JPH08202422A - Ｎｃデータ表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自由曲面に対して加工を施す上で必要な部分
のみのＮＣデータを作成・表示するようにして、作業効
率の向上を図る。 【構成】 指定によって表示された加工面２００のデー
タをもとにして工具２７０のコーナー半径２７１だけ離
れたオフセット面２５０のデータを得る。マウス１０４
によるポインタで入力した座標点に対応した位置に基底
要素（例えば直線）７０１に基づいたルールド面７０３
を形成する。オフセット面２５０とルールド面７０３と
の交線４０５のデータの各座標点を工具２７０の大きさ
に応じた所定の値だけシフトさせて工具の経路４５０を
表すＮＣデータとなし、そのＮＣデータを工具経路記憶
装置１０２ｅに登録するとともに、表示装置１０５にリ
アルタイムに表示するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置な
どによるＮＣ（数値制御）データ、詳しくは自由曲面
（加工面）に対して加工を施すためのＮＣデータをシミ
ュレーション的に表示するＮＣデータ表示方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自由曲面を加工するためのＮＣデ
ータを作成し表示する場合、加工作業に使用する工具の
データを定義した後、加工の対象となる自由曲面（加工
面）をファイルから読み出して選択し、図１１に示すよ
うに、表示装置にその加工面８０１を表示するととも
に、その加工面８０１に対して使用する工具８０２を表
示し、次いで加工面８０１に対する加工領域（図示の場
合は全領域）を指定し、さらに、加工面８０１上の指定
領域内で加工経路（図示の場合はジグザグ状）を示すＮ
Ｃデータ８０３が計算され、計算によって得られたＮＣ
データ８０３が加工面８０１に重なる状態で表示され
る。

【０００３】ＮＣデータの作成・表示には、荒取り加工
用のＮＣデータの作成・表示、中仕上げ加工用のＮＣデ
ータの作成・表示、最終仕上げ加工用のＮＣデータの作
成・表示といった段階がある。荒取り加工の場合は大き
い工具を使用し、中仕上げ加工の場合は少し小さい工具
を使用し、最終仕上げ加工の場合はさらに小さい工具を
使用する。荒取り加工、中仕上げ加工の場合はよいとし
て、最終仕上げ加工の場合には、工具を小さくしても、
図１１のように加工面８０１に小さな凹部８０４がある
場合には加工残りが生じる場合がある。

【０００４】加工残りが生じた場合、図１２でハッチン
グで示す加工残りの凹部８０４に対してより小さな工具
８０５を指定して、凹部８０４を両側から囲むように加
工領域８０６を指定し、ＮＣデータを作成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように加工残り
が生じた場合、必要なのはハッチングで示す凹部８０４
についてのＮＣデータだけであるが、従来では、どうし
ても凹部よりも大きい領域を加工領域８０６として指定
することになってしまうため、余分な部分のＮＣデータ
をも作成する結果となり、その余分なＮＣデータの作成
のために余分な時間を必要とする。そして、すでに加工
済みの部分も加工の対象となってしまうので、余分な加
工時間を要するとともに、工具の消耗を早めることにも
つながるという問題がある。

【０００６】このような余分な領域でのＮＣデータの作
成の必要性は、加工残りが生じた場合だけに限らず、一
般に狭い部分の加工に際して生じがちである。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、自由曲面（加工面）に対して加工を
施す上で必要な部分のみのＮＣデータを作成・表示する
ようにして、作業効率の向上を図ることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
ＮＣデータ表示方法は、任意の加工面に対して加工を施
すための工具の加工経路を示すＮＣデータを表示する方
法であって、指定した加工面からオフセット面を形成
し、入力した座標点に対応した位置に基底要素に基づく
ルールド面を形成し、前記オフセット面と前記ルールド
面との交線のデータの各座標点を工具の大きさに応じた
所定の値だけシフトさせて工具の経路を表すＮＣデータ
となし、このＮＣデータを登録するとともに表示するよ
うに構成したことを特徴とするものである。

【０００９】本発明に係る請求項２のＮＣデータ表示方
法は、上記請求項１において、オフセット面とルールド
面との交線のデータを生成する際に、所定の加工精度の
範囲内で交線のデータを生成し、その制限された交線の
データに基づいてＮＣデータを作成することを特徴とす
るものである。

【００１０】

【作用】請求項１のＮＣデータ表示方法においては、座
標点を任意に入力しても、すなわち換言すれば、対象と
する領域にそのまま沿ってなぞるようにして座標点を入
力するだけで、その対象領域についてのＮＣデータが得
られ、かつそのＮＣデータが登録されリアルタイムに表
示されるから、加工面に対して加工を施す上で必要な部
分のみのＮＣデータが作成・表示されることになり、従
来例のように余分な時間がかからず、作業能率が向上す
る。特に、最終仕上げ加工の段階での加工残りの部分に
適用した場合に、作業能率上の顕著な効果がある。

【００１１】請求項２のＮＣデータ表示方法において
は、所定の加工精度の範囲内で交線のデータを生成する
ので、任意の座標点の入力に基づいたＮＣデータの生成
にもかかわらず、そのＮＣデータの精度が高い状態に保
たれる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係るＮＣデータ表示方法の一
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は実施例のＮＣデータ表示方法を実現
するシステムの構成を示すブロック図である。図１にお
いて、１０１はシステム全体の制御を司るＣＰＵ（中央
演算処理装置）、１０２はＣＰＵ１０１を制御するプロ
グラムを格納しているＲＯＭ（リードオンリーメモリ）
と制御を補助するとともにデータを格納するＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）やフロッピーディスク装置、ハ
ードディスク装置などを含む記憶装置、１０３は１つの
入力装置としてのキーボード、１０４は別の入力装置と
してのマウス、１０５はＣＲＴや液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）などの表示装置である。

【００１４】本実施例のＮＣデータ表示方法は、その概
要を述べると、図２に示すように、対象とする加工面２
００（図５，図６，図８参照）を指示するステップＳ１
と、基底要素タイプ（後述する。図７参照）を指定する
ステップＳ２と、座標を指示するステップＳ３と、加工
面２００上における工具経路すなわちＮＣデータを算出
するステップＳ４とから成り立っている。ステップＳ５
は、座標指示が終了したかどうかを判断するステップ
で、終了していないときはステップＳ３に戻り、終了し
たときは動作を終了する。

【００１５】より具体的には、次のとおりである。ま
ず、表示装置１０５を見ながらマウス１０４またはキー
ボード１０３の操作により、加工作業に使用する工具の
種類の設定を行うとともに、被加工材の材質等の設定を
行う（これは図示せず）。次に、加工の対象となる加工
面２００を選択する。これは、ＣＰＵ１０１が記憶装置
１０２にデータベースとして蓄えられている図形ファイ
ルを読み出して表示装置１０５に表示し、その図形ファ
イルの中から適当であると思われる１つの図形をマウス
１０４またはキーボード１０３の操作により選択するこ
とで行われる。これが操作のフローを示す図３において
３１０で示す加工面定義に相当する。ここでは、加工面
２００として例えば加工残り部の領域を指定することが
可能である。ＣＰＵ１０１は選択された加工面２００に
関するデータを記憶装置１０２中の加工面記憶装置１０
２ａに書き込み登録する。そして、選択された加工面２
００を表示装置１０５上に図５のように表示させる。次
いで、ＣＰＵ１０１は図３に示す加工面記憶装置１０２
ａから加工面２００に関するデータを読み込み、図６に
示すように、加工面２００を工具２７０のコーナー半径
２７１だけ法線ベクトル方向にオフセットし、オフセッ
ト面２５０のデータを作成する（図７参照）。

【００１６】これが操作のフローを示す図３において３
２０で示すオフセット動作に対応する。ＣＰＵ１０１は
このオフセット面２５０のデータを記憶装置１０２中の
オフセット面記憶装置１０２ｂに書き込み登録する。以
上が図２のステップＳ１に相当している。

【００１７】次に、表示装置１０５を見ながらマウス１
０４またはキーボード１０３により、基底要素タイプと
して直線、円、円弧、スプライン（自由曲線）のいずれ
かを指定する。これが操作のフローを示す図３において
３３０で示す基底要素タイプ定義に相当する。ＣＰＵ１
０１は指定された基底要素タイプに関するデータを記憶
装置１０２中の基底要素タイプ記憶装置１０２ｃに書き
込み登録する。以下では、指定された基底要素タイプが
直線である場合について述べるが、基底要素タイプが円
でも円弧でもスプライン（自由曲線）でも同様にＮＣデ
ータを作成・表示することができる。以上が図２のステ
ップＳ２に相当している。

【００１８】次に、オペレータは、マウス１０４または
キーボード１０３の操作によってＮＣデータを作成した
い座標を入力する。これが操作のフローを示す図３にお
いて３４０で示す座標入力に対応する。ＣＰＵ１０１は
入力された座標のデータを記憶装置１０２中の座標記憶
装置１０２ｄに書き込み登録する。以上が図２のステッ
プＳ３に相当している。

【００１９】座標入力をマウス１０４で行う場合は、マ
ウス１０４の操作に対応して表示装置１０５の画面上で
移動するポインタ（カーソル）を座標入力したい任意の
位置まで移動させてマウス１０４のボタンをクリックす
ることで行われる。座標入力された座標点のデータは座
標記憶装置１０２ｄに登録されるが、ＣＰＵ１０１はそ
の座標点のデータを座標記憶装置１０２ｄから読み出し
て、図４のステップＳ４１に示すようにその指示された
座標点が第１点目のものかどうかを判断し、第１点目の
場合は、ステップＳ４２に進んで、オフセット面記憶装
置１０２ｂからオフセット面２５０のデータを読み出す
とともに、図７に示すようにその第１点目と判断された
座標点Ｐ１を始点Ｐ１₀ としてオフセット面２５０に投
影する。

【００２０】そして、その投影座標点のデータを記憶装
置１０２における工具経路記憶装置１０２ｅに書き込み
登録する。

【００２１】オペレータは、次いでマウス１０４を操作
してそのポインタを終点としたい任意の位置まで移動さ
せる。そのとき、表示装置１０５の画面では第１点目Ｐ
１とポインタとを結ぶ直線が仮表示としてリアルタイム
で表示される。ポインタが移動すれば、それに連れて仮
表示の直線も変位する。前述と同様にマウス１０４のボ
タンをクリックすることで、座標入力された座標点のデ
ータが座標記憶装置１０２ｄに登録される。表示も仮表
示から真の表示状態となり、固定化される。ＣＰＵ１０
１はその座標点のデータを座標記憶装置１０２ｄから読
み出してステップＳ４１において第１点目かどうかを判
断するが、今度は「否」と判断されて、ステップＳ４３
に進み、図７に示すように、直前の座標点Ｐ１を始点と
し、現在の座標点Ｐ２を終点とする基底要素（この場合
は直線）７０１のデータを基底要素タイプ記憶装置１０
２ｃから読み出し、その基底要素の直線７０１をＸＹ平
面に複写して複写基底要素７０２となし、基底要素の直
線７０１と複写基底要素７０２とで作られる平面をルー
ルド面７０３を生成する。そして、ＣＰＵ１０１はステ
ップＳ４４に進んで、ルールド面７０３とオフセット面
２５０との交線４０５のデータを算出し、その算出の結
果をオフセット面２５０上の経路を表すＮＣデータとし
て工具経路記憶装置１０２ｅに書き込み登録する。そし
て、工具経路記憶装置１０２ｅからそのＮＣデータを読
み出し、各座標点のＺ座標を工具のコーナー半径２７１
だけ垂直に下げた座標を工具先端中心座標２７２として
求める。以上が図２のステップＳ３，Ｓ４に相当してい
る。なお、これら（図６，図７の状態）は、ＣＰＵ１０
１の演算処理によるものであって、表示装置１０５に表
示されるものではない。

【００２２】求められた各座標点の工具先端中心座標２
７２を結ぶ座標点データは、加工面２００上での工具経
路４５０を表すＮＣデータとして工具経路記憶装置１０
２ｅに書き込み登録される。そして、その工具経路４５
０を表すＮＣデータが読み出されて、表示装置１０５に
おいて図５，図８に示すように加工面２００上に表示さ
れる。この工具経路４５０の加工面２００上での表示
は、マウス１０４がポインタを指定するのと同時に、す
なわちリアルタイムに行われる。図５は、マウス１０４
の移動と表示装置１０５に表示された加工面２００上で
の工具経路４５０の表示とが連動している状態を示して
いる。

【００２３】その後、マウス１０４を移動するのに伴っ
て始点Ｐ１₀ から現在のポインタまでの直線がリアルタ
イムに追従して仮表示され、オペレータがその表示を見
ながらマウス１０４のボタンをクリックすると、図９に
示すように、それに対応するＮＣデータもリアルタイム
で計算され、記憶され、したがって、画面上で直線が確
定されリアルタイムで固定状態に表示される。このよう
に、マウス１０４によるポインタの移動方向、移動距離
は全く任意であり、したがって加工領域を自由自在に設
定することが可能である。

【００２４】上記の処理を例えば最終仕上げ加工の段階
での加工残りの部分に適用すると、その加工残りの部分
をマウス１０４によるポインタで直接的になぞりながら
その部分だけのＮＣデータを作成・表示できるので、従
来例のように余分な時間がかからず、作業効率を向上す
ることができる。もっとも、本発明は加工残りの部分だ
けに適用するものに限定されるものではなく、任意の必
要な部分（領域）に対してのＮＣデータの作成・表示に
適用してもよいことはいうまでもない。

【００２５】また、上記実施例では、座標点の指定をマ
ウス１０４によるポインタで行ったが、本発明はこれに
限定されるものではなく、キーボード１０３からのＸ座
標，Ｙ座標の入力に基づいて座標点の指定を行うように
してもよい。

【００２６】ところで、図４のステップＳ４４におい
て、ルールド面７０３とオフセット面２５０との交線４
０５を求めるに当たって、図１０に示すように、加工精
度をδとして、その加工精度δの範囲内で交線４０５を
求め、この交線４０５に基づいて加工面２００上での工
具経路４５０のＮＣデータを演算するようにすれば、上
記のようにマウス１０４のポインタが任意の経路を取り
ながら、次々連続的に加工面２００上での工具経路４５
０のＮＣデータを求めていくにもかかわらず、そのすべ
てのＮＣデータの精度を高く保つことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る請求項１のＮＣデータ表示
方法によれば、オペレータがフリーハンド的に任意に座
標点を入力しても、すなわち対象とする領域にそのまま
沿ってなぞるようにして座標点を入力するだけで、その
対象領域についてのＮＣデータを得ることができ、かつ
そのＮＣデータをリアルタイムに表示できるから、加工
面に対して加工を施す上で必要な部分についてのみのＮ
Ｃデータの作成・表示が可能となり、従来例のように余
分な時間をかけずにすみ、作業能率を向上させることが
できる。特に、最終仕上げ加工の段階での加工残りの部
分に適用した場合に、大幅な時間削減を図ることができ
る。

【００２８】また、本発明に係る請求項２のＮＣデータ
表示方法によれば、交線データの生成に一定の加工精度
の範囲内という制限を設けたので、任意の座標点の入力
に基づいたＮＣデータの生成であるにもかかわらず、得
られたＮＣデータの精度を高いものにすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＮＣデータ表示方法を
実現するシステムの構成を示すブロック図である。

【図２】実施例の動作説明に供する概略のフローチャー
トである。

【図３】実施例の操作状況を説明するフローチャートで
ある。

【図４】実施例の工具経路を表すＮＣデータの演算動作
を説明するフローチャートである。

【図５】図１のシステムの外観および加工面とＮＣデー
タの表示状態を示す正面図である。

【図６】実施例における加工面とオフセット面と工具と
の関係を示す図である。

【図７】実施例においてオフセット面とルールド面との
交線を求め方を示す説明図である。

【図８】実施例において表示装置に実際に表示された状
態を示す表示状態図である。

【図９】マウスによるポインタの移動に伴う工具経路を
表すＮＣデータの遷移を示す表示状態図である。

【図１０】別の実施例として加工精度を加味した場合の
交線と工具経路を表すＮＣデータの求め方を示す説明図
である。

【図１１】従来例における加工面と加工経路を表すＮＣ
データの表示状態図である。

【図１２】従来例において問題点とされた加工残りの場
合の加工領域の設定の様子を示す平面図である。

【符号の説明】

１０１……ＣＰＵ １０２……記憶装置 １０２ａ…加工面記憶装置 １０２ｂ…オフセット面記憶装置 １０２ｃ…基底要素タイプ記憶装置 １０２ｄ…座標記憶装置 １０２ｅ…工具経路記憶装置 １０３……キーボード １０４……マウス １０５……表示装置 ２００……加工面 ２５０……オフセット面 ２７０……工具 ２７１……コーナー半径 ２７２……工具先端中心座標 ４０５……交線 ４５０……工具経路（ＮＣデータ） ７０１……基底要素 ７０２……複写基底要素 ７０３……ルールド面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の加工面に対して加工を施すための
   工具の加工経路を示すＮＣデータを表示する方法であっ
   て、指定した加工面からオフセット面を形成し、入力し
   た座標点に対応した位置に基底要素に基づくルールド面
   を形成し、前記オフセット面と前記ルールド面との交線
   のデータの各座標点を工具の大きさに応じた所定の値だ
   けシフトさせて工具の経路を表すＮＣデータとなし、こ
   のＮＣデータを登録するとともに表示するように構成し
   たことを特徴とするＮＣデータ表示方法。
2. 【請求項２】 オフセット面とルールド面との交線のデ
   ータを生成する際に、所定の加工精度の範囲内で交線の
   データを生成し、その制限された交線のデータに基づい
   てＮＣデータを作成することを特徴とする請求項１に記
   載のＮＣデータ表示方法。