JPH1055211A - 工具経路決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークの目標加工面の向きを定義するデータを
使用することなく目標加工面の向きを十分に考慮して工
具経路を決定する。 【解決手段】目標加工面５０に複数の参照点を発生さ
せ、各参照点毎に、半径が工具半径に等しい球を発生さ
せ、それら球を工具の移動面７０で切断することによっ
て複数の円を発生させ、それら円のうち工具を空間側か
らワークに接近させる際に最初に接する円を選択し、そ
れら選択円７２の中心点７８を互いに接続する１本の連
続した曲線を中心点接続線８０として求め、その中心点
接続線８０の各中心点７８における一法線８２であって
移動面７０に含まれるものを求め、それら各法線８２と
各選択円７２との交点を工具通過点８４として求め、そ
れら工具通過点８４を互いに接続する１本の連続した曲
線を工具経路８６として求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを加工する
ために工具を移動させる経路を決定する技術に関し、特
に、ワークの実際被加工面を目標被加工面に加工するた
めに工具をそれの基準線が予め定められた各移動面に拘
束されるように移動させる際にその基準線上に予め定め
られた基準点がその基準線の方向に移動するための経路
を決定する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記工具経路を決定する従来技術(1) に
よれば、ワークの目標被加工面の形状を定義するワーク
形状データのうち目標被加工面上の各点における向きを
定義するデータを使用して工具経路が決定される。具体
的には、例えば、工具が図１に示すボールエンドミルで
ある場合に、図１３の(a) に示すように、まず、ワーク
の目標被加工面２００上の各点における向きを定義する
データに基づき、目標被加工面２００上の各点における
法線２０２が算出され、目標被加工面２００の各部分が
そこにおける法線２０２の方向に、工具の基準点とその
工具によりワークの実際被加工面が加工される加工点と
の距離（＝工具半径Ｒ）だけ空間側にオフセットさせら
れることにより、工具を移動させる際に工具の基準点が
拘束されるオフセット面２０４が求められ、そのオフセ
ット面２０４と、工具を移動させる際にその工具の基準
線（ボールエンドミルの回転軸線）が拘束されるように
予め定められた各移動面２０６との各交線が各工具経路
２０８とされる。別の従来技術(2) によれば、目標被加
工面上の各点における向きを定義するデータを全く使用
しないで工具経路が決定される。具体的には、例えば、
工具が前記ボールエンドミルである場合に、図１４の
(a) に示すように、まず、目標被加工面２２０上に複数
の参照点２２２が発生させられ、目標被加工面２２０
に、半径が工具の基準点（ボールエンドミルの工具中心
点）と加工点との距離（＝工具半径Ｒ）に等しい球２２
６が複数、各球２２６の中心点が各参照点２２２に一致
する状態で配置され、次に、それら各球２２６と、工具
の基準線（ボールエンドミルの回転軸線）を各移動面２
２８において互いに平行にある間隔（または一定ピッ
チ）で移動させた場合の各基準線２２９との２個の交点
のうちより空間側（ワークに対する加工側であり、図で
は上側に該当する。）に位置する１個の交点２３０が求
められ、各移動面２２８について求められた複数の交点
２３０を互いに接続する１本の折れ線が工具経路２３２
とされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先の従来技術(1) を実
施する場合には、目標被加工面上の各点における向きを
定義するデータを使用しない限り工具経路を決定できな
い。そのため、図１３の(b) に示すように、目標被加工
面の向きを定義するデータに基づいて算出した法線２０
２の中に工具経路決定にとって不適切なもの（図におい
て左下の法線２０２）が発生すると（例えば、目標被加
工面２００を縮体面で表現する場合に発生する。）、オ
フセット面２０４を正しく決定できず、したがって、工
具経路２０８を正しく決定できない。このように、この
従来技術(1) には、目標被加工面の向きを定義するデー
タに基づく法線方向の算出精度の如何により工具経路の
精度が変動してしまうという問題があった。また、後の
従来技術(2) を実施する場合には、目標被加工面の向き
を十分に考慮して工具経路を決定できないため、目標被
加工面の向きが移動面に沿って滑らかに変化するにもか
かわらず工具経路が屈曲してしまい、ワークの実際被加
工面の表面粗さが低下するという問題があった。図１４
の(b) に示すように、決定された工具経路２３２に沿っ
て工具を移動させると、工具の各移動位置ｉ＝１，２，
３において工具の移動経路が屈曲して工具が移動面２２
８に沿って滑らかに移動せず、それら移動位置ｉ＝１，
２，３においてワークに形成される実際被加工面も移動
面２２８に沿って滑らかに変化しないのである。なお、
図には、各移動位置ｉ＝１，２，３における工具加工面
がｊ＝１，２，３で示されている。以上要するに、いず
れの従来技術(1) (2) にも、目標被加工面の向きを十分
に考慮して工具経路を決定できないという問題があった
のである。かかる事情を背景とし、本発明の課題は、目
標被加工面の向きを定義するデータを使用しないで目標
被加工面の向きを十分に考慮して工具経路を決定する方
法を提供することにある。別の課題は、目標被加工面の
向きを定義するデータを使用しないで目標被加工面の向
きを十分に考慮して工具経路を決定するためにコンピュ
ータにより実行されるべきプログラムが予め記録されて
いる媒体を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
のうちの請求項１に係る発明によれば、ワークの実際被
加工面を目標被加工面に加工するために工具をそれの基
準線が予め定められた各移動面に拘束されるように移動
させる際にその基準線上に予め定められた基準点がその
基準線の方向に移動するための経路を決定する方法であ
って、前記目標被加工面上に複数の参照点を発生させ、
それら参照点のうち前記各移動面に対応する複数の参照
点またはそれら参照点と一定の相対位置関係を有する複
数の関連点を１本の線により互いに接続し、その接続線
の各参照点または各関連点における向きに基づいて前記
経路を決定する工具経路決定方法が提供される。

【０００５】工具経路を目標被加工面との関係において
正しく決定するためには目標被加工面上の各点の位置と
各点における向きとをそれぞれ考慮することが必要であ
るが、この請求項１に係る発明方法においては、目標被
加工面に複数の参照点を発生させるために目標被加工面
の形状を定義するデータのうちその各点の位置を定義す
るデータが使用されるのみで、その各点における向きを
定義するデータは使用されず、目標被加工面に発生させ
られた複数の参照点または複数の関連点相互の位置関係
に基づいて目標被加工面の各点における向きが取得さ
れ、結局、目標被加工面の各点の位置を定義するデータ
から取得された位置とその位置から取得された向きとに
基づいて工具経路が決定される。したがって、この請求
項１に係る発明によれば、目標被加工面の向きを定義す
るデータを使用しなくても目標被加工面の向きを十分に
考慮して工具経路を決定できる工具経路決定方法が提供
される。

【０００６】なお、この請求項１に係る発明において
「工具」には種々のものを採用でき、例えば、ボールエ
ンドミル，フラットエンドミル，ラジアスエンドミル
等、切刃を有する工具を基準線としての回転軸線の回り
に回転させてワークを切削する形式の工具や、切刃，レ
ーザ光源，熱線等、加工手段を回転させないで移動させ
てワークを切削，切断する形式の工具や、放電加工具を
採用できる。また、「移動面」は、平面に限らず、曲面
とすることができる。

【０００７】請求項２に係る発明によれば、請求項１の
工具経路決定方法であって、前記接続線が、それの前記
複数の参照点または複数の関連点を互いに接続する１本
の連続した曲線である工具経路決定方法が提供される。

【０００８】請求項１の工具経路決定方法において、前
記接続線は、それの複数の参照点または関連点を互いに
接続する１本の折れ線とすることができる。これに対
し、この請求項２に係る発明によれば、接続線が前記折
れ線である場合に比較して滑らかとなり、向きが滑らか
に変化するのが一般的である目標被加工面をより正確に
反映したものとして接続線を取得でき、ひいては、目標
被加工面の向きをより正確に反映した滑らかな工具経路
を決定でき、実際被加工面の表面粗さが向上する。

【０００９】請求項３に係る発明によれば、請求項１ま
たは２の工具経路決定方法であって、前記複数の参照点
のうち、前記工具を前記各移動面に沿って移動させた際
にその工具により前記実際被加工面が加工される加工点
と実質的に一致するものを前記各移動面に正投影した複
数の投影点を前記複数の関連点として取得し、それら投
影点を１本の線により互いに接続し、その投影点接続線
の前記各投影点における向きに基づいて前記経路を決定
する工具経路決定方法が提供される。

【００１０】図１５の(a) に示すように、ワークの目標
被加工面３００と工具の移動面３０２とが直角に交わる
場合には、加工点は、複数の参照点のうち移動面上にあ
るもののいずれかと完全にまたは十分に一致するが、図
１６の(a) に示すように、直角に交わらない場合には、
加工点は、複数の参照点のうち移動面上にあるもののい
ずれとも、完全にも十分にも一致しない。一方、各移動
面上で各工具経路を決定するために使用される前記接続
線が工具の基準点と同じに移動面上にある場合には、な
い場合に比較して簡単に工具経路を決定できる。したが
って、この請求項３に係る発明によれば、加工点と実質
的に一致する参照点が各移動面に正投影された投影点が
前記関連点とされ、その関連点に基づいて前記接続線が
各移動面上において取得されるため、目標被加工面と移
動面とが直角に交わるか否かを問わず、正確な工具経路
を簡単に決定できる。

【００１１】請求項４に係る発明によれば、請求項３の
工具経路決定方法であって、前記工具が、前記基準点を
中心とした球で構成されている工具加工面で前記ワーク
を加工するものであり、かつ、(a) 前記目標被加工面上
に前記複数の参照点を発生させる参照点発生工程と、
(b) 前記目標被加工面に、半径が前記工具の前記基準点
と前記加工点との距離に等しい球を複数、各球の中心点
が前記各参照点に一致する状態で配置し、それら球を前
記各移動面で切断することによって複数の閉曲線を発生
させ、それら閉曲線のうち、前記工具を空間側（ワーク
に対する加工側）において前記各移動面に沿って並んだ
複数の位置からそれぞれ前記ワークに接近させた場合に
その工具の基準点が最初に接する複数の閉曲線を選択
し、それら各選択閉曲線の中心点を前記各投影点として
取得する投影点取得工程と、(c) それら中心点を１本の
線により互いに接続し、その接続線の前記各中心点にお
ける向きを取得する向き取得工程と、(d) その向きに基
づいて前記経路を決定する経路決定工程とを含む工具経
路決定方法が提供される。

【００１２】この請求項４に係る発明方法において、
「閉曲線」は、「移動面」が平面で構成されている場合
には円となり、それの「中心点」はその円の中心点とし
て取得されるが、「移動面」が曲面で構成されている場
合には円とならず、それの「中心点」は例えば、その閉
曲線の重心点として取得することができる。この方法に
おける「球」，「閉曲線」，「選択閉曲線」，「中心
点」および「接続線」の各技術的意義を図１５および図
１６に基づいて説明する。なお、それら図はいずれも、
「移動面３０２」が平面で構成されていて、閉曲線が円
となる例を示している。「球３０４」は、その半径が工
具の基準点と加工点との距離に等しいため、複数の参照
点のうちその球３０４の中心点と一致するものを加工点
として工具により加工するためにその工具の基準点が位
置することが必要な複数の位置の集合を表している。
「閉曲線３０６」は、それら複数の位置の集合のうち、
工具を移動させる際にその工具の基準線が移動面３０２
に拘束されるという移動方向に関する条件を満たす複数
の位置の集合を表している。「選択閉曲線３０６」は、
それら複数の位置の集合（複数の閉曲線の集合）のう
ち、工具は空間側（ワークに対する加工側）からワーク
に接近する向きが予め定められていて同じ加工点をすべ
ての向きから加工できるわけではないという加工方向に
関する条件を満たす複数の位置の集合（１つの閉曲線）
を表している。「中心点３０８」は、工具の基準点が選
択閉曲線３０６上にある場合にワークが加工される加工
点３１０、すなわち、複数の球３０４のうち選択閉曲線
３０６を含むものの中心点を、移動面３０２に投影した
投影点に一致する。よって、「接続線３１２」は、工具
を移動面３０２に沿って移動させた場合に加工点３１０
が描く軌跡を移動面３０２に直角な方向において見たも
のと一致する。よって、目標被加工面３００の向きを定
義するデータを使用しなくても、目標被加工面３００の
位置を定義するデータのみ使用して接続線３１２さえ取
得すれば、目標被加工面３００のうち各移動面３０２に
沿った部分の向きを取得できる。したがって、この請求
項４に係る発明によれば、工具が例えばボールエンドミ
ル等、工具の基準点を中心とした球を成す工具加工面で
ワークを加工する場合に、目標被加工面の向きを定義す
るデータを使用しなくても目標被加工面の向きを十分に
考慮して工具経路を決定できる。

【００１３】請求項５に係る発明によれば、請求項４の
工具経路決定方法であって、前記接続線が、それの前記
複数の中心点を互いに接続する１本の連続した曲線であ
り、かつ、図１５の(b) および図１６の(b) にそれぞれ
示すように、前記向き取得工程が、その接続線３１２の
前記各中心点３０８における各法線３１４であってその
各中心点３０８から前記空間側に向かって前記各移動面
３０２内において延びるものを取得し、前記経路決定工
程が、それら各法線３１４と前記各選択閉曲線３０６と
の各交点を各工具通過点３１６として取得し、それら工
具通過点３１６を１本の連続した曲線により互いに接続
し、その接続線を前記経路３１８とする工具経路決定方
法が提供される。

【００１４】この請求項５に係る発明によれば、工具が
例えばボールエンドミル等、基準点を中心とした球を成
す工具加工面でワークを加工する場合に、工具経路を目
標被加工面から適正な方向にしかも適正な距離だけオフ
セットした位置に決定できる。

【００１５】請求項６に係る発明によれば、請求項１ま
たは２の工具経路決定方法であって、前記目標被加工面
と前記各移動面との各交線を取得し、それら各交線上に
前記複数の参照点を発生させ、それら参照点を１本の線
により互いに接続し、その接続線の前記各参照点におけ
る前記各移動面内における向きに基づいて前記経路を決
定する工具経路決定方法が提供される。

【００１６】この請求項６に係る発明によれば、例えば
各移動面が目標被加工面に対してほぼ直角となるように
予め定められていて、工具の加工点が、複数の参照点の
うち各移動面上にあるものとほぼ一致する場合に、それ
ら参照点から直接に前記接続線が求められるから、加工
点を投影した点を中間的に求める場合に比較して簡単に
工具経路を決定できる。

【００１７】請求項７に係る発明によれば、請求項１な
いし６のいずれかの工具経路決定方法を実施するために
コンピュータにより実行されるべきプログラムがコンピ
ュータにより読み取り可能に記録されている工具経路決
定プログラム記録媒体が提供される。

【００１８】この請求項７に係る発明によれば、請求項
１ないし６のいずれかの工具経路決定方法をコンピュー
タにより短時間で正確に実施可能となり、工具経路を素
早くかつ正確に決定できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のさらに具体的な実
施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の一実施形態である工具経路決定方法は、ＣＡＤ
工程とＣＡＭ工程とＮＣ加工工程とが互いに直列に並ん
だ一連の製造工程のうちのＣＡＭ工程において実施さ
れ、工具によりワークを加工するために工具の基準点を
移動させるべき経路を決定する方法である。図１におい
て、工具１０は、ボールエンドミルである。ボールエン
ドミルは、先端に少なくとも１枚の切刃を有し、その切
刃を基準線としての回転軸線の回りに回転させることに
より、半球面である工具加工面１２を形成し、その工具
加工面１２でワーク１４を加工する。この工具１０の基
準点は、回転軸線１６上にあり、工具加工面１２を構成
する半球面の中心点である工具中心点１８であり、その
半球面の半径が工具半径Ｒである。この工具半径Ｒは、
工具中心点１８と工具１０によるワーク１４の加工点２
０との距離に一致する。本工具経路決定方法は、図２に
示す工具経路決定装置３０により実施される。工具経路
決定装置３０は、コンピュータ３２を主体として構成さ
れており、コンピュータ３２は、プロセッサ（例えば、
ＣＰＵ）３４とメモリ（例えば、ＲＯＭとＲＡＭ）３６
とを含む構成とされている。工具経路決定装置３０はま
た、フロッピーディスクドライブＦＤＤ等、外部記憶装
置３８を備えている。外部記憶装置３８は、フロッピー
ディスクＦＤ等、記録媒体４０が装填され、その記録媒
体４０からプログラム，データ等を読み込んでコンピュ
ータ３２に供給したり、コンピュータ３２により作成さ
れたデータ等を記録媒体４０に書き込むことを行う。作
業者からの指令はキーボード，マウス等、入力装置４２
を介してコンピュータ３２に入力され、また、コンピュ
ータ３２の処理結果はＣＲＴ，液晶ディスプレイ，プリ
ンタ，プロッタ等、出力装置４４を介して作業者に出力
される。

【００２０】記録媒体４０に予め記録されているプログ
ラムの１つに、図３にフローチャートで表されている工
具経路決定プログラムがある。この工具経路決定プログ
ラムにおいてはまず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ
１」で表す。他のステップについても同じとする。）に
おいて、入力装置４２により、ワーク１４の目標被加工
面の形状を表すワーク形状データが入力される。さら
に、本ステップにおいては、そのワーク形状データに基
づき、図４に示すように、目標被加工面５０上に複数の
参照点５２が発生させられる。なお、発生させられる複
数の参照点５２相互の間隔については後述する。次に、
Ｓ２において、図４に示すように、目標被加工面５０に
複数の球５４が配置される。各球５４は半径が工具半径
Ｒに一致するものであり、また、各球５４の中心点が各
参照点５２に一致させられている。その結果、目標被加
工面５０には、図５に示すように、縦横に並んだ複数の
球５４が配置されることになる。ここで、参照点５２の
間隔について説明する。参照点５２の間隔は、過大であ
れば、球５４による目標被加工面５０の近似精度が低下
して工具経路の決定精度が低下し、過小であれば、目標
被加工面５０を近似するために使用する球５４の数が増
大して工具経路の決定時間、すなわち、コンピュータ３
２の演算時間が増大する。そこで、本工具経路決定方法
においては、工具経路の決定精度を確保した上で工具経
路の決定時間を短縮するため、移動面が平面であると仮
定した上で、その移動面に対応する真の工具経路と、実
際の工具経路であって参照点５２の間隔が同じ複数の状
況のうち真の工具経路からのずれが最大となると予想さ
れる状況下での工具経路（以下、単に「誤差最大の工具
経路」という。）とのずれが予め定められたトレランス
に一致するときのそれら球５４相互の間隔が参照点５２
相互の間隔とされる。ここに、「真の工具経路」は、図
４に示すように、その移動面に沿って並んだ複数の球５
４をその移動面で切断することによって複数の円５６を
発生させ、それら円５６のうち互いに隣接する２個の円
５６について、それらの２本の共通接線のうち空間側に
ある共通接線５８として取得される。これに対し、「誤
差最大の工具経路」は、互いに隣接した２個の円５６と
それら円５６の前記共通接線５８との２個の接点６０
と、それら２個の円５６の２個の交点のうち空間側にあ
る１個の交点６２とを直線で結んだ折れ線として取得さ
れる。ただし、それら真の工具経路と誤差最大の工具経
路とのずれは目標被加工面５０の形状の如何によって変
動するものであるため、参照点５２の間隔は最終的に
は、過去の実例，経験等を加味して設定されることにな
る。Ｓ２の実行が終了すれば、次にＳ３において、図５
に示すように、各移動面７０毎に、複数の球５４が移動
面７０により切断されることにより、各球５４と移動面
７０との各交線が求められる。求められた複数の交線の
一例が図６に示されている。この例においては、移動面
７０が平面で構成されていると仮定されているから、求
められた複数の交線はすべて円７２になるが、半径がす
べての円７２の間で一致するわけではなく、切断された
各球５４の中心点の位置が切断面である移動面７０から
遠ざかるほど短くなる。その後、Ｓ４において、求めら
れた複数の円７２のうち、工具１０を空間側すなわちワ
ーク１４に対する加工側において移動面７０に沿って並
んだ複数の位置からそれぞれワーク１４に向かって、予
め定められた方向（本実施形態では、回転軸線１６の方
向に一致する。）において接近させた場合に工具中心点
１８が最初に接触する複数の円７２が選択される。具体
的には、本実施形態においては、工具１０は移動面７０
内においてそれの回転軸線１６が平行移動するように移
動させられることが条件とされているため、まず、移動
面７０上に複数の直線７４が、回転軸線１４に平行に、
かつ予め定められたピッチで配置される。次に、それら
各直線７４と各円７２との交点７６が１つしかない場合
にはその交点７６、複数ある場合にはそれら交点７６の
うち最も空間側すなわちワーク１４に対する加工側にあ
るものがそれぞれ選択される。図６には、それら各選択
交点７６の一例が黒丸で示されている。さらに、各直線
７４毎に、それら各交点７６を含む円７２が選択され
る。続いて、Ｓ５において、それら各選択円７２の中心
点７８が求められる。その後、Ｓ６において、求められ
た複数の中心点７８を互いに接続する１本の連続した曲
線が中心点接続線８０として求められる。中心点接続線
８０は複数の中心点７８相互の位置関係に基づき、例え
ばベジェ曲線により求められる。図６には、その中心点
接続線８０の一例が太い実線で示されている。続いて、
Ｓ７において、図７に示すように、中心点接続線８０の
各中心点７８における１本の法線８２であって各中心点
７８から空間側に向かって移動面７０内において延びる
ものが求められる。さらに、本ステップにおいては、同
図に示すように、求められた各法線８２と、その各法線
８２に対応する中心点７８を中心点とする選択円７２と
の１個の交点が工具通過点８４として求められる。その
後、Ｓ８において、求められた複数の工具通過点８４を
互いに接続する１本の連続した曲線が工具経路８６とし
て決定される。工具経路８６は複数の工具通過点８４相
互の位置関係に基づき、例えばベジェ曲線により決定さ
れる。以上で今回の移動面７０に対応する１本の工具経
路８６が決定されたことになる。続いて、Ｓ９におい
て、すべての移動面７０について工具経路８６の決定が
終了したか否かが判定される。未だ終了してはいないと
仮定すれば判定がＮＯとなり、Ｓ３に戻り、別の移動面
７０について工具経路８６の決定が行われ、既に終了し
たと仮定すれば判定がＹＥＳとなり、本プログラムの一
回の実行が終了する。

【００２１】以上の説明から明らかなように、本実施形
態によれば、ワーク形状データのうち目標被加工面の各
点における向きを定義するデータを使用して目標被加工
面の各点における法線方向を算出することなく工具経路
を決定できるため、その法線方向の算出精度の如何にか
かわらず安定した精度で工具経路を決定できる。また、
本実施形態によれば、複数の参照点のうち加工点に実質
的に一致するものが移動面に正投影され、それら複数の
投影点に基づいて工具経路が決定されるため、目標被加
工面と移動面とが直角に交わるか否かを問わず、工具経
路が目標被加工面との関係において常に適正に決定でき
る。さらに、本実施形態によれば、中心点接続線が曲線
とされ、目標被加工面の滑らかさをより正確に反映して
工具経路を滑らかに決定できるため、加工面の表面粗さ
が向上する。

【００２２】本発明の別の実施形態を説明する。前記実
施形態においては、目標被加工面の各移動面に直角な方
向における向きとは無関係に、複数の移動面が互いに平
行に設定されているが、本実施形態においては、図８に
示すように、複数の移動面１００のすべてにつき、各移
動面１００と目標被加工面１０２とがほぼ直角に交わる
ように設定されている。本実施形態においては、図９に
フローチャートで表されている工具経路決定プログラム
が前記記録媒体４０に予め記録されていて、前記工具経
路決定装置３０のコンピュータ３２により実行されるこ
とにより、工具経路が決定される。以下、そのプログラ
ムを図１０を参照しつつ説明する。

【００２３】この工具経路決定プログラムにおいては、
まず、Ｓ１０１において、複数の移動面１００のうち今
回処理対象となるものと目標被加工面１０２との１本の
交線が今回の加工点軌跡１０４として求められる。次
に、Ｓ１０２において、その加工点軌跡１０４上に複数
の参照点１０６が予め定められた間隔で一列に並んで発
生させられる。その後、Ｓ１０３において、それら参照
点１０６を互いに接続する１本の連続した曲線が加工点
軌跡曲線１０８として求められる。加工点軌跡曲線１０
８は複数の参照点１０６相互の位置関係に基づき、例え
ばベジェ曲線により求められる。続いて、Ｓ１０４にお
いて、その加工点軌跡曲線１０８の各参照点１０６にお
ける法線ベクトル１１０が求められる。各法線ベクトル
１１０は、各参照点１０６を始点として今回の移動面１
００内において延びるとともに、空間側に終点を有し、
かつ、長さが工具半径Ｒに等しいベクトルである。した
がって、各法線ベクトル１１０の終点は各工具通過点１
１２を意味する。その後、Ｓ１０５において、それら工
具通過点１１２を互いに接続する１本の連続した曲線が
工具経路１１４として決定される。工具経路１１４は複
数の工具通過点１１２相互の位置関係に基づき、例え
ば、ベジェ曲線により決定される。続いて、Ｓ１０６に
おいて、すべての移動面１００について工具経路１１４
の決定が終了したか否かが判定される。今回は未だ終了
してはいないと仮定すれば判定がＮＯとなり、Ｓ１０１
に戻るが、既に終了したと仮定すれば判定がＹＥＳとな
り、このプログラムの一回の実行が終了する。

【００２４】本実施形態においては、各移動面１００に
ついて工具経路を決定するためには、各移動面１００が
必ず目標被加工面１０２と交わることが条件となる。そ
のため、図１１に示すように、移動面１００と目標被加
工面１０２とが互いに交わらない場合には、その移動面
１００については工具経路１１４を決定できない。これ
に対し、前記実施形態によれば、各移動面７０について
工具経路８６を決定するために、各移動面７０が必ず目
標被加工面５２と交わることが条件とはされていないた
め、図１２に示すように、各移動面７０が目標被加工面
５２と交わらない場合でも、その移動面７０について工
具経路８６を決定できる。

【００２５】以上、本発明の二つの実施形態を図面に基
づいて詳細に説明したが、これらの他にも、特許請求の
範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々
な変形，改良を施した形態で本発明を実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である工具経路決定方法に
より経路が決定される工具を示す正面図である。

【図２】上記工具経路決定方法を実施する工具経路決定
装置を示すブロック図である。

【図３】上記工具経路決定方法を実施するために図２の
記録媒体４０に予め記録されている工具経路決定プログ
ラムを示すフローチャートである。

【図４】図３におけるＳ１およびＳ２の実行内容を説明
するための断面図である。

【図５】図３におけるＳ２およびＳ３の実行内容を説明
するための斜視図である。

【図６】図３におけるＳ３ないしＳ６の実行内容を説明
するための断面図である。

【図７】図３におけるＳ７およびＳ８の実行内容を説明
するための断面図である。

【図８】本発明の別の実施形態である工具経路決定方法
により工具経路が決定されるワークの目標被加工面と移
動面との関係を示す断面図である。

【図９】上記工具経路決定方法を実施するためにコンピ
ュータにより実行される工具経路決定プログラムを示す
フローチャートである。

【図１０】図９におけるＳ１０２ないしＳ１０５の実行
内容を説明するための断面図である。

【図１１】ワークの目標被加工面と移動面との関係の一
例を示す断面図である。

【図１２】図１１に示す場合において図１の実施形態に
より工具経路が決定される様子の一例を示す断面図であ
る。

【図１３】工具経路決定方法の一従来例の内容とその問
題点とを説明するための斜視図である。

【図１４】工具経路決定方法の別の従来例の内容とその
問題点とを説明するための斜視図である。

【図１５】本発明の一実施態様を説明するための正面図
および側面図である。

【図１６】本発明の一実施態様を説明するための正面図
および側面図である。

【符号の説明】

１０ 工具 １４ ワーク ３０ 工具経路決定装置 ４０ 記録媒体 ５０，１０２ 目標被加工面 ５２，１０６ 参照点 ５４ 球 ７０，１００ 移動面 ７２ 円 ７６ 交点 ８０ 中心点接続線 ８２ 法線 ８４，１１２ 工具通過点 ８６，１１４ 工具経路 １１０ 法線ベクトル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉岡 幸治 愛知県名古屋市中村区名駅４丁目10番25号 中部ソフト・エンジニアリング株式会社 内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの実際被加工面を目標被加工面に加
   工するために工具をそれの基準線が予め定められた各移
   動面に拘束されるように移動させる際にその基準線上に
   予め定められた基準点がその基準線の方向に移動するた
   めの経路を決定する方法であって、 前記目標被加工面上に複数の参照点を発生させ、それら
   参照点のうち前記各移動面に対応する複数の参照点また
   はそれら参照点と一定の相対位置関係を有する複数の関
   連点を１本の線により互いに接続し、その接続線の各参
   照点または各関連点における向きに基づいて前記経路を
   決定する工具経路決定方法。
2. 【請求項２】請求項１の工具経路決定方法であって、前
   記接続線が、それの前記複数の参照点または関連点を互
   いに接続する１本の連続した曲線である工具経路決定方
   法。
3. 【請求項３】請求項１または２の工具経路決定方法であ
   って、前記複数の参照点のうち、前記工具を前記各移動
   面に沿って移動させた際にその工具により前記実際被加
   工面が加工される加工点と実質的に一致するものを前記
   各移動面に正投影した複数の投影点を前記複数の関連点
   として取得し、それら投影点を１本の線により互いに接
   続し、その接続線の前記各投影点における向きに基づい
   て前記経路を決定する工具経路決定方法。
4. 【請求項４】請求項３の工具経路決定方法であって、前
   記工具が、前記基準点を中心とした球で構成されている
   工具加工面で前記ワークを加工するものであり、かつ、 前記目標被加工面上に前記複数の参照点を発生させる参
   照点発生工程と、 前記目標被加工面に、半径が前記工具の前記基準点と前
   記加工点との距離に等しい球を複数、各球の中心点が前
   記各参照点に一致する状態で配置し、それら球を前記各
   移動面で切断することによって複数の閉曲線を発生さ
   せ、それら閉曲線のうち、前記工具を空間側において前
   記各移動面に沿って並んだ複数の位置からそれぞれ前記
   ワークに接近させた場合にその工具の基準点が最初に接
   する複数の閉曲線を選択し、それら各選択閉曲線の中心
   点を前記各投影点として取得する投影点取得工程と、 それら中心点を１本の線により互いに接続し、その接続
   線の前記各中心点における向きを取得する向き取得工程
   と、 その向きに基づいて前記経路を決定する経路決定工程と
   を含む工具経路決定方法。
5. 【請求項５】請求項４の工具経路決定方法であって、前
   記接続線が、それの前記複数の中心点を互いに接続する
   １本の連続した曲線であり、 前記向き取得工程が、前記接続線の前記各中心点におけ
   る各法線であってその各中心点から前記空間側に向かっ
   て前記各移動面内において延びるものを取得し、 前記経路決定工程が、それら各法線と前記各選択閉曲線
   との各交点を各工具通過点として取得し、それら工具通
   過点を１本の連続した曲線により互いに接続し、その接
   続線を前記経路とする工具経路決定方法。
6. 【請求項６】請求項１または２の工具経路決定方法であ
   って、前記目標被加工面と前記各移動面との各交線を取
   得し、それら各交線上に前記複数の参照点を発生させ、
   それら参照点を１本の線により互いに接続し、その接続
   線の前記各参照点における向きに基づいて前記経路を決
   定する工具経路決定方法。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかの工具経路決
   定方法を実施するためにコンピュータにより実行される
   べきプログラムがコンピュータにより読み取り可能に記
   録されている工具経路決定プログラム記録媒体。