定の変換マトリクスを掛ける
ことにより、被加工物の斜視図を作成することで３次元
の加工シミュレーションを実現するものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のグラフ
ィック表示機能を有する数値制御装置では、以下のよう
な問題があった。図１１（ｂ）に示す形状に対し、エン
ドミル工具を使用した非旋削加工（以下、内径旋削加工
・外径旋削加工・内径センタドリル加工・内外径タップ
加工以外のすべての加工を総じて、非旋削加工と称す）
により図１１（ｃ）に示すような形状に加工する場合で
も、断面図のみの表示であり、しかも切削された部分が
断面図の形状に反映されないため、非旋削加工の様子を
表示装置上で確認することができない、という問題があ
った。

【００１４】また、前記特開平３−２０８０２号公報に
示されている数値制御装置では、３次元空間をすべて格
子点分割し、各格子点毎の２値情報により被加工物と工
具の形状を表現するため多大な記憶容量が必要であり、
かつ、３次元座標空間上で作成した被加工物のマトリク
スおよび工具マトリクスに対しての変換マトリクスを掛
けるため、強力な演算処理性能が必要であった。

【００１５】本発明は上述のような事情からなされたも
のであり、本発明の目的は、少ない記憶容量で、かつ強
力な演算処理性能を必要とせずに、任意の加工に対応し
たグラフィック表示を可能とする数値制御装置を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに請求項１記載の発明は、被加工物の形状データを入
力する入力手段と、前記入力手段により入力された被加
工物の形状データより、回転軸を含む断面図を作成する
断面図作成手段と、前記断面図作成手段により作成され
た断面図を複製し、複製された断面図を一定の角度範囲
毎に割り当てる断面図複製手段と、前記断面図複製手段
により複製された断面図毎に被切削部を算出し、算出さ
れた被切削部を削除する断面図変更手段と、前記断面図
を表示させる表示手段と、を具備することを特徴とす
る。

【００１７】請求項２記載の発明は、前記断面図複製手
段が、非旋削加工された場合にのみ断面図を複製し、非
旋削加工された角度範囲にのみ前記断面図を割り当てる
ことを特徴とする。

【００１８】請求項３記載の発明は、前記断面図複製手
段により複製されたすべての断面図より、３次元グラフ
ィックデータを作成する３次元グラフィックデータ作成
手段と、前記表示手段が前記３次元グラフィックデータ
を表示させることを特徴とする。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の発明のグラフィック表示機能
を有する数値制御装置は、被加工物の形状から回転軸を
含む断面図を作成し、前記断面図を複製して一定の角度
範囲毎に割り当て、加工された場合に断面図毎に工具に
より切削された部分を算出して削除するため、角度範囲
毎に断面図を表示でき、旋削加工のみならずエンドミル
加工などの非旋削加工も含めたすべての加工に対応した
グラフィック表示ができる。

【００２０】請求項２に記載の発明のグラフィック表示
機能を有する数値制御装置は、非旋削加工により切削さ
れた角度範囲のみ前記断面図を複製して割り当てるた
め、任意の加工に対応したグラフィック表示が、少ない
記憶容量で実現できる。

【００２１】請求項３に記載の発明のグラフィック表示
機能を有する数値制御装置は、前記断面図の頂点を結ぶ
ことによりできる平面を既知の３次元アルゴリズムを使
用して描画するため、任意の加工に対応した３次元グラ
フィック表示が実現できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。

【００２３】図１は、本発明のグラフィック表示機能を
有する数値制御装置の一実施例を示すブロック図であ
り、従来のグラフィック表示機能を有する数値制御装置
の一例を示す図１２のブロック図と同一要素に関して
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００２４】このブロック図では新たに、非旋削加工デ
ータ抽出部１６、角度−断面図対応表メモリ１７、３次
元素材形状表示部１８が追加されている。また、素材断
面図メモリ１４は素材断面図ＷＳＦを記憶するものであ
り、素材断面図更新部１３は素材断面図メモリ１４に記
憶された素材断面図ＷＳＦの形状を変更するものであ
り、２次元素材形状表示部１５は、素材断面図メモリ１
４に記憶された素材断面図ＷＳＦを表示装置１２に表示
するものであるが、何れも従来に比べ新たな処理が加え
られているため、それぞれ異なる符号を付してある。

【００２５】非旋削加工データ抽出部１６は、ＮＣ制御
部１において実行される切削命令のうち、非旋削加工を
示す非旋削加工命令ＣＭＣのみを抽出し、素材断面図更
新部１３に非旋削加工データＣＭＤを送出する。なお非
旋削加工データＣＭＤは、非旋削加工時の工具の座標値
と主軸の角度により構成される。

【００２６】素材断面図更新部１３は、本実施例におい
ては断面図作成手段により作成された断面図を複製し、
複製された断面図を一定の角度範囲毎に割り当てる断面
図複製手段と、複製された断面図毎に被切削部を算出
し、算出された被切削部を削除する断面図変更手段と、
を兼ねており、旋削加工データ抽出部８より旋削加工デ
ータＬＭＤが送出されるか、または非旋削加工データ抽
出部１６より非旋削加工データＣＭＤが送出されると、
工具断面図メモリ７に記憶された工具断面図ＴＳＦと、
角度−断面図対応表メモリ１７に記憶されている角度範
囲−素材断面図対応表ＴＢＬにより、素材断面図メモリ
１４に記憶された素材断面図ＷＳＦを変更、あるいは複
製して変更する。したがって、素材断面図メモリ１４
は、従来１つの素材断面図ＷＳＦを記憶するのみであっ
たのに対し、複数の素材断面図ＷＳＦを記憶する。以降
の説明では、素材断面図メモリ１４に記憶されている複
数の素材断面図ＷＳＦの１つ１つを区別する必要がある
場合は、１つ１つを素材断面図ＷＳＦｉ（ｉは０以上の
整数）として説明する。素材断面図生成部４で生成され
た複製する元となる素材断面図ＷＳＦは素材断面図ＷＳ
Ｆ０となる。ここで、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢ
Ｌとは、素材断面図メモリ１４に記憶されている複数の
素材断面図ＷＳＦが、それぞれ素材形状のどの角度の断
面図なのかを示すものである。図２は角度範囲−素材断
面図対応表ＴＢＬの構造例を示すものであり、エリア２
０１に示す一定の角度範囲毎に、角度範囲の中心角度
（エリア２０２）と、この角度範囲の素材断面図の番号
（エリア２０３）が記憶されている。

【００２７】２次元素材形状表示部１５は、断面図を表
示させる表示手段であり、角度−断面図対応表メモリ１
７に記憶されている角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬ
を参照して、素材断面図メモリ１４に記憶された素材断
面図ＷＳＦのうちの一枚を選択し、表示装置１２に表示
させる。

【００２８】３次元素材形状表示部１８は、断面図複製
手段により複製されたすべての断面図より３次元グラフ
ィックデータを作成する３次元グラフィックデータ作成
手段であるとともに、３次元グラフィックデータを表示
させる表示手段であり、角度−断面図対応表メモリ１７
に記憶されている角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬを
参照して、素材断面図メモリ１４に記憶されたすべての
素材断面図ＷＳＦにより、３次元素材形状表示データＷ
Ｄ３を作成し、表示装置１２に表示させる。

【００２９】ここで図３は、図１１（ａ）に示すような
円筒形状の素材を図１１（ｂ）に示す形状を経て、エン
ドミル工具による非旋削加工により、最終的に図１１
（ｃ）に示す形状に加工する加工シミュレーションの際
の、素材断面図更新部１３の処理手順の一例を示すフロ
ーチャートである。また、図４、図５、図６は素材断面
図更新部１３の処理を説明する説明図である。以下、図
３、図４、図５、図６を用いて素材断面図更新部１３の
処理を詳細に説明する。

【００３０】素材断面図更新部１３は、処理が開始され
ると、旋削加工を示す旋削加工データＬＭＤを受け取っ
たか（ステップＳ３０１）、非旋削加工を示す非旋削加
工データＣＭＤを受け取ったか（ステップＳ３０２）、
それとも加工完了なのか（ステップＳ３０３）、を判定
し、加工完了ならば処理を終える。

【００３１】ステップＳ３０１において、旋削加工を示
す旋削加工データＬＭＤを受け取ると、素材断面図メモ
リ１４に記憶されているすべての素材断面図ＷＳＦに対
し、工具座標値に従い工具断面図ＴＳＦとの論理積を算
出し、真となる部分を消去した後（ステップＳ３０
４）、前記ステップＳ３０１に戻り上記処理を繰り返
す。なお、素材断面図生成部４により生成される素材断
面図ＷＳＦ０を素材断面図番号０とすると、加工シミュ
レーション開始時は、素材断面図メモリ１４には、素材
断面図番号０の素材断面図ＷＳＦ０が記憶されているだ
けである。ここで、図４（ａ）は、加工シミュレーショ
ン開始時に素材断面図メモリ１４に記憶されている素材
断面図番号０の素材断面図ＷＳＦ０を示している。図１
１（ａ）に示すような円筒形状の素材を図１１（ｂ）に
示す形状に旋削加工する場合、ステップＳ３０４の処理
を繰り返すことにより、素材断面図番号０の素材断面図
ＷＳＦ０は、図４（ｂ）に示すような形状に変更され
る。また図２（ａ）は、図１１（ｂ）の形状時の角度範
囲−素材断面図対応表ＴＢＬを示している。角度範囲２
°毎の素材断面図番号はすべて０となっており、素材の
加工は旋削加工しか行なわれていないことを示してい
る。また、すべての角度範囲の断面の形状が図４（ｂ）
の素材断面図番号０の素材断面図ＷＳＦ０となることを
示している。

【００３２】一方、ステップＳ３０２において、非旋削
加工を示す非旋削加工データＣＭＤを受け取ると、素材
の工具と接触することとなる角度範囲を算出する（ステ
ップＳ３０５）。ここで、図５（ａ）は、エンドミル工
具５０１が素材５０２を切削する様子を正面から見た図
である。工具の座標値（ｘｃ，ｚｃ）、主軸の角度ｃ、
工具径ｄとすると、断面が工具とちょうど接する角度θ
ｍは、 θｍ＝ａｔａｎ（ｄ／（２＊ｘｃ）） となる。なお、工具の座標値（ｘｃ，ｚｃ）と主軸の角
度ｃは、非旋削加工データＣＭＤを構成するデータであ
り、工具径ｄは工具断面図ＴＳＦより算出される。した
がって、 ｃ−θｍ≦ψ≦ｃ＋θｍ 満たす角度ψの角度範囲が、非旋削加工により加工され
る角度範囲となる。

【００３３】続いて、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢ
Ｌを参照して、ステップＳ３０５において算出されたす
べての角度範囲に対し、その角度範囲の素材断面図番号
が０であるか否かを判定し（ステップＳ３０６）、素材
断面図番号が０でなければ、ステップＳ３０８以降の処
理を行なう。

【００３４】ステップＳ３０６において、素材断面図番
号が０と判定されると、素材断面図番号０の素材断面図
ＷＳＦ０を複製する（ステップＳ３０７）。また、複製
後の素材断面図ＷＳＦｉに対し、他の素材断面図と識別
するための素材断面図番号を付け、角度範囲−素材断面
図対応表ＴＢＬの各角度範囲の素材断面図番号を更新す
る。ステップＳ３０５において、工具と接触することと
なる角度範囲が、７４．５°〜８１．３°と算出され、
その時の角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬが図２
（ａ）に示す状態であったとすると、この角度範囲の素
材断面図番号はすべて０となっている。よって、ステッ
プＳ３０７において、４枚の素材断面図ＷＳＦ１〜ＷＳ
Ｆ４を複製し、それぞれ素材断面図番号１〜４とする。
また、素材断面図番号１の素材断面図ＷＳＦ１は７５°
で素材を切断した断面であり７４°〜７６°の角度範囲
を近似し、素材断面図番号２の素材断面図ＷＳＦ２は７
７°で素材を切断した断面であり７６°〜７８°の角度
範囲を近似し、素材断面図番号３の素材断面図ＷＳＦ３
は７９°で素材を切断した断面であり７８°〜８０°の
角度範囲を近似し、素材断面図番号４の素材断面図ＷＳ
Ｆ４は８１°で素材を切断した断面であり８０°〜８２
°の角度範囲を近似するとして、図２（ｂ）に示すよう
に角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬを更新する。ここ
で、図４（ｃ）は、現在の素材断面図メモリ１４の内容
を示している。素材断面図メモリ１４には、素材断面図
番号０の素材断面図ＷＳＦ０と、ステップＳ３０７で複
製された素材断面図番号１〜４の素材断面図ＷＳＦ１〜
ＷＳＦ４が記憶されている。

【００３５】次に、ステップＳ３０５において算出され
た角度範囲のすべての素材断面図に対し、それぞれの素
材断面図での工具との接触範囲を算出する（ステップＳ
３０８）。工具との接触範囲を算出するには、まず始め
に、素材断面図上でのＺ軸から工具との接触部までの距
離を求める。図５（ｂ）は、角度ψの素材断面図ＷＳＦ
ｉ上でのＺ軸から工具との接触部までの距離の算出方法
を示す説明図である。工具の座標値（ｘｃ，ｚｃ）、主
軸の角度ｃとすると、角度ψの素材断面図ＷＳＦｉ上で
のＺ軸から工具との接触部までの距離ｘｃ’は、 ｘｃ’＝ｘｃ／ｃｏｓθ ただし、θ＝ψ−ｃ となる。

【００３６】次に、素材断面図上で工具の存在する幅を
算出する。図６（ａ）は、図５（ｂ）のＸ’Ｚ平面での
素材断面図、つまり、角度ψの素材断面図ＷＳＦｉを示
している。本来、エンドミル工具による切削の場合、工
具と素材断面図ＷＳＦｉの接触部分は斜線部６０１に示
すような形状になるが、図６（ｂ）の斜線部６０２に示
すような矩形に近似して考える。ここで、この素材断面
図ＷＳＦｉ上での工具の存在する幅をｈとすると、 （ｘｃ＊ｔａｎθ）＾２＋（ｈ／２）＾２＝（ｄ／２）＾２ （ここで上式中の＾は、べき乗を表している。） が成り立つ。よって、上式を満たすｈが工具の存在する
幅となる。

【００３７】したがって、角度ψの素材断面図ＷＳＦｉ
において、 ｘ’＞ｘｃ’ かつ、 ｚｃ−ｈ／２＜ｚ＜ｚｃ＋ｈ／２ を満たす（ｘ’，ｚ）の領域が、角度ψの素材断面図Ｗ
ＳＦｉ上での工具と素材の接触する範囲となる。

【００３８】続いて、ステップＳ３０８において算出さ
れた被切削部分を消去し（ステップＳ３０９）、前記ス
テップＳ３０１に戻る。図６（ｂ）の素材断面図ＷＳＦ
ｉでは、斜線部６０２が消去される。ここで、図４
（ｄ）は、現在の素材断面図メモリ１４の内容を示して
いる。素材断面図メモリ１４には、素材断面図番号０の
素材断面図ＷＳＦ０と、ステップＳ３０７で複製された
素材断面図番号１〜４の素材断面図ＷＳＦ１〜ＷＳＦ４
が記憶されており、素材断面図番号１〜４の素材断面図
ＷＳＦ１〜ＷＳＦ４は、非旋削加工による被切削部４０
１がそれぞれ算出され、消去されている。

【００３９】ここで図７は、図１１（ｂ）に示す形状
を、エンドミル工具による非旋削加工により、最終的に
図１１（ｃ）に示す形状に加工する加工シミュレーショ
ンの際の、本実施例の２次元素材形状表示部１５の画面
表示例を示している。図７の画面９０１上にはＸ軸９０
２と、Ｚ軸９０３が表示される。非旋削加工が始まり、
素材断面図メモリ１４に、図４（ｄ）に示すように５枚
の素材断面図ＷＳＦ０〜４が記憶される場合、それらの
素材断面図のうちの１つが選択されて表示される。図７
（ａ）は、案内文９０４に示すように、主軸の角度が１
°の断面を示しており、角度範囲−素材断面図対応表Ｔ
ＢＬによれば、主軸角度が１°の素材断面図番号は０と
記憶されているため、素材断面図番号０の素材断面図Ｗ
ＳＦ０が表示される。同様に、図７（ｂ）では、案内文
９０５に示すように、主軸の角度７７°の断面を示して
おり、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬによれば、主
軸角度が７７°の素材断面図番号は２と記憶されている
ため、素材断面図番号２の素材断面図ＷＳＦ２が表示さ
れる。図７（ｃ）では、案内文９０６に示すように、主
軸の角度８１°の断面を示しており、角度範囲−素材断
面図対応表ＴＢＬにより、主軸角度が８１°の素材断面
図番号は２と記憶されているため素材断面図番号４の素
材断面図ＷＳＦ４が表示される。

【００４０】図８は、３次元素材形状表示部１８の処理
手順の一例を示したフローチャートであり、図９は３次
元素材形状表示部１８の処理を説明する説明図である。
以下図８、図９を用いて、３次元素材形状表示部１８を
詳細に説明する。

【００４１】３次元素材形状表示部１８は、処理が開始
されると、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬを参照し
て、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬの最初に記憶さ
れている角度範囲を角度範囲Ａに代入し（ステップＳ７
０１）、角度範囲Ａに割り当てられた素材断面図番号ｉ
の素材断面図ＷＳＦｉについて、全頂点のＸＺ座標値を
算出し、それを全頂点座標Ａに代入する（ステップＳ７
０２）。ただし、角度範囲Ａとは、角度範囲−素材断面
図対応表ＴＢＬに記憶されている角度範囲を記憶するパ
ラメータであり、全頂点座標Ａとは、素材断面図ＷＳＦ
ｉの全頂点のＸＺ座標値を記憶するパラメータである。
なお、図２（ｂ）の角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬ
の構造例では、最初に記憶されている角度範囲は０°〜
２°であるため、角度範囲Ａは０°〜２°となり、素材
断面図番号は０と記憶されているため、素材断面図番号
０の素材断面図ＷＳＦ０の全頂点のＸＺ座標値を算出
し、その結果を全頂点座標Ａに代入する。

【００４２】同様に、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢ
Ｌを参照して、前記角度範囲Ａの次の角度範囲を角度範
囲Ｂに代入し（ステップＳ７０３）、角度範囲Ｂに割り
当てられた素材断面図番号ｊの素材断面図ＷＳＦｊにつ
いて、全頂点のＸＺ座標値を算出し、それを全頂点座標
Ｂに代入する（ステップＳ７０４）。ただし、角度範囲
Ｂとは、角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬに記憶され
ている角度範囲を記憶するパラメータであり、全頂点座
標Ｂとは、素材断面図ＷＳＦｊの全頂点のＸＺ座標値を
記憶するパラメータである。図２（ｂ）の例では、角度
範囲Ｂは２°〜４°となり、素材断面図番号は０と記憶
されているため、素材断面図番号０の素材断面図ＷＳＦ
０の全頂点のＸＺ座標値を算出し、その結果を全頂点座
標Ｂに代入する。

【００４３】続いて、角度範囲Ａに割り当てられた素材
断面図ＷＳＦｉと角度範囲Ｂに割り当てられた素材断面
図ＷＳＦｊが、それぞれの角度範囲の中心角度での断面
であるとし、双方の素材断面図間の頂点を結ぶことによ
りつくられる平面を算出する（ステップＳ７０５）。こ
こで、図９（ａ）は、角度範囲Ａに割り当てられた素材
断面図ＷＳＦｉと、角度範囲Ｂに割り当てられた素材断
面図ＷＳＦｊの例である。この例では、素材断面図ＷＳ
Ｆｉの頂点はｐ１〜ｐ１０であり、素材断面図ＷＳＦｊ
の頂点はｑ１〜ｑ１０であり、双方の素材断面図間の頂
点を結ぶことによりつくられる平面は、図９（ｂ）に示
すように、 平面１）ｐ１（ｑ１）−ｐ２−ｑ２ 平面２）ｐ２−ｐ３−ｑ３−ｑ２ 平面３）ｐ３−ｐ４−ｑ４−ｑ３ 平面４）ｐ４−ｐ５−ｑ５−ｑ４ 平面５）ｐ５−ｐ６−ｑ６−ｑ５ 平面６）ｐ６−ｐ７−ｑ７−ｑ６ 平面７）ｐ７−ｐ８−ｑ８−ｑ７ 平面８）ｐ８−ｐ９−ｑ９−ｑ８ 平面９）ｐ９−ｐ１０（ｑ１０）−ｑ９ の９平面となる。ただし、上記“（）”で示した頂点は
同じ座標値であることを示している。

【００４４】次に、ステップＳ７０２において算出され
た全頂点座標Ａおよび、ステップＳ７０４において算出
された全頂点座標Ｂと、素材断面図ＷＳＦｉ、素材断面
図ＷＳＦｊの角度より、既知の座標変換アルゴリズムを
使用して、ＸＹＺ直交座標系への座標変換、視平面座標
系への座標変換を経て、表示装置の座標系であるデバイ
ス座標系に座標変換する（ステップＳ７０６）。

【００４５】続いて、前記ステップＳ７０６において算
出されたデバイス座標系での座標値に従い、前記２つの
素材断面図間でつくられるすべての平面を、隠線・隠面
処理アルゴリズムなど、既知の３次元描画アルゴリズム
を用いて描画する（ステップＳ７０７）。

【００４６】次に、前記角度範囲Ｂを角度範囲Ａとし、
前記全頂点座標Ｂを全頂点座標Ａとし（ステップＳ７０
８）、角度範囲Ａが角度範囲−素材断面図対応表ＴＢＬ
の最初の角度範囲であるのか否かを判定し（ステップＳ
７０９）、最初の角度範囲となるまで、つまり、前記ス
テップＳ７０３〜ステップＳ７０８までの処理を一回転
（３６０°）分行うまで繰り返す。以上の処理により３
次元素材形状表示データＷＤ３を作成する。

【００４７】ここで、図１０は図１１（ａ）に示すよう
な円筒形状の素材を、図１１（ｂ）に示す形状を経て、
エンドミル工具による非旋削加工により、最終的に図１
１（ｃ）に示す形状に加工する加工シミュレーションの
際の、本実施例の３次元素材形状表示部１８による画面
表示例を示している。図１０の画面８０１上にはＺ軸８
０２が表示されている。素材断面図メモリ１４には、図
４（ａ）に示すように素材断面図ＷＳＦ０のみが記憶さ
れているとすると、画面８０１上には、図１０（ａ）の
３次元素材形状表示データＷＤ３が表示される。一方、
加工シミュレーションが起動され、旋削加工が始まり、
素材断面図メモリ１４に記憶されている素材断面図ＷＳ
Ｆ０が図４（ｂ）に示すように変更されると、画面８０
１上には、図１０（ｂ）に示すように３次元素材形状表
示データＷＤ３のうち、旋削加工により切削された部分
８０３が消去されて表示される。また非旋削加工が始ま
り、素材断面図メモリ１４には、図４（ｄ）に示すよう
に５枚の素材断面図ＷＳＦ０〜ＷＳＦ４が記憶されてい
るとすると、図１０（ｃ）に示すように、３次元素材形
状表示データＷＤ３のうち、非旋削加工により切削され
た部分８０４が消去されて表示される。

【００４８】以上のようにして、本実施例においては、
一般の旋削加工のみならず、主軸の角度を制御したエン
ドミル加工など非旋削加工も含めたすべての加工のグラ
フィック表示が可能となる。

【００４９】なお、本実施例では、角度範囲２°毎に１
枚の素材断面図を割り当てたが、１枚の素材断面図が近
似する角度範囲をより小さくすれば、より精密な加工シ
ミュレーションが可能となる。

【００５０】また、本実施例では、外径の一部に非旋削
加工を施した場合について説明したが、その他のすべて
の非旋削加工について本発明は有効となる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明のグラフィック表示
機能を有する数値制御装置によれば、一般の旋削加工の
みならず、主軸の角度を制御したエンドミル加工など非
旋削加工も含めたすべての加工のグラフィック表示が可
能となる。したがって、正確な加工プログラムのチェッ
クが可能となる。

【００５２】また、非旋削加工により切削された角度範
囲のみ前記断面図を複製して割り当てるため、任意の加
工に対応したグラフィック表示を少ない記憶容量で実現
することが可能となる。

【００５３】また、断面図の頂点を結ぶことによりでき
る平面を既知の３次元アルゴリズムを使用して描画する
ため、任意の加工に対応した３次元グラフィック表示が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のグラフィック表示機能を有する数値制
御装置の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明装置の角度範囲−素材断面図対応表ＴＢ
Ｌの構造例を示す図である。

【図３】本発明装置の素材断面図更新部の処理手順を示
すフローチャートである。

【図４】本発明装置の素材断面図メモリを説明する説明
図である。

【図５】本発明装置の素材断面図更新部の処理を説明す
る第１の図である。

【図６】本発明装置の素材断面図更新部の処理を説明す
る第２の図である。

【図７】本発明装置の画面表示例を示す第１の図であ
る。

【図８】本発明装置の３次元素材形状表示部の処理手順
を示すフローチャートである。

【図９】本発明装置の３次元素材形状表示部の処理を説
明する図である。

【図１０】本発明装置の画面表示例を示す第２の図であ
る。

【図１１】従来および、本発明装置を説明する説明図で
ある。

【図１２】従来のグラフィック表示機能を有する数値制
御装置の一実施例を示すブロック図である。

【図１３】従来装置の素材断面図更新部の処理を説明す
る図である。

【図１４】従来装置の画面表示例を示す図である。

【符号の説明】

１３ 素材断面図更新部 １４ 素材断面図メモリ １５ ２次元素材形状表示部 １６ 非旋削加工データ抽出部 １７ 角度−断面図対応表メモリ １８ ３次元素材形状表示部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物の形状データを入力する入力手
   段と、 前記入力手段により入力された被加工物の形状データよ
   り、回転軸を含む断面図を作成する断面図作成手段と、 前記断面図作成手段により作成された断面図を複製し、
   複製された断面図を一定の角度範囲毎に割り当てる断面
   図複製手段と、 前記断面図複製手段により複製された断面図毎に被切削
   部を算出し、算出された被切削部を削除する断面図変更
   手段と、 前記断面図を表示させる表示手段と、 を備えたことを特徴とするグラフィック表示機能を有す
   る数値制御装置。
2. 【請求項２】前記断面図複製手段が、非旋削加工された
   場合にのみ断面図を複製し、非旋削加工された角度範囲
   にのみ前記断面図を割り当てることを特徴とする請求項
   １に記載のグラフィック表示機能を有する数値制御装
   置。
3. 【請求項３】前記断面図複製手段により複製されたすべ
   ての断面図より、３次元グラフィックデータを作成する
   ３次元グラフィックデータ作成手段と、 前記表示手段が前記３次元グラフィックデータを表示さ
   せることを特徴とする請求項１に記載のグラフィック表
   示機能を有する数値制御装置。