JPH0847841A - Ｃａｍシステム用加工軸方向決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新たな加工軸方向を自動的にかつ適切に決定
して切削検討の際のオペレータの工数を削減することを
目的とする。 【構成】 製品形状データと、加工軸方向をＺ軸方向に
固定した工具軌跡データと、使用工具データとに基づき
工具干渉チェックを行って、前記工具軌跡データにおけ
る、工具干渉の回避のために加工軸方向を変更する必要
がある加工軸方向変更部位を検索する加工軸方向変更部
位検索手段M1と、前記工具軌跡データにおける前記加工
軸方向変更部位につき、前記製品形状データからＺ軸方
向座標値の小さい側と大きい側とを調べて、Ｚ軸方向座
標値の小さい側から大きい側へ向かう方向を求め、その
求めた方向を新たな加工軸方向に決定する加工軸方向決
定手段M2と、を具えてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＡＭ（コンピュー
タ支援加工）システムに用いられ、該ＣＡＭシステムの
ＮＣ（数値制御）工作機械におけるエンドミル等の切削
加工用工具の加工軸方向（工具回転軸線の延在方向）を
そのＮＣ工作機械の３次元座標系におけるＺ軸方向（垂
直方向）から変更する必要がある場合にそのＺ軸方向か
ら変更する新たな加工軸方向を自動的にかつ適切に決定
する加工軸方向決定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＭシステムは一般に、ＣＡＤ（コン
ピュータ支援設計）システムが作成した製品形状の３次
元形状データ（いわゆるＣＡＤデータ）からその製品形
状の切削加工用の工具軌跡データを含むＮＣデータを自
動作成する通常のコンピュータと、そのコンピュータが
作成したＮＣデータに基づき切削加工等の加工を行うＮ
Ｃ工作機械とを具えており、かかるＣＡＭシステムにお
いて金型等の製品の形状を切削加工する際には通常、稜
線沿い加工と領域加工とを組み合わせてその切削加工を
行っている。

【０００３】ここに、上記稜線沿い加工は、荒取り加工
での切削抵抗を減らして加工時間の短縮と加工品質の向
上とを図るために図21（ａ）に示すように案内曲線GLに
実質的に平行に延在する工具軌跡CLに沿って工具Ｔを移
動させて製品の凹部や壁際を切削するころがし加工と、
図21（ｂ）に示すように小径の工具Ｔを製品形状Ｆに実
質的に平行に延在する工具軌跡CLに沿って移動させて大
径工具による加工での削り残し部位Ｒの範囲を加工する
細部加工とに分類され、また上記領域加工は、図22
（ａ）に示すように指定された領域の境界線としての各
閉曲線CV内をその閉曲線の特性に従い工具Ｔでそれぞれ
表面切削する境界線沿い加工や、図22（ｂ）に示すよう
に指定された領域内を工具Ｔにより倣いやスキャンの如
く一定のピックフィード量Ｐで表面切削するピックフィ
ード加工等に分類される。

【０００４】またＣＡＭシステムは一般に、製品形状を
高精度に切削加工するため上記のようにＣＡＤデータに
基づきその製品形状の切削加工用の工具軌跡データを自
動作成するが、従来のＣＡＭシステムにおいては、上記
稜線沿い加工と領域加工とのいずれについても、その作
成する工具軌跡データにおける加工軸方向を後述する理
由から加工精度の最も高くなるＺ軸方向に設定すること
を基本としている。

【０００５】それゆえＣＡＭシステムを操作するオペレ
ータは、上記工具軌跡データ作成後の切削検討の際に、
ＣＡＭシステムが出力する、そのＺ軸方向に加工軸方向
を固定して作成した工具軌跡では図23（ａ）に示す如く
工具Ｔが製品形状Ｆに図中下側に示す所望の接点CPの他
に図中上側に示す不所望の接点CPでも接触して工具干渉
が生じてしまいその工具干渉を回避しようとすると図示
のように削り残し部位Ｒが発生してしまう加工部位につ
いて、加工部位毎に製品の断面図を見ながら、図23
（ｂ）に示す如く工具干渉を回避しつつ削り残し部位Ｒ
の発生を避け得るような新たな加工軸方向を、加工精度
の低下を最小限に止めるためＺ軸方向に対する角度が可
能な限り小さくなるように決定して、その新たな加工軸
方向を定義するデータを作成し、そのデータをＣＡＭシ
ステムに与えて、ＣＡＭシステムが作成した工具軌跡デ
ータ中の上記削り残しが発生する加工部位の加工軸方向
を上記新たな加工軸方向に変更していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のＣＡＭシステムでは、上述のようにオペレータが切削
検討の際に、ＣＡＭシステムが出力する、加工軸方向を
Ｚ軸方向に固定した加工では削り残し部位が発生する加
工部位につき加工部位毎に新たな加工軸方向を逐一決定
してその加工軸方向を定義するデータを作成していたた
め、切削検討の際のオペレータの工数が嵩んでしまうと
ともに、という問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記従来技
術の課題を有利に解決した装置を提供することを目的と
するものであり、この発明のＣＡＭシステム用加工軸方
向決定装置は、図１にその概念を示すように、製品形状
データと、加工軸方向をＺ軸方向に固定した工具軌跡デ
ータと、使用工具データとに基づき工具干渉チェックを
行って、前記工具軌跡データにおける、工具干渉の回避
のために加工軸方向を変更する必要がある加工軸方向変
更部位を検索する加工軸方向変更部位検索手段M1と、前
記工具軌跡データにおける前記加工軸方向変更部位につ
き、前記製品形状データからＺ軸方向座標値の小さい側
と大きい側とを調べて、Ｚ軸方向座標値の小さい側から
大きい側へ向かう方向を求め、その求めた方向を新たな
加工軸方向に決定する加工軸方向決定手段M2と、を具え
てなるものである。

【０００８】なお、この発明における前記加工軸方向決
定手段M2は、前記工具軌跡データにおける前記加工軸方
向変更部位での加工軸方向を、Ｚ軸方向に直交する軸線
周りに回動させて前記Ｚ軸方向座標値の小さい側から大
きい側へ向かうように傾斜させ、その加工軸方向のＺ軸
方向に対する傾斜角度を漸次増加させつつ工具干渉チェ
ックを繰り返し行って工具干渉の生じなくなる傾斜角度
を求め、その傾斜角度を新たな加工軸方向のＺ軸方向に
直交する軸線周りの角度に決定するものであっても良
い。

【０００９】またこの発明における前記加工軸方向決定
手段M2は、前記製品形状データからＺ軸方向座標値の小
さい側と大きい側とを調べるために、前記工具軌跡デー
タにおける前記加工軸方向変更部位での工具軌跡の全て
の構成点につき構成点毎に、前記製品形状データにおけ
る製品形状と凸形先端形状の工具との二箇所の接点を求
め、それら二箇所の接点のＺ軸方向座標値を比較するも
のであっても良い。

【００１０】一方この発明における前記加工軸方向決定
手段M2は、前記製品形状データからＺ軸方向座標値の小
さい側と大きい側とを調べるために、前記工具軌跡デー
タにおける前記加工軸方向変更部位の領域を区画する境
界線を工具形状に応じた干渉回避距離だけ外方へオフセ
ットしてオフセット領域線を求め、そのオフセット領域
線を前記製品形状データにおける製品形状上にＺ軸方向
から投影した投影領域線を所定間隔で分割し、前記投影
領域線上の複数の分割点のうちの互いに隣接する所定数
の分割点のＺ軸方向座標値の和が最少となる分割点群の
ある部位を前記Ｚ軸方向座標値の小さい側とするもので
あっても良い。

【００１１】そしてこの発明における前記加工軸方向決
定手段M2は、前記工具軌跡データにおける前記加工軸方
向変更部位での工具軌跡の全ての構成点につき構成点毎
に、前記製品形状データにおける製品形状に対する、そ
の構成点におけるＺ軸方向に直交する平面内での法線方
向を求めて、その法線方向をその構成点での新たな加工
軸方向の、Ｚ軸方向軸線周りの方向に決定し、次いで前
記加工軸方向変更部位での工具軌跡の全体につき、隣接
する構成点間での前記Ｚ軸方向軸線周りの方向の角度変
化の最も大きい構成点における前記Ｚ軸方向軸線周りの
方向をＺ軸方向軸線周り代表方向として、前記製品形状
に対するそのＺ軸方向軸線周り代表方向の角度が所定許
容角度以上となる構成点の存在範囲を調べ、Ｚ軸方向に
直交する所定方向に対する前記Ｚ軸方向軸線周り代表方
向の角度をその調べた構成点の存在範囲についての前記
新たな加工軸方向のＺ軸方向軸線周り代表角度に決定す
るとともに前記工具軌跡から前記調べた構成点の存在範
囲を除去するという分割軌跡用Ｚ軸方向軸線周り代表角
度決定処理を、残りの工具軌跡が無くなるまで繰り返し
行うものであっても良い。

【００１２】

【作用】この発明の装置にあっては、加工軸方向変更部
位検索手段M1が、製品形状データと、加工軸方向をＺ軸
方向に固定した工具軌跡データと、使用工具データとに
基づき工具干渉チェックを行って、前記工具軌跡データ
における、工具干渉の回避のために加工軸方向を変更す
る必要がある加工軸方向変更部位を検索し、次いで加工
軸方向決定手段M2が、前記工具軌跡データにおける前記
加工軸方向変更部位につき、前記製品形状データからＺ
軸方向座標値の小さい側と大きい側とを調べて、Ｚ軸方
向座標値の小さい側から大きい側へ向かう方向を求め、
その求めた方向を新たな加工軸方向に決定する。

【００１３】従ってこの発明の装置によれば、Ｚ軸方向
からの加工では削り残しが発生するため加工軸方向の変
更が必要な加工部位における新たな加工軸方向を自動的
にかつ適切に決定し得て、ＣＡＭシステムのオペレータ
が切削検討の際に加工軸方向をＺ軸方向に固定した加工
では削り残しが発生する加工部位につき加工部位毎に新
たな加工軸方向を逐一決定しその加工軸方向を定義する
データを作成する必要を無くすことができるので、切削
検討の際のオペレータの工数を大幅に削減することがで
きる。

【００１４】なお、前記加工軸方向決定手段M2を、前記
工具軌跡データにおける前記加工軸方向変更部位での加
工軸方向を、Ｚ軸方向に直交する軸線周りに回動させて
前記Ｚ軸方向座標値の小さい側から大きい側へ向かうよ
うに傾斜させ、その加工軸方向のＺ軸方向に対する傾斜
角度を漸次増加させつつ工具干渉チェックを繰り返し行
って工具干渉の生じなくなる傾斜角度を求め、その傾斜
角度を新たな加工軸方向のＺ軸方向に直交する軸線周り
の角度に決定するように構成すれば、新たな加工軸方向
のＺ軸方向に直交する軸線周りの角度を一定の角度に設
定する場合と比較して、工具干渉を回避しつつ、Ｚ軸方
向に対する新たな加工軸方向の角度をより小さくし得る
ので、加工精度の低下をより少なくすることができる。

【００１５】また前記加工軸方向決定手段M2を、前記製
品形状データからＺ軸方向座標値の小さい側と大きい側
とを調べるために、前記工具軌跡データにおける前記加
工軸方向変更部位での工具軌跡の全ての構成点につき構
成点毎に、前記製品形状データにおける製品形状と凸形
先端形状の工具との二箇所の接点を求め、それら二箇所
の接点のＺ軸方向座標値を比較するように構成すれば、
前記稜線沿い加工のための工具軌跡についてＺ軸方向座
標値の小さい側と大きい側とを調べる際に効率良く調べ
ることができる。

【００１６】この一方前記加工軸方向決定手段M2を、前
記製品形状データからＺ軸方向座標値の小さい側と大き
い側とを調べるために、前記工具軌跡データにおける前
記加工軸方向変更部位の領域を区画する境界線を工具形
状に応じた干渉回避距離だけ外方へオフセットしてオフ
セット領域線を求め、そのオフセット領域線を前記製品
形状データにおける製品形状上にＺ軸方向から投影した
投影領域線を所定間隔で分割し、前記投影領域線上の複
数の分割点のうちの互いに隣接する所定数の分割点のＺ
軸方向座標値の和が最少となる分割点群のある部位を前
記Ｚ軸方向座標値の小さい側とするように構成すれば、
前記領域加工のための工具軌跡についてＺ軸方向座標値
の小さい側と大きい側とを調べる際に効率良く調べるこ
とができる。

【００１７】そして前記加工軸方向決定手段M2を、前記
工具軌跡データにおける前記加工軸方向変更部位での工
具軌跡の全ての構成点につき構成点毎に、前記製品形状
データにおける製品形状に対する、その構成点における
Ｚ軸方向に直交する平面内での法線方向を求めて、その
法線方向をその構成点での新たな加工軸方向の、Ｚ軸方
向軸線周りの方向に決定し、次いで前記加工軸方向変更
部位での工具軌跡の全体につき、隣接する構成点間での
前記Ｚ軸方向軸線周りの方向の角度変化の最も大きい構
成点における前記Ｚ軸方向軸線周りの方向をＺ軸方向軸
線周り代表方向として、前記製品形状に対するそのＺ軸
方向軸線周り代表方向の角度が所定許容角度以上となる
構成点の存在範囲を調べ、Ｚ軸方向に直交する所定方向
に対する前記Ｚ軸方向軸線周り代表方向の角度をその調
べた構成点の存在範囲についての前記新たな加工軸方向
のＺ軸方向軸線周り代表角度に決定するとともに前記工
具軌跡から前記調べた構成点の存在範囲を除去するとい
う分割軌跡用Ｚ軸方向軸線周り代表角度決定処理を、残
りの工具軌跡が無くなるまで繰り返し行うように構成す
れば、前記加工軸方向変更部位での工具軌跡の全体を、
一定の加工軸方向で加工し得る範囲毎に分割して、それ
らの分割軌跡の各々につき前記Ｚ軸方向軸線周り代表角
度を決定し得るので、それらの分割軌跡の各々で加工す
る間、新たな加工軸方向の、Ｘ軸やＹ軸等のＺ軸方向に
直交する所定方向に対する前記Ｚ軸方向軸線周りの方向
の角度を一定のＺ軸方向軸線周り代表角度に維持し得
て、工具軌跡が曲線を描いている場合にその工具軌跡の
構成点毎に新たな加工軸方向のＺ軸方向軸線周りの角度
を変更しなくても適正に加工を行うことができ、それゆ
え実際の加工の際の加工時間を短縮することができる。

【００１８】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図２は、金型形状加工用ＣＡＭシステム
に適用した、この発明の加工軸方向決定装置の、特に稜
線沿い加工に適した一実施例の構成を示す説明図であ
り、この実施例の装置は、前述した通常のＣＡＭシステ
ムを構成するコンピューターの作動プログラムの一部を
改造してそのＣＡＭシステムに付加したもので、図２に
示す如く、前記加工軸方向変更部位検索手段M1に相当す
る加工軸方向変更部位検索部１と、前記加工軸方向決定
手段M2に相当する加工軸方向決定部２とを具えてなる。

【００１９】ここで、上記加工軸方向変更部位検索部１
は、型形状切削用数値モデルファイル３と、加工技術デ
ータベース（Ｄ／Ｂ）ファイル４と、稜線沿い工具軌跡
ファイル５とからデータをそれぞれ入力して、図３
（ａ）に示すように、前述した稜線沿い加工のための稜
線沿い工具軌跡において工具Ｔと型形状切削用数値モデ
ルＭとの工具干渉の回避のために加工軸方向を変更する
必要がある部位を自動検索する。そして上記加工軸方向
決定部２は、先ず図３（ｂ）に示すように、上記加工軸
方向の変更が必要な部位の工具軌跡の全ての構成点につ
いて構成点毎の新たな加工軸方向Ｄ_C1，Ｄ_C2，Ｄ_C3，Ｄ
_C4・・を決定し、次いで図３（ｃ）に示すように、その
加工軸方向の変更が必要な部位の工具軌跡の全体を、一
定の代表加工軸方向で加工し得る範囲毎に分割して、分
割軌跡毎の代表加工軸方向Ｄ_R1，Ｄ_R2・・を決定し、そ
れらの代表加工軸方向をＺ軸方向から変更する新たな加
工軸方向とした加工軸方向変更済み稜線沿い工具軌跡デ
ータを上記稜線沿い工具軌跡ファイル５へ出力する。

【００２０】ところで、一般に金型等の高剛性製品を切
削加工するＮＣ工作機械は、工具支持剛性の確保や切粉
の容易な排除等のため、そのＮＣ工作機械の３次元座標
系における垂直方向（Ｚ軸方向）へ延在する主軸を具え
る場合が多く、かかるＮＣ工作機械における加工軸方向
の変更は通常、図４（ａ）に示すように主軸の下端部に
方向可変に連結した工具Ｔの加工軸方向をＺ軸方向に直
交する軸線Ｂ周りに変更する、ＮＣ工作機械のいわゆる
Ｂ軸角度の変更と、図４（ｂ）に示すようにその工具Ｔ
の加工軸方向をＺ軸方向へ延在する軸線Ｃ周りに変更す
る、ＮＣ工作機械のいわゆるＣ軸角度の変更とによって
行うので、加工軸方向をＺ軸方向から変更すると、新た
な加工軸方向のＺ軸方向に対する角度の増加に応じて工
具支持剛性が低下し、ひいては加工精度が低下する。ま
た加工軸方向を変更すると、工具経路を変更する必要も
生じ、かかる工具経路の変更は工具経路ひいては加工時
間の延長をもたらす。一方、工具長を長くすることでも
工具干渉を回避できる場合があり、工具長を長くした場
合にもそれに応じて工具自体の剛性が低下し、ひいては
加工精度が低下するが、工具長を長くしただけの場合に
は工具経路の変更を伴わないので、加工時間が延長され
ることはない。

【００２１】それゆえこの実施例の装置では、先ず、加
工軸方向をＺ軸方向に維持し、工具長を使用可能な種類
中で短いものから長いものへ逐次変更しつつ工具干渉チ
ェックを行って、工具干渉を回避し得る範囲で可能な限
り短い工具長の種類を用いることとし、かかる工具長の
変更だけでは工具干渉を回避できない場合は、次に、工
具長を短いものから長いものへ順次に変更しながら、Ｚ
軸方向に対する新たな加工軸方向の角度を逐次増加させ
つつ工具干渉チェックを行って、工具干渉を回避し得る
範囲で、Ｚ軸方向に対する新たな加工軸方向の角度を可
能な限り小さくし、かつ可能な限り短い工具長の種類を
用いることとする。またこの実施例の装置では、Ｚ軸方
向から変更する新たな加工軸方向を、図４（ａ）に示す
Ｚ軸方向に対する工具Ｔの加工軸方向の上記軸線Ｂ周り
の角度であるＢ軸角度αと、図４（ｂ）に示すＺ軸方向
に直交する所定方向（Ｃ軸角度の基準方向であり図示例
ではＸ軸方向）に対する工具Ｔの加工軸方向の上記軸線
Ｃ周りの角度であるＣ軸角度βとの組み合わせによって
規定する。

【００２２】具体的には、先ず上記加工軸方向変更部位
検索部１が、ＣＡＤシステムが作成した金型の３次元形
状データ（ＣＡＤデータ）から上記ＣＡＭシステムが３
次元点列データに変換した、例えば図５に示す如き、金
型形状を定義した型形状切削用数値モデル（ソリッドモ
デル）のデータ（ＣＡＭデータ）を上記型形状切削用数
値モデルファイル３から入力するとともに、例えば図４
（ｃ）に示すボールエンドミルや図４（ｄ）に示すスク
エアエンドミルや図４（ｅ）に示すテーパーミル等の当
該稜線沿い加工で使用する切削工具の種類およびその使
用する工具の工具径や図４（ｆ）に示す如きアタッチメ
ント外径ｄ₁ やアーバ外径ｄ₂ やアーバ高さＨや工具つ
きだし長さＬや逃げ幅ｔや切削条件等を規定した工具デ
ータを上記加工技術Ｄ／Ｂファイル４から入力し、さら
に上記ＣＡＭシステムが上記ＣＡＭデータから作成し
た、例えば図６に簡略に示す如き、原点Ｐ₀ から出発し
て図中破線で示す送り経路で送り移動するとともに図中
実線で示す加工経路で稜線沿い加工を行って原点Ｐ₀ へ
戻る工具軌跡CLのデータを上記稜線沿い工具軌跡ファイ
ル５から入力する。

【００２３】そして上記加工軸方向変更部位検索部１
は、上記入力したデータに基づいて図７に示す手順で加
工軸方向変更部位検索処理を行い、この処理では、先ず
ステップ11で、上記加工技術Ｄ／Ｂファイル中の工具テ
ーブルから、例えば図８（ａ）に示す工具長Ｌ₁ のＴ₁
（タイプ１）や工具長Ｌ₂ のＴ₂ （タイプ２）や工具長
Ｌ₃ のＴ₃ （タイプ３）の如き、指定された工具径の切
削工具の使用可能な工具長の種類を求め、続くステップ
12で、その使用可能な工具長の種類に基づき工具長の短
い工具から順次、加工軸方向をＺ軸方向に固定した状態
で上記稜線沿い工具軌跡に沿って工具を移動させて工具
干渉チェックを行って、例えば図８（ｂ）に示すように
上記Ｔ₃ やＴ₂ では上記型形状切削用数値モデルＭに対
し工具干渉が生ずるが上記Ｔ₁ では工具干渉が生じない
場合にＴ₁ （タイプ１）を使用するというように、工具
干渉の生じない範囲内で最も短い工具長の種類を求め
る。

【００２４】しかして上記ステップ12で工具干渉チェッ
クを行った結果、先に入力した使用可能な工具長の種類
中に工具干渉の生じない工具長がある場合には、加工軸
方向を変更しないことにしてステップ13で当該処理を終
了するが、その使用可能な工具長の種類中の最も工具長
の長い工具（例えば上記Ｔ₁ ）でも工具干渉が生じてし
まって、図８（ｃ）に示す如く工具干渉の生じない工具
長の工具が無い場合には、ステップ13からステップ14へ
進んで、加工軸方向の変更を決定するとともに上記稜線
沿い工具軌跡のうちの工具干渉の発生する一または複数
の部位をそれぞれ、図８（ｄ）に矢印で示す如く工具Ｔ
の加工軸方向をＺ軸方向から変更する必要がある加工軸
方向変更部位として記録して、当該処理を終了する。

【００２５】次いでここでは上記加工軸方向決定部２
が、上記処理によって記録した加工軸方向変更部位につ
き、図９に示す手順で構成点単位加工軸方向決定処理を
行い、この処理では、先ずステップ21で、その加工軸方
向変更部位の工具軌跡を構成している構成点毎に、図10
（ａ）に示すように、上記型形状切削用数値モデルＭと
凸形先端形状の工具（例えば前記ボールエンドミル）Ｔ
との二箇所の接点CP₁ ，CP₂ を求め、続くステップ22
で、それら二箇所の接点CP₁ ，CP₂ のＺ軸方向座標値を
比較して、その構成点での工具軌跡に対し、Ｚ軸方向座
標値の高い方の接点（図では接点CP₁ ）がある側を山
側、反対側を谷側とみなす。

【００２６】続くステップ23では、上記各構成点におい
て、図10（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向に直交する平面
である水平面内における、その構成点での工具軌跡CLに
対する法線方向すなわち、その構成点の両側に連なる工
具軌跡CLに対する角度が等しくなる方向あるいは、構成
点が工具軌跡CLの端部に位置する場合はその構成点の片
側に連なる工具軌跡CLに対して直角な方向を求めて、上
記山側から谷側へ向かう法線方向Ｄ_CUと上記谷側から山
側へ向かう法線方向Ｄ_CLとの二種類の法線方向を求め、
その後のステップ24では、図10（ｃ）に示すように、そ
れら二種類の法線方向Ｄ_CU，Ｄ_CLのうち、工具干渉を回
避して谷側から加工し得る方である上記谷側から山側へ
向かう法線方向Ｄ_CLを選択して、その谷側から山側へ向
かう法線方向Ｄ_CLを当該構成点での新たな加工軸方向に
決定する。

【００２７】そして次のステップ25では、未処理の構成
点の有無を判断し、未処理の構成点が有る場合にはステ
ップ21へ戻る。これによりここでは、上記ステップ21〜
ステップ24が、上記加工軸方向変更部位の工具軌跡を構
成している全ての構成点分繰り返して行われ、かかる構
成点単位加工軸方向決定処理により、図10（ｄ）に示す
ように、上記加工軸方向変更部位の全ての構成点につき
構成点毎の新たな加工軸方向Ｄ_C5〜Ｄ_C8が自動的に求ま
る。但しこの段階では、新たな加工軸方向の前述したＢ
軸角度αはＢ軸周りに工具軌跡のどちら側にするかだけ
定まっていてその具体的な角度は未だ定まっていず、ま
た前述したＣ軸角度βも構成点毎に独立に定まってい
る。

【００２８】それゆえ、上記加工軸方向決定部２は、次
いで、図11に示す手順で分割軌跡用代表加工軸方向設定
処理を行い、この処理では、先ずステップ31で、例えば
図12（ａ）に示すＢ軸角度αをα₁ とするＴ_A （タイプ
Ａ）やＢ軸角度αをα₂ とするＴ_B （タイプＢ）やＢ軸
角度αをα₃ とするＴ_C （タイプＣ）の如き、Ｂ軸角度
αについての選択パターンを設定し、続くステップ32
で、加工軸方向の、上記軸線Ｃ周りの方向の、製品形状
を表す上記型形状切削用数値モデルＭの表面Ｐに対する
角度の許容限度を設定する。これにより、例えばその許
容限度を45°とした場合には、図12（ｂ）に示すよう
に、工具Ｔの加工軸方向の、上記軸線Ｃ周りの方向の、
上記表面Ｐに対する角度が、44°では不可となるが、50
°ではＯＫとなる。なお、上記選択パターンや上記許容
限度の設定は、この実施例の装置が前記加工技術Ｄ／Ｂ
ファイル４からあらかじめ定められた値を自動的に読み
込んで行っても良く、あるいは該ＣＡＭシステムを操作
するオペレータがこの実施例の装置にマニュアル操作で
入力して行っても良い。

【００２９】次のステップ33では、先にステップ24で求
めた、加工軸方向変更部位にて工具軌跡CLを構成してい
る各構成点での加工軸方向のＣ軸角度βを、その構成点
に隣接する構成点での加工軸方向のＣ軸角度βと比較し
て、そのＣ軸角度βの変化量が最も大きい部位の構成点
を検索し、図12（ｃ）に示すように、そのＣ軸角度βの
変化量が最大の部位の構成点での加工軸方向を代表加工
方向Ｄ_R とするとともに、その代表加工方向Ｄ_R のＣ軸
角度βを代表Ｃ軸角度（Ｚ軸方向軸線周り代表角度）と
する。そして次のステップ34では、図12（ｄ）に示すよ
うに、その代表加工方向Ｄ_R の、軸線Ｃ周りの方向（Ｚ
軸方向軸線周り代表方向）の、上記型形状切削用数値モ
デルＭの表面Ｐに対する角度が上記許容限度以上（Ｏ
Ｋ）となる構成点の存在範囲Ｗを、上記変化量が最大の
部位から工具軌跡CLの両方向に求めて、上記代表加工軸
方向Ｄ_R および代表Ｃ軸角度をその求めた存在範囲Ｗに
ついての代表加工軸方向Ｄ_R および代表Ｃ軸角度に決定
し、続くステップ35では、図12（ｅ）に示すように、上
記工具軌跡CLから、上記代表加工軸方向Ｄ_R および代表
Ｃ軸角度を決定した存在範囲Ｗを除去する。

【００３０】そして次のステップ36では、工具軌跡CLの
残りの有無を判断し、工具軌跡CLの残りが有る場合には
ステップ33へ戻る。これによりここでは、分割軌跡用Ｚ
軸方向軸線周り代表角度決定処理としての上記ステップ
33〜ステップ35の分割軌跡用代表Ｃ軸角度決定処理が、
上記加工軸方向変更部位の工具軌跡CLが無くなるまで繰
り返して行われ、かかる分割軌跡用代表加工軸方向設定
処理により、工具軌跡CLを一つのＣ軸角度βで加工でき
る範囲である上記範囲Ｗ毎に分割した分割軌跡毎の上記
代表加工軸方向Ｄ_R および代表Ｃ軸角度が自動的に求ま
る。

【００３１】しかる後、上記加工軸方向決定部２は、図
13に示す手順で加工軸方向最終決定処理を行い、この処
理では、先ずステップ37で、先にステップ11で行ったと
同様に、指定された工具径の切削工具の使用可能な工具
長の種類を求め、続くステップ38で、上記Ｂ軸角度α
を、先にステップ31で設定した選択パターンのうちの一
つ（該ステップの初回実行時には、上記選択パターンの
うちの最少の角度、例えば前述した角度α₁ ）に設定
し、続くステップ39で、上記ステップ37で求めた使用可
能な工具長の種類のうちの一つ（該ステップの初回実行
時には、上記使用可能な工具長のうちの最も短い工具長
の種類、例えば前述したＴ_C ）の工具を用いて、上記各
加工軸方向変更部位での加工軸方向を上記設定したＢ軸
角度αおよび先に求めた分割軌跡毎の代表Ｃ軸角度で規
定される方向に変更した状態で、先にステップ12で行っ
たと同様にして、上記稜線沿い工具軌跡に沿って工具を
移動させて工具干渉チェックを行う。

【００３２】しかして上記ステップ39で工具干渉チェッ
クを行った結果、工具干渉が生じなかった場合には、そ
の工具干渉チェック時のＢ軸角度αおよび代表Ｃ軸角度
で規定される方向を新たな加工軸方向に最終決定するこ
ととしてステップ40で当該処理を終了するが、上記工具
干渉チェックで工具干渉が生じてしまった場合には、ス
テップ40からステップ41へ進んで、次に、Ｂ軸角度αの
変更が可能か否かを判断する。そして上記選択パターン
中に次に小さい角度がある場合には、ステップ42で、そ
の角度にＢ軸角度αを変更することとして、そこから上
記ステップ38へ戻るが、例えば上記工具干渉チェックの
時のＢ軸角度αが最大の角度α₃ であった場合によう
に、次に小さい角度が選択パターン中にない場合には、
ステップ41からステップ43へ進む。

【００３３】ステップ33では、さらに、工具長の変更が
可能か否かを判断し、上記使用可能な工具長の種類中に
次に短い工具長の種類がある場合には、ステップ44で、
その工具長の種類に工具長を変更することとして、そこ
から上記ステップ38へ戻り、再び上記選択パターンのう
ちの最少の角度をＢ軸角度αとするとともに上記次に短
い工具長の種類に工具長を変更して工具干渉チェックを
行う。一方ステップ43で、例えば上記工具干渉チェック
の時の工具長の種類が最長の種類Ｔ₁ であった場合によ
うに、次に短い工具長の種類が上記使用可能な工具長の
種類中にない場合には、ステップ43からステップ45へ進
んで、その工具干渉を回避し得なかった部位については
マニュアル加工を行うこととして当該処理を終了する。

【００３４】しかる後、上記実施例の装置は、先に上記
稜線沿い工具軌跡ファイル５から入力した稜線沿い工具
軌跡を含む工具軌跡CLのデータにおける、上記各加工軸
方向変更部位での加工軸方向をそれぞれ、Ｚ軸方向か
ら、最終決定した上記新たな加工軸方向に変更し、その
加工軸方向変更済みの稜線沿い工具軌跡データを上記稜
線沿い工具軌跡ファイル５へ出力する。

【００３５】上述の如くして上記実施例の装置によれ
ば、稜線沿い加工での、Ｚ軸方向からの加工では削り残
しが発生するため加工軸方向の変更が必要な加工部位に
おける新たな加工軸方向を自動的にかつ適切に決定し得
て、ＣＡＭシステムのオペレータが切削検討の際に加工
軸方向をＺ軸方向に固定した加工では削り残しが発生す
る加工部位につき加工部位毎に新たな加工軸方向を逐一
決定しその加工軸方向を定義するデータを作成する必要
を無くすことができるので、切削検討の際のオペレータ
の工数を大幅に削減することができる。

【００３６】しかも上記実施例の装置によれば、加工軸
方向のＺ軸方向に対する傾斜角度を漸次増加させつつ工
具干渉チェックを繰り返し行って工具干渉の生じなくな
る傾斜角度を求め、その傾斜角度を新たな加工軸方向の
Ｚ軸方向に直交する軸線Ｂ周りの角度に決定するので、
新たな加工軸方向のＢ軸角度を一定の角度に設定する場
合と比較して、工具干渉を回避しつつ、Ｚ軸方向に対す
る新たな加工軸方向の角度をより小さくし得て、加工精
度の低下をより少なくすることができる。

【００３７】また上記実施例の装置によれば、型形状切
削用数値モデルＭからＺ軸方向座標値の小さい側と大き
い側とを調べるために、工具軌跡データにおける加工軸
方向変更部位での工具軌跡CLの全ての構成点につき構成
点毎に、数値モデルＭにおける表面Ｐと凸形先端形状の
工具Ｔとの二箇所の接点を求め、それら二箇所の接点の
Ｚ軸方向座標値を比較するので、稜線沿い加工のための
工具軌跡についてＺ軸方向座標値の小さい谷側と大きい
山側とを調べる際に、効率良く調べることができる。

【００３８】そして上記実施例の装置によれば、加工軸
方向変更部位での工具軌跡CLの全体を、一定の加工軸方
向で加工し得る範囲Ｗ毎に分割して、それらの分割軌跡
の各々につき代表加工方向Ｄ_R および代表Ｃ軸角度を決
定するので、それらの分割軌跡の各々で加工する間、新
たな加工軸方向のＣ軸角度βを一定の代表角度に維持し
得て、工具軌跡が曲線を描いている場合にその工具軌跡
の構成点毎に新たな加工軸方向のＺ軸方向軸線周りの角
度を変更しなくても適正に加工を行うことができ、それ
ゆえ実際の加工の際の加工時間を短縮することができ
る。

【００３９】図14は、金型形状加工用ＣＡＭシステムに
適用した、この発明の加工軸方向決定装置の、特に領域
加工に適した他の一実施例が行う加工軸方向変更部位検
索処理を示すフローチャートであり、この実施例の装置
も先の実施例の装置と同様、前述した通常のＣＡＭシス
テムを構成するコンピューターの作動プログラムの一部
を改造してそのＣＡＭシステムに付加したもので、前記
加工軸方向変更部位検索手段M1に相当する加工軸方向変
更部位検索部と、前記加工軸方向決定手段M2に相当する
加工軸方向決定部とを具えてなる。

【００４０】ここで、上記加工軸方向変更部位検索部
は、先の実施例と異なり、図14に示すように、型形状切
削用数値モデルファイル３および加工技術データベース
（Ｄ／Ｂ）ファイル４からデータを入力するとともに領
域加工工具軌跡ファイル６からデータを入力して、前述
した領域加工のための領域加工工具軌跡において工具Ｔ
と型形状切削用数値モデルＭとの工具干渉の回避のため
に加工軸方向を変更する必要がある部位を自動検索す
る。そして上記加工軸方向決定部は、これも先の実施例
と異なり、上記加工軸方向の変更が必要な部位の工具軌
跡を他の工具軌跡から分割して、上記加工軸方向の変更
が必要な部位毎に、一つの加工軸方向Ｄ_S を決定し、そ
の加工軸方向の変更が必要な部位毎の加工軸方向Ｄ_S を
Ｚ軸方向から変更する新たな加工軸方向とした加工軸方
向変更済み領域加工工具軌跡データを上記領域加工工具
軌跡ファイル６へ出力する。

【００４１】またこの実施例の装置でも前述した加工精
度低下防止という理由から、先ず、加工軸方向をＺ軸方
向に維持し、工具長を使用可能な種類中で短いものから
長いものへ逐次変更しつつ工具干渉チェックを行って、
工具干渉を回避し得る範囲で可能な限り短い工具長の種
類を用いることとし、かかる工具長の変更だけでは工具
干渉を回避できない場合は、次に、工具長を短いものか
ら長いものへ順次に変更しながら、Ｚ軸方向に対する新
たな加工軸方向の角度を逐次増加させつつ工具干渉チェ
ックを行って、工具干渉を回避し得る範囲で、Ｚ軸方向
に対する新たな加工軸方向の角度を可能な限り小さく
し、かつ可能な限り短い工具長の種類を用いることとす
る。またこの実施例の装置でも、Ｚ軸方向から変更する
新たな加工軸方向を、図４（ａ）に示すＺ軸方向に対す
る工具Ｔの加工軸方向の前記軸線Ｂ周りの角度であるＢ
軸角度αと、図４（ｂ）に示すＺ軸方向に直交する所定
方向（Ｃ軸角度の基準方向であり図示例ではＸ軸方向）
に対する工具Ｔの加工軸方向の前記軸線Ｃ周りの角度で
あるＣ軸角度βとの組み合わせによって規定する。

【００４２】具体的には、先ず上記加工軸方向変更部位
検索部が、先の実施例と同様に、金型形状を定義した型
形状切削用数値モデルのデータを上記型形状切削用数値
モデルファイル３から入力するとともに、当該領域加工
で使用する切削工具の種類およびその使用する工具の工
具径や各部寸法、切削条件等を規定したデータを上記加
工技術Ｄ／Ｂファイル４から入力し、さらに上記ＣＡＭ
システムが上記ＣＡＭデータから作成した、例えば図15
に簡略に示す如き、原点Ｐ₀ から出発して図中破線で示
す送り経路で送り移動するとともに図中実線で示す加工
経路で領域加工を行って原点Ｐ₀ へ戻る工具軌跡CLのデ
ータを上記領域加工工具軌跡ファイル６から入力する。

【００４３】そしてこの実施例での加工軸方向変更部位
検索部は、上記入力したデータに基づいて図14に示す手
順で加工軸方向変更部位検索処理を行い、この処理で
は、図７に示す先の実施例の場合と同様に、先ずステッ
プ51で、上記加工技術Ｄ／Ｂファイル中の工具テーブル
から、指定された工具径の切削工具の使用可能な工具長
の種類を求め、続くステップ52で、その使用可能な工具
長の種類に基づき工具長の短い工具から順次、加工軸方
向をＺ軸方向に固定した状態で上記領域加工工具軌跡に
沿って工具を移動させて工具干渉チェックを行って、工
具干渉の生じない範囲内で最も短い工具長の種類を求め
る。

【００４４】しかして上記ステップ52で工具干渉チェッ
クを行った結果、先に入力した使用可能な工具長の種類
中に工具干渉の生じない工具長がある場合には、加工軸
方向を変更しないことにしてステップ53で当該処理を終
了するが、その使用可能な工具長の種類中の最も工具長
の長い工具でも工具干渉が生じてしまって、工具干渉の
生じない工具長の工具が無い場合には、ステップ53から
ステップ54へ進んで、加工軸方向の変更を決定する。

【００４５】次いでここでは上記加工軸方向決定部が、
図16および図18に示す手順で加工軸方向決定処理を行
い、この処理では、先ずステップ61で、上記工具干渉チ
ェックの結果から、図17（ａ）および図17（ｂ）に示す
ように上記使用可能な工具長の種類中の最も工具長の長
い種類（例えばＴ₁ ）でも型形状切削用数値モデルＭに
対する工具干渉を避けると工具Ｔが届かない一または複
数の領域BTを求め、続くステップ62で、図17（ｃ）およ
び図17（ｄ）に示すように、先に入力した工具軌跡CL中
の領域加工工具軌跡を、加工効率を高める所定の条件に
従いながら上記領域BTで分割して、領域BTを通る加工軸
方向変更部位CL_C と、領域BTを通らない加工軸方向維持
部位CL_R とに分ける。ここに、上記加工効率を高める所
定の条件としては、切削長が指定長より短くならないよ
うにするという条件や、同一加工条件で加工する部位が
近接する場合は工具軌跡を合成するという条件や、可能
な限り加工した側からアプローチするという条件や、可
能な限り切削方向を継承するという条件等がある。

【００４６】続くステップ63では、図17（ｅ）に示すよ
うに、上記工具Ｔが届かない領域BTを区画する境界線
を、例えば工具のアタッチメント半径ｄ₁ ／２の如き工
具形状に応じた干渉回避距離だけ外方へオフセットし
て、オフセット領域線OLを求め、図18に示す次のステッ
プ64では、図19（ａ）に示すように、上記オフセット領
域線OLを型形状切削用数値モデルＭ上にＺ軸方向から投
影して、投影領域線PLを求め、その後のステップ65で
は、図19（ｂ）に示すように、上記投影領域線PLを指定
間隔で分割して複数の分割点を求めるとともに、それら
の分割点のＺ軸方向座標値を求める。

【００４７】そしてここでは、続くステップ66で、図19
（ｃ）に示すように、上記複数の分割点中で、所定数、
例えば五つの互いに隣接する分割点のＺ軸方向座標値の
和が最少となる分割点群GP、すなわち五点のＺ軸方向座
標値が全体として最も小さい分割点群GPのある部位を求
めて、その部位を、先に求めた工具Ｔが届かない領域BT
に対しＺ軸方向座標値の小さい側とするとともに、その
分割点群GPの中で中心となる分割点PCを決定し、その後
のステップ67では、図19（ｄ）に示すように、上記中心
となる分割点PCの法線方向で、かつ上記工具Ｔが届かな
い領域BTの構成点へ向かう方向を、その領域BTについて
の加工軸方向Ｄ_S とする。かかる加工軸方向決定処理に
より、上記工具Ｔが届かない一または複数の領域BTの各
々について加工軸方向Ｄ_S が定まり、その加工軸方向Ｄ
_S により、新たな加工軸方向のＢ軸角度の変更方向およ
びＣ軸角度βが自動的に求まる。

【００４８】しかる後、上記加工軸方向決定部は、図13
に示す手順で加工軸方向最終決定処理を行い、この処理
では、図13に示す先の実施例の場合と同様、先ずステッ
プ68で、先にステップ51で行ったと同様にして、指定さ
れた工具径の切削工具の使用可能な工具長の種類を求め
るとともに、先の実施例のステップ31で行ったと同様に
して、先に述べたＢ軸角度αの選択パターンを設定し、
次いでステップ69で、上記Ｂ軸角度αを、上記設定した
選択パターンのうちの一つ（該ステップの初回実行時に
は、上記選択パターンのうちの最少の角度、例えば前述
した角度α₁ ）に設定し、続くステップ70で、上記ステ
ップ68で求めた使用可能な工具長の種類のうちの一つ
（該ステップの初回実行時には、上記使用可能な工具長
のうちの最も短い工具長の種類、例えば前述したＴ_C ）
の工具を用いて、上記各領域BTを通る加工軸方向変更部
位CL_C での加工軸方向を上記設定したＢ軸角度αおよび
その領域BTのＣ軸角度βで規定される方向に変更した状
態で、先にステップ52で行ったと同様にして、上記領域
加工工具軌跡に沿って工具を移動させて工具干渉チェッ
クを行う。

【００４９】しかして上記ステップ70で工具干渉チェッ
クを行った結果、工具干渉が生じなかった場合には、そ
の工具干渉チェック時のＢ軸角度αおよびＣ軸角度βで
規定される方向を新たな加工軸方向に最終決定すること
としてステップ71で当該処理を終了するが、上記工具干
渉チェックで工具干渉が生じてしまった場合には、ステ
ップ71からステップ72へ進んで、次に、Ｂ軸角度αの変
更が可能か否かを判断する。そして上記選択パターン中
に次に小さい角度がある場合には、ステップ73で、その
角度にＢ軸角度αを変更することとして、そこから上記
ステップ69へ戻るが、例えば上記工具干渉チェックの時
のＢ軸角度αが最大の角度α₃ であった場合にように、
次に小さい角度が選択パターン中にない場合には、ステ
ップ72からステップ74へ進む。

【００５０】ステップ74では、さらに、工具長の変更が
可能か否かを判断し、上記使用可能な工具長の種類中に
次に短い工具長の種類がある場合には、ステップ75で、
その工具長の種類に工具長を変更することとして、そこ
から上記ステップ69へ戻り、再び上記選択パターンのう
ちの最少の角度をＢ軸角度αとするとともに上記次に短
い工具長の種類に工具長を変更して工具干渉チェックを
行う。一方ステップ74で、例えば上記工具干渉チェック
の時の工具長の種類が最長の種類Ｔ₁ であった場合によ
うに、次に短い工具長の種類が上記使用可能な工具長の
種類中にない場合には、ステップ74からステップ76へ進
んで、その工具干渉を回避し得なかった加工軸方向変更
部位についてはマニュアル加工を行うこととして当該処
理を終了する。

【００５１】しかる後、上記実施例の装置は、先に上記
領域加工工具軌跡ファイル６から入力した領域加工工具
軌跡を含む工具軌跡CLのデータにおける、上記各加工軸
方向変更部位での加工軸方向をそれぞれ、Ｚ軸方向か
ら、最終決定した上記新たな加工軸方向に変更し、その
加工軸方向変更済みの領域加工工具軌跡データを上記領
域加工工具軌跡ファイル６へ出力する。

【００５２】上述の如くして上記実施例の装置によれ
ば、領域加工での、Ｚ軸方向からの加工では削り残しが
発生するため加工軸方向の変更が必要な加工部位におけ
る新たな加工軸方向を自動的にかつ適切に決定し得て、
ＣＡＭシステムのオペレータが切削検討の際に加工軸方
向をＺ軸方向に固定した加工では削り残しが発生する加
工部位につき加工部位毎に新たな加工軸方向を逐一決定
しその加工軸方向を定義するデータを作成する必要を無
くすことができるので、切削検討の際のオペレータの工
数を大幅に削減することができる。

【００５３】しかも上記実施例の装置によれば、型形状
切削用数値モデルＭからＺ軸方向座標値の小さい側と大
きい側とを調べるために、工具軌跡データにおける加工
軸方向変更部位の領域BTを区画する境界線を工具形状に
応じた干渉回避距離だけ外方へオフセットしてオフセッ
ト領域線OLを求め、そのオフセット領域線PLを型形状切
削用数値モデルＭ上にＺ軸方向から投影した投影領域線
PLを所定間隔で分割して、その投影領域線PL上の複数の
分割点のうちの互いに隣接する五つの分割点のＺ軸方向
座標値の和が最少となる分割点群GPのある部位をＺ軸方
向座標値の小さい側とするので、前記領域加工のための
工具軌跡についてＺ軸方向座標値の小さい側と大きい側
とを調べる際に効率良く調べることができる。

【００５４】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、この発
明の装置は、稜線沿い加工用の前者の実施例の装置と、
領域加工用の後者の実施例の装置とを組み合わせて構成
することもでき、そのように構成すれば、一連の加工中
で稜線沿い加工と領域加工とを行うようなＮＣデータを
作成する場合に極めて有利である。またこの発明の装置
は、金型形状加工用ＣＡＭシステム以外のＣＡＭシステ
ムにも適用でき、かかる場合でも上記実施例と同様の作
用効果をもたらすことができる。

【００５５】

【発明の効果】かくしてこの発明の加工軸方向決定装置
によれば、Ｚ軸方向からの加工では削り残しが発生する
ため加工軸方向の変更が必要な加工部位における新たな
加工軸方向を自動的にかつ適切に決定し得て、ＣＡＭシ
ステムのオペレータが切削検討の際に加工軸方向をＺ軸
方向に固定した加工では削り残しが発生する加工部位に
つき加工部位毎に新たな加工軸方向を逐一決定しその加
工軸方向を定義するデータを作成する必要を無くすこと
ができるので、切削検討の際のオペレータの工数を大幅
に削減することができる。

【００５６】なお、前記加工軸方向決定手段M2を、前記
工具軌跡データにおける前記加工軸方向変更部位での加
工軸方向を、Ｚ軸方向に直交する軸線周りに回動させて
前記Ｚ軸方向座標値の小さい側から大きい側へ向かうよ
うに傾斜させ、その加工軸方向のＺ軸方向に対する傾斜
角度を漸次増加させつつ工具干渉チェックを繰り返し行
って工具干渉の生じなくなる傾斜角度を求め、その傾斜
角度を新たな加工軸方向のＺ軸方向に直交する軸線周り
の角度に決定するように構成すれば、新たな加工軸方向
のＺ軸方向に直交する軸線周りの角度を一定の角度に設
定する場合と比較して、工具干渉を回避しつつ、Ｚ軸方
向に対する新たな加工軸方向の角度をより小さくし得る
ので、加工精度の低下をより少なくすることができる。

【００５７】また前記加工軸方向決定手段M2を、前記製
品形状データからＺ軸方向座標値の小さい側と大きい側
とを調べるために、前記工具軌跡データにおける前記加
工軸方向変更部位での工具軌跡の全ての構成点につき構
成点毎に、前記製品形状データにおける製品形状と凸形
先端形状の工具との二箇所の接点を求め、それら二箇所
の接点のＺ軸方向座標値を比較するように構成すれば、
前記稜線沿い加工のための工具軌跡についてＺ軸方向座
標値の小さい側と大きい側とを調べる際に効率良く調べ
ることができる。

【００５８】この一方前記加工軸方向決定手段M2を、前
記製品形状データからＺ軸方向座標値の小さい側と大き
い側とを調べるために、前記工具軌跡データにおける前
記加工軸方向変更部位の領域を区画する境界線を工具形
状に応じた干渉回避距離だけ外方へオフセットしてオフ
セット領域線を求め、そのオフセット領域線を前記製品
形状データにおける製品形状上にＺ軸方向から投影した
投影領域線を所定間隔で分割し、前記投影領域線上の複
数の分割点のうちの互いに隣接する所定数の分割点のＺ
軸方向座標値の和が最少となる分割点群のある部位を前
記Ｚ軸方向座標値の小さい側とするように構成すれば、
前記領域加工のための工具軌跡についてＺ軸方向座標値
の小さい側と大きい側とを調べる際に効率良く調べるこ
とができる。

【００５９】そして前記加工軸方向決定手段M2を、前記
工具軌跡データにおける前記加工軸方向変更部位での工
具軌跡の全ての構成点につき構成点毎に、前記製品形状
データにおける製品形状に対する、その構成点における
Ｚ軸方向に直交する平面内での法線方向を求めて、その
法線方向をその構成点での新たな加工軸方向の、Ｚ軸方
向軸線周りの方向に決定し、次いで前記加工軸方向変更
部位での工具軌跡の全体につき、隣接する構成点間での
前記Ｚ軸方向軸線周りの方向の角度変化の最も大きい構
成点における前記Ｚ軸方向軸線周りの方向をＺ軸方向軸
線周り代表方向として、前記製品形状に対するそのＺ軸
方向軸線周り代表方向の角度が所定許容角度以上となる
構成点の存在範囲を調べ、Ｚ軸方向に直交する所定方向
に対する前記Ｚ軸方向軸線周り代表方向の角度をその調
べた構成点の存在範囲についての前記新たな加工軸方向
のＺ軸方向軸線周り代表角度に決定するとともに前記工
具軌跡から前記調べた構成点の存在範囲を除去するとい
う分割軌跡用Ｚ軸方向軸線周り代表角度決定処理を、残
りの工具軌跡が無くなるまで繰り返し行うように構成す
れば、前記加工軸方向変更部位での工具軌跡の全体を、
一定の加工軸方向で加工し得る範囲毎に分割して、それ
らの分割軌跡の各々につき前記Ｚ軸方向軸線周り代表角
度を決定し得るので、それらの分割軌跡の各々で加工す
る間、新たな加工軸方向の、Ｘ軸やＹ軸等のＺ軸方向に
直交する所定方向に対する前記Ｚ軸方向軸線周りの方向
の角度を一定のＺ軸方向軸線周り代表角度に維持し得
て、工具軌跡が曲線を描いている場合にその工具軌跡の
構成点毎に新たな加工軸方向のＺ軸方向軸線周りの角度
を変更しなくても適正に加工を行うことができ、それゆ
え実際の加工の際の加工時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加工軸方向決定装置の基本的構成を
示す概念図である。

【図２】金型形状加工用ＣＡＭシステムに適用したこの
発明の加工軸方向決定装置の、特に稜線沿い加工に適し
た一実施例の構成を示す説明図である。

【図３】上記実施例の装置の作動の概略を示す説明図で
ある。

【図４】上記実施例の装置が行う加工軸方向の変更の態
様および上記実施例の装置が入力する種々の工具データ
を示す説明図である。

【図５】上記実施例の装置がデータとして入力する、金
型形状を定義した型形状切削用数値モデルを示す斜視図
である。

【図６】上記実施例の装置がデータとして入力する、稜
線沿い工具軌跡を含む工具軌跡を示す斜視図である。

【図７】上記実施例の装置が行う加工軸方向変更部位検
索処理の手順を示すフローチャートである。

【図８】上記加工軸方向変更部位検索処理の内容を示す
説明図である。

【図９】上記実施例の装置が行う構成点単位加工軸方向
決定処理の手順を示すフローチャートである。

【図１０】上記構成点単位加工軸方向決定処理の内容を
示す説明図である。

【図１１】上記実施例の装置が行う分割軌跡用代表加工
軸方向設定処理の手順を示すフローチャートである。

【図１２】上記分割軌跡用代表加工軸方向設定処理の内
容を示す説明図である。

【図１３】上記実施例の装置が行う加工軸方向最終決定
処理の手順を示すフローチャートである。

【図１４】金型形状加工用ＣＡＭシステムに適用したこ
の発明の加工軸方向決定装置の、特に領域加工に適した
他の一実施例が行う加工軸方向変更部位検索処理を示す
フローチャートである。

【図１５】上記他の実施例の装置がデータとして入力す
る、領域加工工具軌跡を含む工具軌跡を示す斜視図であ
る。

【図１６】上記他の実施例の装置が行う加工軸方向決定
処理の手順の一部を示すフローチャートである。

【図１７】上記加工軸方向決定処理の上記部分の内容を
示す説明図である。

【図１８】上記他の実施例の装置が行う加工軸方向決定
処理の手順の残部を示すフローチャートである。

【図１９】上記加工軸方向決定処理の上記部分の内容を
示す説明図である。

【図２０】上記他の実施例の装置が行う加工軸方向最終
決定処理の手順を示すフローチャートである。

【図２１】ＣＡＭシステムにおいて製品形状を切削加工
する際の二種類の稜線沿い加工を示す説明図である。

【図２２】ＣＡＭシステムにおいて製品形状を切削加工
する際の二種類の領域加工を示す説明図である。

【図２３】ＣＡＭシステムにおいて加工軸方向の変更が
必要となる場合を示す説明図である。

【符号の説明】

M1 加工軸方向変更部位検索手段 M2 加工軸方向決定手段 CL 工具軌跡 Ｄ_R 代表加工軸方向 Ｄ_S 加工軸方向 Ｍ 型形状切削用数値モデル Ｔ 工具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品形状データと、加工軸方向をＺ軸方
   向に固定した工具軌跡データと、使用工具データとに基
   づき工具干渉チェックを行って、前記工具軌跡データに
   おける、工具干渉の回避のために加工軸方向を変更する
   必要がある加工軸方向変更部位を検索する加工軸方向変
   更部位検索手段（M1）と、 前記工具軌跡データにおける前記加工軸方向変更部位に
   つき、前記製品形状データからＺ軸方向座標値の小さい
   側と大きい側とを調べて、Ｚ軸方向座標値の小さい側か
   ら大きい側へ向かう方向を求め、その求めた方向を新た
   な加工軸方向に決定する加工軸方向決定手段（M2）と、 を具えてなる、ＣＡＭシステム用加工軸方向決定装置。
2. 【請求項２】 前記加工軸方向決定手段は、前記工具軌
   跡データにおける前記加工軸方向変更部位での加工軸方
   向を、Ｚ軸方向に直交する軸線周りに回動させて前記Ｚ
   軸方向座標値の小さい側から大きい側へ向かうように傾
   斜させ、その加工軸方向のＺ軸方向に対する傾斜角度を
   漸次増加させつつ工具干渉チェックを繰り返し行って工
   具干渉の生じなくなる傾斜角度を求め、その傾斜角度を
   新たな加工軸方向のＺ軸方向に直交する軸線周りの角度
   に決定することを特徴とする、請求項１記載のＣＡＭシ
   ステム用加工軸方向決定装置。
3. 【請求項３】 前記加工軸方向決定手段は、前記製品形
   状データからＺ軸方向座標値の小さい側と大きい側とを
   調べるために、前記工具軌跡データにおける前記加工軸
   方向変更部位での工具軌跡の全ての構成点につき構成点
   毎に、前記製品形状データにおける製品形状と凸形先端
   形状の工具との二箇所の接点を求め、それら二箇所の接
   点のＺ軸方向座標値を比較することを特徴とする、請求
   項１または２記載のＣＡＭシステム用加工軸方向決定装
   置。
4. 【請求項４】 前記加工軸方向決定手段は、前記製品形
   状データからＺ軸方向座標値の小さい側と大きい側とを
   調べるために、前記工具軌跡データにおける前記加工軸
   方向変更部位の領域を区画する境界線を工具形状に応じ
   た干渉回避距離だけ外方へオフセットしてオフセット領
   域線を求め、そのオフセット領域線を前記製品形状デー
   タにおける製品形状上にＺ軸方向から投影した投影領域
   線を所定間隔で分割し、前記投影領域線上の複数の分割
   点のうちの互いに隣接する所定数の分割点のＺ軸方向座
   標値の和が最少となる分割点群のある部位を前記Ｚ軸方
   向座標値の小さい側とすることを特徴とする、請求項１
   または２記載のＣＡＭシステム用加工軸方向決定装置。
5. 【請求項５】 前記加工軸方向決定手段は、前記工具軌
   跡データにおける前記加工軸方向変更部位での工具軌跡
   の全ての構成点につき構成点毎に、前記製品形状データ
   における製品形状に対する、その構成点におけるＺ軸方
   向に直交する平面内での法線方向を求めて、その法線方
   向をその構成点での新たな加工軸方向の、Ｚ軸方向軸線
   周りの方向に決定し、次いで前記加工軸方向変更部位で
   の工具軌跡の全体につき、隣接する構成点間での前記Ｚ
   軸方向軸線周りの方向の角度変化の最も大きい構成点に
   おける前記Ｚ軸方向軸線周りの方向をＺ軸方向軸線周り
   代表方向として、前記製品形状に対するそのＺ軸方向軸
   線周り代表方向の角度が所定許容角度以上となる構成点
   の存在範囲を調べ、Ｚ軸方向に直交する所定方向に対す
   る前記Ｚ軸方向軸線周り代表方向の角度をその調べた構
   成点の存在範囲についての前記新たな加工軸方向のＺ軸
   方向軸線周り代表角度に決定するとともに前記工具軌跡
   から前記調べた構成点の存在範囲を除去するという分割
   軌跡用Ｚ軸方向軸線周り代表角度決定処理を、残りの工
   具軌跡が無くなるまで繰り返し行うことを特徴とする、
   請求項１から３までのいずれか記載のＣＡＭシステム用
   加工軸方向決定装置。