JPH10293607A - 情報処理装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電極等の立体形状の最上面加工の工具パス算出
における自動化を実現すし、最上面加工の工具パス算出
における自動化を実現する。 【解決手段】ＣＡＤ図面データを読み込み、加工対象物
体の最上面を検出する。最上面が存在する場合は、最上
面加工が必要であると判断する（ステップＳ１１〜Ｓ１
４）。最上面加工用のパスは、加工対象物体の最外周よ
り工具の大きさに基づいたオフセット分だけ外側へずら
した位置に工具下降位置を決定し、検出された最上面の
高さまでの降下パスを作成する（Ｓ１５、１６）。更
に、検出された最上面を囲む矩形に対してラダー加工の
ためのパスを決定し、上記降下パスと接続する（Ｓ１
７）。そして、ラダー加工のためのパスから上記工具下
降位置まで戻るパスを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は数値制御工作機械を
制御するための数値データを生成する情報処理装置及び
その方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＡＤ図面より得られる数値
データに基づいて加工処理を行う数値制御工作機械が知
られている。この種の装置では、平面図、正面図、側面
図等のＣＡＤ図面より立体加工のためのパラメータを算
出し、算出されたパラメータに従って加工が行なわれ
る。

【０００３】このような数値制御工作機械を用いて、例
えば第２図に示すような電極を加工することができる。
ここで、最上面２１を加工する必要がある場合は、当該
電極のＣＡＤ図面に対して、操作者が対話的にＣＡＤ図
面中の最上面の指示、工具切り込み量などの加工に関す
る情報を入力したうえで、雛型となる工具経路を算出
し、その算出された工具パスを修正し、作成するという
方法が用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、電極のＣＡＤ図面に対して、操作者が対話
的に最上面の指示を行ったり、工具切り込み量などの加
工に関する情報を入力したうえで、雛型となる工具経路
を算出し、その算出された工具パスを修正しながら作成
することから、電極の最上面加工の工具パスの作成に
は、操作者に頼る部分が多い。このため、多大な時間と
労力が必要であり、しかも操作者の能力差によって工具
経路の出来・不出来が決まってしまうという問題があ
る。

【０００５】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、電極等の立体形状の最上面加工の工具パス算出
における自動化を実現する数値制御工作装置及びその制
御方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の情報処理装置は以下の構成を備える。すな
わち、ＣＡＤデータに基づいて加工対象物体の最上面を
検出する検出手段と、工作機械において、前記検出手段
で検出された最上面を加工するための、工具の経路を決
定する決定手段と、前記決定手段で決定された工具の経
路を前記工作機械の制御データとして出力する出力手段
とを備える。

【０００７】また、上記の目的を達成する本発明の情報
処理方法は以下の工程を備える。すなわち、ＣＡＤデー
タに基づいて工作機械を制御するためのデータを生成す
る情報処理方法であって、前記ＣＡＤデータに基づいて
加工対象物体の最上面を検出する検出工程と、前記工作
機械において前記検出工程で検出された最上面を加工す
るための、工具の経路を決定する決定工程と、前記決定
工程で決定された工具の経路を前記工作機械の制御デー
タとして出力する出力工程とを備える。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面参照して本発明
の好適な一実施形態を説明する。

【０００９】図１は本実施形態による数値制御用データ
を生成するデータ処理装置の概略構成を示すブロック図
である。１１は入力装置であり、本データ処理装置の各
種入力を行う。なお、入力装置１１としては、キーボー
ドやマウスが用いられる。１２は中央処理装置であり、
ＣＰＵを有し、本データ処理装置の各種制御を実行す
る。１３は表示装置であり、中央制御装置１２の制御に
より各種表示を行う。１４は記憶装置であり、中央処理
装置１２が実行すべき制御プログラムを格納するプログ
ラム領域や、作業用メモリ領域を提供する。１５は情報
読み込み装置であり、磁気テープやフロッピーディスク
等の外部記憶媒体からの情報の読み込みを行う。

【００１０】本実施形態においては、磁気テープやフロ
ッピーディスクなどの外部記憶媒体から情報読み込み装
置１５を通して後述する制御を実現するための制御プロ
グラムを読み込み、これを半導体ＲＡＭなどの記憶装置
１４に格納する。中央処理装置１２が記憶装置１４に格
納された制御プログラムを実行することで各種制御が実
行され、作成されたデータは記憶装置１４に格納され
る。また各種の操作入力は入力装置１１より行ない、エ
ラー、ワーニング、メッセージなどは表示装置１３によ
って表示される。

【００１１】図２は本実施形態で扱う電極の形状を示す
図である。同図に示すような電極において、ハッチング
で示した部分が最上面２１となる。本実施形態では、Ｃ
ＡＤ図面から最上面が存在するかを判断し、最上面の存
在に基づいて最上面加工の要否を判定する。そして、最
上面加工が必要であれば、数値制御工作機械にその加工
を実行させるための制御データを自動的に算出する。以
下、本実施形態の動作について説明する。

【００１２】図３は本実施形態の最上面加工処理のため
の制御データの生成手順を示すフローチャートである。
まずステップＳ１１において、電極図面の読み込みを行
う。図４は電極のＣＡＤ図面例を示す図である。ステッ
プＳ１１では、図４に示すようなＣＡＤの２．５次元図
面を記憶装置１４から読み込み、その２．５次元図面か
ら、加工対象物の仕上げ形状の認識処理を行なう。ここ
で取り込むべきデータは、直線分、円弧分などの幾何情
報、各面の面形状に関する幾何情報、原点シンボル（図
４の４１）で表現された図面の原点位置などである。

【００１３】そして更に、読み込んだ直線分、円弧分な
どの幾何情報から、平面図に関して直線分、円弧分など
で境界づけられる閉図形領域を算出する。図５は図４に
示される平面図の複数の閉図形領域への分割例を示す図
である。図５に示されるように、図４の電極図面（平面
図）の例では、５つの閉図形領域があることが認識され
る。

【００１４】次にステップＳ１２において、加工に関す
る情報の読み込みを行う。ここでは、工具径、工具切込
み量などの、使用する数値制御工作機械の工具に関する
情報、加工クリアランス、工具降下移動時の停止高さな
ど、加工に関する情報を読み込む。なお、これらの加工
に関する情報は、各情報を記述したパラメータファイル
を記憶装置１４から読み込むことで得られる。

【００１５】次に、ステップＳ１３において最上面加工
が必要か否かを判定する。ここでは次の手順によって判
定が行なわれる。すなわち、 まず、ステップＳ１１において読み込んだ面形状に関
する幾何情報より、加工対象物の仕上げ形状の最大高さ
を求める。図６は図４で示される電極の最大高さを示す
図である。図６に示されるように、電極の最大高さは、
図４の２．５次元図面の正面図から求めることができ
る。 次に、ステップＳ１１で取得した直線分、円弧分等で
領域付けられる閉図形領域のうち、上記最大高さを通る
領域を検索する。 検索された領域から工具降下方向に平行な法線ベクト
ルをもつ平面を検索し、それらを最上面とする。 上記において最上面が存在する場合最上面加工が必
要だと判定し、最上面が存在しない場合、最上面加工は
不必要だと判定する。

【００１６】以上のようにして最上面加工の要否を判定
すると、処理はステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４
では、ステップＳ１３の判定結果に従い、最上面加工が
必要であればステップＳ１５以降の工具降下位置の算出
処理に進み、不必要であれば本処理を終了する。なお、
本例では、図２の最上面２１が検出されることになり、
処理はステップＳ１５へ進む。

【００１７】ステップＳ１５では、工具降下位置の算出
を行う。図７はステップＳ１５における工具下降位置の
算出手順を示すフローチャートである。以下、工具下降
位置の算出手順を説明する。

【００１８】まず、ステップＳ３１において境界限界長
方形を作成する。図８は境界限界長方形を説明する図で
ある。ここでは、最上面加工が必要か否かを判定するス
テップＳ１３において算出された最上面８１（図２の最
上面２１に相当）を包含する境界限界長方形８２が得ら
れる。次にステップＳ３２ではハッチを作成する。図９
は本実施形態によるハッチ及びつぶしピッチの作成方法
を説明する図である。ここでは、ステップＳ１２で読み
込んだ工具切削幅と、ステップＳ３１で取得した境界限
界長方形８２の２辺の長さ（図９：ＸＬ，ＹＬ）より、
以下の式でハッチ本数、つぶしピッチ（図９：Ｐ）を求
める。ここで、ハッチとは、切削工具の中心点が通る経
路である。

【００１９】ハッチ本数＝ｉｎｔ（ｍｉｎ（ＸＬ，Ｙ
Ｌ）／工具切削幅） つぶしピッチ＝ｍｉｎ（ＸＬ，ＹＬ）／ハッチ本数 ただし、ｍｉｎ（ＸＬ，ＹＬ）−工具切削幅×ハッチ本
数＞０となる場合は、ハッチ本数を１増やす。また、こ
こで、ｉｎｔ（ｖａｌｕｅ）はｖａｌｕｅを整数値に丸
める（小数点以下切り捨て）ことを表し、ｍｉｎ（ｖａ
ｌｕｅ１，ｖａｌｕｅ２）はｖａｌｕｅ１とｖａｌｕｅ
２のうち小さい方を出力することを表す。

【００２０】求めたハッチ本数とつぶしピッチより、図
９のようにハッチ８３を作成する。そして、作成された
ハッチの端点のうち最も原点に近いものをラダー開始位
置８４とする。なお、ラダーとは、切削工具の走査方法
の一つである。

【００２１】次にステップＳ３３において、最外周形状
を作成する。図１０は図４の平面図における最外周形状
を説明する図である。すなわち、ステップＳ３３では、
ステップＳ１１で認識した閉図形領域を全て包含する境
界限界長方形を求め、それを最外周形状１０１とする。

【００２２】次に、ステップＳ３４において、工具降下
位置を決定する。図１１は、図４の平面図に関るオフセ
ット図形を示す図である。また、図１２は工具下降位置
を示す図である。ステップＳ３４では、まず、ステップ
Ｓ３３で求めた最外周形状１０１から、ステップＳ１２
で読み込んだ工具半径と工具アプローチ量を加えた量分
オフセットした図形（オフセット図形１１１）を求め
る。そして、求めたオフセット図形１１１とラダー開始
位置８４が最短になるオフセット図形１１１上の点を求
め、これを工具降下位置１２１とする。

【００２３】再び図３において、以上のようにして工具
下降位置が求まると、処理はステップＳ１６へ進む。ス
テップＳ１６では、工具下降位置からの降下パスを作成
する。図１３は工具降下パスを説明する図である。

【００２４】ステップＳ１６では、まず、ステップＳ１
５で算出した工具降下位置１２１、ステップＳ１１で読
み込んだ原点の高さ、ステップＳ１２で読み込んだ工具
降下開始高さより、工具降下開始位置１３１を決定す
る。次に、ステップＳ１２で読み込んだ工具降下移動時
の停止高さ、加工クリアランス、ステップＳ１１で読み
込んだ原点の高さから工具降下一時停止位置１３２を求
める。そして、工具降下開始位置１３１から工具降下一
時停止位置１３２へ移動する降下パス１３４を記憶装置
１４へ出力する。

【００２５】更に、ステップＳ１６においては、ステッ
プＳ１１で求めた加工対象物の仕上げ形状の最大高さ、
ステップＳ１２で読み込んだ加工クリアランスからラダ
ー加工アプローチ位置１３３を求める。そして、工具降
下一時停止位置１３２からラダー加工アプローチ位置１
３３へ移動する降下パス１３５を求め、これを記憶装置
１４に出力する。以上のようにして工具の降下パスが作
成される。なお、本実施形態では、以上のように工具降
下一時停止位置、ラダー加工アプローチ位置を決定し、
工具降下一時停止位置までは工具を高速で降下させ、工
具降下一時停止位置からラダー加工アプローチいちまで
は低速で工具を降下させる。これは、工具の移動を効率
的に且つ安全に行なうためである。

【００２６】次に、ステップＳ１７において、ラダー加
工アプローチ位置からハッチにおける移動パスを求め
る。図１４はラダー加工アプローチ位置からラダー開始
位置、及びハッチ間移動パス例を示す図である。上記の
ラダー加工アプローチ位置１３３から図７のステップＳ
３２で求めたラダー開始位置８４へ移動するパス１４１
を取得してこれを記憶装置１４へ出力する。そして、ラ
ダー開始位置８４から一筆でハッチをたどり、ハッチ間
にハッチ間移動パス１４２を加えてラダー加工のパスを
作成し、記憶装置１４へ出力する。以上のようにしてラ
ダー加工パスが取得され、記憶装置１４に記憶される。

【００２７】次に、ステップＳ１８において、ラダー加
工パスから工具降下位置までの移動パスが作成される。
図１５はラダー加工パスから工具降下開始位置までの工
具パスを説明する図である。同図に示されるように、最
後のラダー加工パス終点１５１から、工具降下開始位置
と同じ高さ（工具上昇位置１５４）まで上昇移動する上
昇パス１５３を求め、記憶装置１４に記憶する。上昇位
置１５４から工具降下点開始位置１３１までの移動パス
１５２を求め、これを記憶装置１４に記憶する。

【００２８】以上のようにして、数値制御工作機械によ
る最上面のラダー加工のための工具パスが自動的に決定
される。このため、ＣＡＤ図面に基づいて数値制御工作
機械の制御データを作成する場合に、操作時間と労力が
軽減されるとともに、操作者の能力差による工具経路の
出来・不出来をなくすことができる。

【００２９】なお、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００３０】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００３１】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００３２】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００３３】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極等の立体形状の最上面加工の工具パス算出の自動化が
達成される。このため、最上面加工の工具パス算出にお
ける無人化が実現でき、時間と労力を軽減し、人の能力
差による工具経路の出来・不出来をなくすことができ
る。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態による数値制御用データを生成する
データ処理装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本実施形態で扱う電極の形状を示す図である。

【図３】本実施形態の最上面加工処理のための制御デー
タの生成手順を示すフローチャートである。

【図４】電極のＣＡＤ図面例を示す図である。

【図５】図４に示される平面図の複数の閉図形領域への
分割例を示す図である。

【図６】図４で示される電極の最大高さを示す図であ
る。

【図７】ステップＳ１５における工具下降位置の算出手
順を示すフローチャートである。

【図８】境界限界長方形を説明する図である。

【図９】本実施形態によるハッチ及びつぶしピッチの作
成方法を説明する図である。

【図１０】図４の平面図における最外周形状を説明する
図である。

【図１１】図４の平面図に関るオフセット図形を示す図
である。

【図１２】工具下降位置を示す図である。

【図１３】工具降下パスを説明する図である。

【図１４】ラダー加工アプローチ位置からラダー開始位
置、及びハッチ間移動パス例を示す図である。

【図１５】ラダー加工パスから工具降下開始位置までの
工具パスを説明する図である。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＡＤデータに基づいて加工対象物体の
   最上面を検出する検出手段と、 工作機械において、前記検出手段で検出された最上面を
   加工するための、工具の経路を決定する決定手段と、 前記決定手段で決定された工具の経路を前記工作機械の
   制御データとして出力する出力手段とを備えることを特
   徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記ＣＡＤデータから
   前記加工対象物体の最大高さを含み、工具下降方向を法
   線方向とする平面であることを特徴とする請求項１に記
   載の情報処理装置。
3. 【請求項３】 前記平面は、ＣＡＤデータに含まれる閉
   領域図形より抽出されることを特徴とする請求項２に記
   載の情報処理装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段で最上面が検出されなかっ
   た場合は、前記決定手段を実行しないことを特徴とする
   請求項１に記載の情報処理装置。
5. 【請求項５】 前記決定手段は、前記最上面をラダー加
   工するための、工具の経路を決定することを特徴とする
   請求項１に記載の情報処理装置。
6. 【請求項６】 前記決定手段は、 前記加工対象物体の最外周を囲む矩形に前記工具の大き
   さに基づく量をオフセットした外周図形上に工具の降下
   位置を設定し、 前記最上面を囲む矩形をラダー加工するための経路を生
   成し、 前記ラダー加工のための経路と前記降下位置をつなぐ経
   路を生成して、これを前記工具の経路に決定することを
   特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
7. 【請求項７】 ＣＡＤデータに基づいて工作機械を制御
   するためのデータを生成する情報処理方法であって、 前記ＣＡＤデータに基づいて加工対象物体の最上面を検
   出する検出工程と、 前記工作機械において前記検出工程で検出された最上面
   を加工するための、工具の経路を決定する決定工程と、 前記決定工程で決定された工具の経路を前記工作機械の
   制御データとして出力する出力工程とを備えることを特
   徴とする情報処理方法。
8. 【請求項８】 前記検出工程は、前記ＣＡＤデータから
   前記加工対象物体の最大高さを含み、工具下降方向を法
   線方向とする平面であることを特徴とする請求項７に記
   載の情報処理方法。
9. 【請求項９】 前記平面は、前記ＣＡＤデータに含まれ
   る閉領域図形より抽出されることを特徴とする請求項８
   に記載の情報処理方法。
10. 【請求項１０】 前記検出工程で最上面が検出されなか
    った場合は、前記決定工程を実行しないことを特徴とす
    る請求項７に記載の情報処理方法。
11. 【請求項１１】 前記決定工程は、前記最上面をラダー
    加工するための、工具の経路を決定することを特徴とす
    る請求項７に記載の情報処理方法。
12. 【請求項１２】 前記決定工程は、 前記加工対象物体の最外周を囲む矩形に前記工具の大き
    さに基づく量をオフセットした外周図形上に工具の降下
    位置を設定し、 前記最上面を囲む矩形をラダー加工するための経路を生
    成し、 前記ラダー加工のための経路と前記降下位置をつなぐ経
    路を生成して、これを前記工具の経路に決定することを
    特徴とする請求項７に記載の情報処理方法。
13. 【請求項１３】 ＣＡＤデータに基づいて工作機械を制
    御するためのデータを生成するための制御プログラムを
    格納する記憶媒体であって、該制御プログラムがコンピ
    ュータを、 ＣＡＤデータに基づいて加工対象物体の最上面を検出す
    る検出手段と、 工作機械において、前記検出手段で検出された最上面を
    加工するための、工具の経路を決定する決定手段と、 前記決定手段で決定された工具の経路を前記工作機械の
    制御データとして出力する出力手段として機能させるこ
    とを特徴とする記憶媒体。