JPH1153018A - 切削装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、切削装置の制御方法に関し、特にＣ
ＡＭの手法を適用した金型加工等に適用して、簡易かつ
効率良くバーチカル切削加工できるようにする。 【構成】本発明は、加工目的を表示して基準点を辿る順
序の変更を受け付け、又はドリリング点の設定を受け付
ける。またこれに代えて加工目標の形状より、基準点を
辿る順序を変更し、又はドリリング点を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切削装置の制御方法に
関し、特にＣＡＭ（Computer aided manufacturing）の
手法を適用したバーチカル切削加工に適用することがで
きる。本発明は、所定ピッチにより配置した複数の基準
点を順次辿って、各基準点より工具をワークに押し当て
て切削加工する際に、この基準点を辿る順序をオペレー
タの指定により変更することにより、又は切削目標の外
形形状に応じて変更すること等により、簡易かつ効率良
く切削加工できるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＡＭによる切削加工において
は、ボールエンドミル、フラットエンドミル等の工具を
用いて、この工具の回転軸（以下Ｚ軸と呼ぶ）に対して
垂直方向に工具を移動して金型等を所望の形状に切削加
工するようになされている。

【０００３】すなわちこの金型加工におけるＣＡＭは、
ＣＡＤ（Computer aided design ）により作成された形
状データの供給を受けることにより、また金型図面等に
基づいて入力された形状データにより、コンピュータに
おいて、加工対象になる金型の形状を把握し、この形状
に従って工具軌跡のデータを生成する。さらにＣＡＭ
は、この工具軌跡よりＮＣ工作機械を制御する荒加工用
及び仕上げ加工用のデータを生成し、この生成したデー
タをＮＣフライス盤に供給する。

【０００４】この工具軌跡の作成において、ＣＡＭで
は、例えば工具のＺ軸方向の送りピッチを順次段階的に
変化させ、各ｚ座標値毎に、金型の外形形状に沿って工
具軌跡を形成する。これによりＣＡＭでは、例えば等高
線切削加工により金型加工するようになされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなＣ
ＡＭによらない実際の加工現場においては、いわゆるバ
ーチカル切削加工により金型作成時間を短縮する場合が
ある。すなわち図５６（Ａ）に示すように、ボールエン
ドミル、フラットエンドミル等の工具による切削加工に
おいては、Ｚ軸に対して垂直方向に切削方向を設定して
ワークを切削することにより、切削方向への送り速度を
増大して切削速度を増大すると、図５６（Ｂ）に示すよ
うに、工具がたわんで安定かつ精度の高い切削が困難に
なる。

【０００６】これに対して図５７（Ａ）に示すように、
バーチカル切削加工に使用されるバーチカル切削工具に
おいては、工具の端面にチップが配置され、Ｚ軸方向に
切削することができるように形成される。これによりバ
ーチカル切削加工においては、ボールエンドミル、フラ
ットエンドミル等の工具による切削加工に比して、工具
のたわみが少なく、高速度で切削加工できる。

【０００７】ＣＡＭによる金型加工においても、このよ
うなバーチカル切削加工することができれば、従来に比
してさらに一段と金型作成に要する時間を短縮すること
ができると考えられる。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、ＣＡＭによる切削加工において、簡易かつ効率良く
バーチカル切削加工することができる切削装置の制御方
法を提案しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、回転する工具の端面をワークに押
し付けて、この工具によりワークを加工目標の形状に切
削加工する切削装置の制御方法に適用する。この制御方
法において、ワークの工具側に、回転軸に垂直な基準面
を設定し、この基準面に所定ピッチにより複数の基準点
を設定し、これらの基準点に先の工具を順次移動させ
て、各基準点より工具をワークに押し付けるように工具
の移動経路を形成する。このとき所定の表示手段を介し
て加工目標の外形形状を表示すると共に、基準点を辿る
順序の変更を受け付け、該受け付けた順序により移動経
路を形成する。

【００１０】また同様の制御方法において、加工目標の
基準面側に突出する部位を検出し、この部位を基準にし
て基準点を辿る順序を切り換えて、工具の移動経路を形
成する。

【００１１】また同様の制御方法において、所定の表示
手段を介して加工目標の外形形状を表示すると共に、ワ
ークの所定箇所を穴加工するドリリング点の指定を受け
付け、このドリリング点を基準にして基準点の位置を設
定し、基準点を辿る順序を設定する。

【００１２】さらに同様の制御方法において、加工目標
の基準面に対向する凹部を検出し、この凹部を穴加工す
るドリリング点を設定し、このドリリング点を基準にし
て基準点の位置を設定し、基準点を辿る順序を設定す
る。

【００１３】また同様の制御方法において、基準点に工
具を順次移動させると共に、各基準点において工具をワ
ークに押し付けて加工終点までワークを切削した後、元
の基準点近傍にまで工具を復帰させるように、工具の移
動経路を形成する。さらに工具を加工終点より所定の退
避方向に退避させた後、元の基準点近傍にまで復帰させ
るように工具の移動経路を形成する。このとき隣接する
基準点のうちの、既に辿った基準点であって、対応する
加工終点に対して加工終点がワークに深い位置又は等し
い深さに設定された基準点を検出し、この基準点の分布
する方向に、退避方向を設定する。

【００１４】このとき工具がワークに接触する前後所定
範囲、工具が加工終点に到達する近傍の所定範囲、及び
工具を退避位置に移動させる間、工具の送り速度を低減
する。

【００１５】所定の表示手段を介して、加工目標の外形
形状を表示すると共に、基準点を辿る順序の変更を受け
付け、該受け付けた順序により移動経路を形成すれば、
オペレータにおいては、外形形状の凹凸等を確認して、
この凹凸により基準点を辿る順序を切り換えて切削の順
序を切り換えることができる。これにより複雑な外形形
状でなる加工目標を切削加工する場合でも、深さの深い
切削加工より深さの浅い切削加工を繰り返すことがで
き、その分一様な順序により切削する場合に比して格段
的に削り残しを低減することができる。

【００１６】また同様の制御方法において、加工目標の
基準面側に突出する部位を検出し、この部位を基準にし
て基準点を辿る順序を切り換えて、工具の移動経路を形
成すれば、オペレータを煩わせることなく、加工目標の
外形形状の凹凸等を確認して、この凹凸により基準点を
辿る順序を切り換えて切削の順序を切り換えることがで
きる。

【００１７】また同様の制御方法において、所定の表示
手段を介して加工目標の外形形状を表示すれば、オペレ
ータにおいては、加工目標の基準面に対向する凹部を確
認することができる。これによりワークの所定箇所を穴
加工するドリリング点の指定を受け付け、このドリリン
グ点を基準にして基準点の位置を設定し、基準点を辿る
順序を設定すれば、工具が進入できるようにドリリング
し、またこのドリリングした穴より、順次ワークを切削
加工して、凹部についてもバーチカル切削することがで
きる。

【００１８】これに対して同様の制御方法において、加
工目標の基準面に対向する凹部を検出し、この凹部を穴
加工するドリリング点を設定し、このドリリング点を基
準にして基準点の位置を設定し、基準点を辿る順序を設
定すれば、オペレータを煩わせることなく、工具が進入
できるようにドリリングし、またこのドリリングした穴
より、順次ワークを切削して、凹部についてもバーチカ
ル切削することができる。

【００１９】また同様の制御方法において、工具を加工
終点より所定の退避方向に退避させた後、元の基準点近
傍にまで復帰させるように工具の移動経路を形成し、こ
の退避方向を、隣接する基準点のうちの、既に辿った基
準点であって、対応する加工終点に対して加工終点がワ
ークに深い位置又は等しい深さに設定された基準点を検
出し、この基準点の分布する方向に設定すれば、工具を
ワークより速やかにかつ確実に離間させることができる
ように、退避の方向を設定することができる。

【００２０】このとき工具がワークに接触する前後所定
範囲、工具が加工終点に到達する近傍の所定範囲、及び
工具を退避位置に移動させる間、工具の送り速度を低減
すれば、工具のチッピングを有効に回避することができ
る。

【００２１】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面と共に
詳述する。

【００２２】（１）第１の実施の形態 図１は、この実施の形態に係るＣＡＭシステムを示すブ
ロック図である。このＣＡＭシステム１は、オンライ
ン、フロッピーディスク等を介して、ＣＡＤ等により作
成された形状データＤ１の入力を受け、この形状データ
Ｄ１により金型加工用の加工データＤ３を生成する。

【００２３】すなわち加工データ作成装置２は、演算処
理装置により構成され、必要に応じて表示装置３を介し
てメッセージ等を表示すると共に、入力装置４を介して
オペレータの指定を受け付け、これにより対話形式によ
り加工の条件を受け付ける。さらにこの入力された条件
に応じて形状データＤ１より工具軌跡のデータを作成
し、この工具軌跡のデータよりＮＣ装置の制御用データ
でなる加工データＤ３を生成する。

【００２４】このとき加工データ作成装置２は、オペレ
ータがバーチカル切削加工による荒取加工を選択する
と、バーチカル切削加工による工具軌跡のデータを生成
し、この工具軌跡のデータよりバーチカル切削用ＮＣデ
ータを生成する。さらに加工データ作成装置２は、この
バーチカル切削用ＮＣデータを使用した切削加工による
外形形状をさらに詳細に切削加工するように、等高線切
削加工による荒取用、仕上げ用の工具軌跡データを生成
し、これらの工具軌跡データより荒取用ＮＣデータ、仕
上げ用ＮＣデータを生成する。

【００２５】加工データ作成装置２は、オンライン、フ
ロッピーディスク又は紙テープにより、このようにして
生成した加工データＤ３をＮＣ切削装置に供給する。

【００２６】図２は、このバーチカル切削用ＮＣデータ
の作成処理手順を示すフローチャートである。加工デー
タ作成装置２は、オペレータがバーチカル切削加工によ
る荒取加工を選択すると、この処理手順を実行する。

【００２７】すなわち加工データ作成装置２は、ステッ
プＳＰ１からステップＳＰ２に移り、加工対象でなるワ
ークの形状データを取得する。ここで例えば図３に示す
ように、何ら加工されていない長方形形状の金属ブロッ
クについて切削加工する場合、加工データ作成装置２
は、この金属ブロックでなるワーク１０の外形寸法（Ｈ
×Ｗ×Ｄ）をオペレータの入力により取得する。またオ
ペレータの選択により、例えば既に他のＮＣ工作機械等
により余分な箇所が大まかに除去されているワークにつ
いて切削加工する場合、このＮＣ工作機械のＮＣデータ
又はこのＮＣデータの生成に供した形状データより、さ
らにはスキャナー等を用いた３次元の形状計測によるデ
ータより、外形形状を取得する。また鋳物でなるワーク
等を切削加工する場合、この鋳物の型作成に使用した図
面を用いて入力された形状データより、又はスキャナー
等を用いた３次元の形状計測によるデータより、外形形
状を取得する。

【００２８】これにより加工データ作成装置２は、種々
のワークを加工対象にして効率良く切削加工できるよう
になされている。また必要に応じて大径の工具によりバ
ーチカル切削加工した後、小径の工具によりバーチカル
切削加工して切削加工の効率を向上できるようになされ
ている。

【００２９】さらにこのとき加工データ作成装置２は、
このワークの材質についても、オペレータの入力により
データを取得する。

【００３０】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ３に移り、図４に示すように、加工目標の形状を示
す形状データを取得する。ここで加工データ作成装置２
は、ＣＡＤにより作成された形状データ、図面を用いて
入力された形状データ等を受け付ける。このとき加工デ
ータ作成装置２は、例えば何ら加工されていない長方形
形状のワークについて切削加工する場合のように、ワー
ク１０に対して形状データにより表される加工目標１１
を種々の向きにより配置可能な場合、オペレータの指定
を受けて、ワーク１０に対する加工目標１１の配置を決
定する。なおこの図４に示す加工目標１１をおいては、
図３に示した座標系との対比により、ワーク１０に対す
る配置を示す。

【００３１】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ４に移り、工具データを取得する。ここで図５
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、バーチカル切削加工に
使用する工具１４は、略円柱形状の本体１４Ａの先端に
チップ１４Ｂを配置して形成され、ＮＣ切削装置のチャ
ック１５に取り付けられて回転駆動される。これにより
バーチカル切削加工においては、チップ１４Ｂの刃先が
走査するリング状の領域（図５（Ｃ）においてハッチン
グにより示す領域であり、以下切削可能範囲と呼ぶ）し
か切削加工できない特徴があり、またこのリング状の領
域の内側において、ワークがチップ１４Ｂの先端より本
体１４Ａの底面側に近接するとそれ以上Ｚ方向には切削
困難な特徴がある（以下切削不可範囲と呼ぶ）。

【００３２】加工データ作成装置２は、このチップ１４
Ｂの刃幅Ｗ１、切削可能範囲の外形でなる工具半径Ｒ
１、工具の首下長Ｌ１を取得する。また加工データ作成
装置２は、同時にチャック１５の外形形状も取得する。
これにより加工データ作成装置２は、これらの情報に基
づいて、工具干渉等を判断できるようになされている。
なお加工データ作成装置２は、このようにして取得した
工具の形状データにより、図５（Ｃ）に示すように、回
転軸を横切る平面に対する工具半径Ｒ１による円形形状
の投影断面形状、回転軸を含む平面に対する工具半径Ｒ
１及び首下長Ｌ１による長方形形状の投影断面形状によ
り工具の形状を定義する。また同様にしてチャックの形
状データによりチャックの形状を図形形状により定義す
る。これにより加工データ作成装置２は、簡易な処理に
より工具干渉等を判定できるようになされている。

【００３３】このようにして工具データを取得する際
に、加工データ作成装置２は、オペレータの指定により
事前に登録されたデータベースをアクセスし、これによ
りこのデータベースより切削加工に使用する工具データ
を取得する。またこのとき同時に工具に関する切削の条
件（切削速度等のデータでなる）もデータベースより取
得する。なお加工データ作成装置２は、対応する工具デ
ータがこのデータベースに保持されていない場合、オペ
レータの指定によりこれら工具データを取得する。

【００３４】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ５に移り、工具の進入方向を設定する。ここで加工
データ作成装置２は、初期設定状態において、形状デー
タにより表される加工目標の座標系を基準にして、この
座標系のｘｙ平面に垂直なｚ座標の正方向よりワークに
工具が接近するように、工具の進入方向に設定する。加
工データ作成装置２は、この初期状態により、加工目標
の外形形状、バーチカル切削可能な領域を所定の表示装
置３に表示し、オペレータより、ＮＣ切削装置における
座標軸、工具の進入方向の設定を受け付ける。

【００３５】すなわち図６に示すように、バーチカル切
削加工においては、工具１４の回転軸を順次段階的に移
動させると共に、各移動位置で回転する工具１４をワー
ク１０に押圧して切削を繰り返す。これにより図７にお
いて矢印Ａにより示すように、例えば飛行機の外形形状
のように、長さの長い加工目標に対して、この長手方向
より工具１４をワークに押し当てたのでは、工具１４の
首下長によりこの工具１４の押圧方向に切削困難な部分
が発生し、これにより多くの削り残しが発生する。

【００３６】この場合例えば図８において矢印Ｂにより
示すように、飛行機の天井側より工具１４をワークに押
圧すれば、工具の回転軸方向をワークの長手方向に設定
する場合に比してより多くの部分をバーチカル切削によ
り切削することができ、その分加工に要する時間を短縮
できると考えられる。ところがこの場合、符号Ｃにより
断面を示すように、工具１４の押圧方向に対して肉厚の
薄い主翼の部分において、加工目標まで切削加工すると
工具１４の押圧力によりワークが撓み、これにより安定
かつ精度の高い加工が困難になる。これにより結局主翼
の部分については、加工目標に対して多くの削り残しを
残さなければならなくなる。

【００３７】このような場合には、図９において矢印Ｄ
により示すように、飛行機の一側面側よりワークに工具
を押しつけてバーチカル切削加工した後、続いて図１０
において矢印Ｅにより示すように、残る一側面側よりワ
ークに工具を押しつけてバーチカル切削すれば、削り残
しを十分に低減することができる。すなわちこの場合、
垂直尾翼の部分が薄肉でなることにより、垂直尾翼の部
分についてだけ、加工目標に対して多くの削り残しを残
さなければならなくなり、全体として見たとき、他の方
向より工具を進入させた場合に比して削り残しを低減す
ることができる。因みに、このような削りの残しの部分
については、例えば矢印Ｆにより示すように、他の方向
より工具を押し当ててバーチカル切削加工することがで
きる。

【００３８】これらのことから加工データ作成装置２
は、このステップＳＰ５において、オペレータが最も効
率が良いと判断する工具の進入方向を受け付ける。この
とき加工データ作成装置２は、オペレータの指定によ
り、図９及び図１０について説明したように、複数の方
向について工具の進入方向を受け付ける。このとき加工
データ作成装置２は、加工目標の外形形状、工具データ
より判定されるバーチカル切削可能な領域を表示装置３
に表示することにより、オペレータの判断を手助けす
る。

【００３９】さらに加工データ作成装置２は、このとき
ＮＣ切削装置におけるワークの配置をオペレータの入力
により受け付け、これによりワークの何れの部分がＮＣ
切削装置において下側になるのかを検出する。

【００４０】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ６に移り、ここで凹部加工が必要か否か判断する。
ここでオペレータがバーチカル切削加工による凹部加工
を指示すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ
７に移る。

【００４１】すなわちバーチカル切削加工においては、
図５（Ｃ）について説明したように、チップの刃先が走
査するリング状の切削可能範囲しか切削加工できない特
徴があり、またこの切削可能範囲の内側の切削不可範囲
において、ワークの表面がチップ１４Ｂの先端より本体
１４Ａの底面側に近接すると工具干渉する。これにより
Ｘ方向等に順次段階的に工具１４を移動させて切削加工
する場合には、直前に切削加工した深さより深くは切削
困難な欠点がある。これにより図４の加工目標１１をＡ
−Ａ線により切り取って図１１に示すように、凹部につ
いては、直前の切削による深さまでしかバーチカル切削
困難になる。

【００４２】加工データ作成装置２は、例えば加工目標
の表面形状を示す点群について、隣接する点間でｚ座標
値を順次比較することにより、このような凹部を検出す
る。さらに加工データ作成装置２は、工具半径Ｒ１を基
準にしてこのようにして検出した凹部の大きさ（ＸＹ平
面への投影面積により判定する）が所定値以上か否か判
断することにより、この凹部がバーチカル切削加工する
のに十分な大きさか否か判断する。すなわち加工データ
作成装置２は、この工具半径Ｒ１よりやや大きな直径に
よりこの凹部を穴加工することが困難な程度に凹部が小
さい場合、この凹部がバーチカル切削加工するのに十分
でないと判断する。また工具半径Ｒ１よりやや大きな直
径によりこの凹部を穴加工した場合に、この穴加工によ
り凹部に残る部分がバーチカル切削加工するに十分な大
きさでない場合、この凹部がバーチカル切削加工するの
に十分な大きさでないと判断する。

【００４３】これによりこの判断処理で肯定結果が得ら
れると、加工データ作成装置２は、オペレータに対して
該当する凹部をバーチカル切削加工するか否か問い合わ
せし、オペレータがバーチカル切削加工する旨のメニュ
ーを選択すると、ステップＳＰ７に移る。

【００４４】このステップＳＰ７において、加工データ
作成装置２は、ドリリング用の加工データ作成処理を実
行し、凹部を穴加工するドリリングのＮＣデータを生成
する。なお以下の説明においては、ステップＳＰ５にお
いて設定された工具の進入方向をｚ座標値の正方向に設
定して説明する。

【００４５】このドリリング用の加工データ作成処理に
おいて、加工データ作成装置２は、オペレータがマニュ
アル操作によるメニューを選択すると、続いてオペレー
タの指定する箇所をドリリング点に設定する。さらにこ
のドリリング点において、加工目標の形状よりｚ座標値
を取得する。これにより加工データ作成装置２は、原点
よりドリリング点にドリルを移動させ、このｚ座標値ま
でワークをドリリングした後、元の原点までドリルを戻
すようにＮＣデータを生成する。このとき加工データ作
成装置２は、この凹部について加工目標のｚ座標値を順
次検索することにより、この凹部で奥まった箇所を加工
目標の形状と共に所定の表示画面に表示し、これにより
オペレータによるドリリング点の指定を手助けする。

【００４６】これに対してオペレータが自動作成のメニ
ューを選択すると、加工データ作成装置２は、この凹部
について加工目標のｚ座標値を順次検索することによ
り、図１２に示すように、この凹部で最も奥まった箇所
を検出し、これによりドリル１６によりワークを最も深
く切削可能なｘｙ座標値を検出する。加工データ作成装
置２は、この検出したｘｙ座標値をドリリング点に設定
し、マニュアル操作の場合と同様にしてＮＣデータによ
る加工データを生成する。

【００４７】このとき図１３に示すように、最も奥まっ
た箇所がドリルの工具径に比して一定値以上の面積を有
する場合、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ５に
おいて取得したＮＣ切削装置におけるワークの配置より
最も下側の箇所にドリリング点を設定する。さらにこの
最も下側の箇所が所定の広がりを有する場合、最も原点
に近い箇所をドリリング点に設定する。加工データ作成
装置２は、このドリリング点のｘｙ座標値、加工目標の
ｚ座標値より、マニュアル操作の場合と同様にしてＮＣ
データによる加工データを生成する。

【００４８】さらにこのようにしてドリリングによるＮ
Ｃデータを生成する際に、加工データ作成装置２は、工
具１４の工具半径に比して所定値以上工具半径の大きな
ドリルによりＮＣデータを生成する。

【００４９】このようにしてドリリングの加工データを
作成すると、又はステップＳＰ６において否定結果が得
られると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ８に
移る。ここで加工データ作成装置２は、１の工具進入方
向についてカッターパス作成処理を実行し、工具軌跡で
なるカッターパスを生成する。続いて加工データ作成装
置２は、ステップＳＰ９に移り、ＮＣデータ作成処理を
実行し、ステップＳＰ８で作成したカッターパスよりＮ
Ｃデータを作成する。

【００５０】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ１０に移り、ステップＳＰ９で作成したＮＣデータ
によりバーチカル切削した場合に、その後同一の工具進
入方向よりさらに深く切削することができるか否か判断
する。すなわち図１４に示すように、奥行きの大きな加
工目標を切削加工する場合、工具の首下長によりチャッ
ク等がワークに接触し、多くの削り残しが発生する。し
かしながらこのようにチャック等がワークに接触する直
前まで工具１４Ｃによりバーチカル切削した後において
は、符号１４Ｄにより示すように、チャック等に接触す
るワークが削り取られていることにより、さらに深くバ
ーチカル切削することができる。このようにさらに深く
バーチカル切削することができれば、続く等高線切削加
工の時間を短縮することができる。

【００５１】これらのことから加工データ作成装置２
は、後述するカッターパス作成処理と同様に、ｘｙ平面
に沿って工具１４の進入点でなる基準点をマトリックス
状に仮設定し、何れかの基準点において工具１４により
ワークを切削し得るか否か、すなわち各基準点において
工具１４の切削可能な領域を加工目標に投影してなる領
域のｚ座標値を検出してその値を判定することにより、
同一の進入方向より工具を進入させてさらにバーチカル
切削できるか否か判断する。

【００５２】さらに加工データ作成装置２は、このよう
にしてバーチカル切削できる箇所が発見されると、表示
装置３を介して切削可能箇所を加工目標の形状と共に表
示し、オペレータの指定を待機する。これにより加工デ
ータ作成装置２は、オペレータの判断により同一方向よ
りさらに切削する旨の指定が得られると、ステップＳＰ
８に戻り、再びカッターパス作成処理を実行する。この
とき加工データ作成装置２は、ワークの外形形状に代え
て、直前のＮＣデータ作成処理で生成したＮＣデータに
よる、加工途中のワーク形状を基準にしてカッターパス
作成処理を実行する。

【００５３】これに対してステップＳＰ１０において否
定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステッ
プＳＰ１１に移り、全ての工具進入方向について、ＮＣ
データを作成したか否か判断する。ここで例えば図９及
び図１０について説明したように、工具の進入方向を複
数設定した場合は否定結果が得られることにより、加工
データ作成装置２は、ステップＳＰ６に戻る。これによ
り加工データ作成装置２は、工具の進入方向を切り換え
て同様の処理を繰り返した後、ステップＳＰ１２に移っ
てこの処理手順を終了する。

【００５４】図１５は、カッターパス作成処理手順を示
すフローチャートである。加工データ作成装置２は、こ
の処理手順において、ステップＳＰ１５からステップＳ
Ｐ１６に移り、基準点のピッチＰ及びステップＳを設定
する。すなわち図１６に示すように、加工データ作成装
置２は、この処理手順において、工具進入方向でなるｚ
軸に垂直で、かつワークの最上端より所定距離だけ離間
した仮想平面を基準点設定用の基準平面（ｘｙ平面に平
行な面でなる）に設定する。さらに加工データ作成装置
２は、ワーク１０の形状を基準にしてこの基準平面上に
マトリックス状に複数の基準点ＰＩＮを設定する。

【００５５】さらに加工データ作成装置２は、図１７に
示すように、所定の順序で工具１４をこの基準点ＰＩＮ
に順次移動させ、各基準点ＰＩＮより工具１４をワーク
１０に押し付けるように工具軌跡を生成する。ステップ
ＳＰ１６において、加工データ作成装置２は、この連続
する工具１４の移動方向（以下ライン方向と呼ぶ）でな
るピッチＰと、このピッチＰに対して直交する方向につ
いての工具１４の移動ピッチでなるステップＳを設定す
る。

【００５６】ここで図１８に示すように、加工データ作
成装置２は、工具１４についてデータベースをアクセス
することにより、又はオペレータの入力により、工具直
径２Ｒ１より小さな所定範囲でピッチＰ（この実施の形
態では工具直径の約６割の長さ）を設定する。また同様
にして図１９に示すように、刃幅Ｗ１より小さな所定範
囲でステップＳ（この実施の形態では刃幅の約６割の長
さ）を設定する。これにより加工データ作成装置２は、
隣接する基準点ＰＩＮ間で、各基準点の連続する方向に
削り残しが発生しないようにピッチＰ及びステップＳを
設定する。

【００５７】このようにしてピッチＰ及びステップＳを
設定すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ１
７に移り、この設定したピッチＰ及びステップＳにより
上述の基準平面上に基準点ＰＩＮを設定する。このとき
加工データ作成装置２は、ワーク１０に対して何れの方
向からもバーチカル切削加工することができるように、
ワーク１０より各方向に飛び出すように基準点ＰＩＮを
設定する（図１６）。すなわちワーク１０より各方向に
飛び出す基準点ＰＩＮにおいては、各基準点ＰＩＮに工
具１４をセットしてワークに工具１４を押圧した際に、
工具１４の切削不可範囲にワークが重ならないように、
ワークより所定距離だけ外周側に離間して設定される。

【００５８】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ１８に移り、各基準点ＰＩＮに工具１４を配置した
として、各工具１４の切削可能範囲をｚ軸方向より加工
目標に投影し、該投影された領域内で加工目標のｚ座標
値を順次検出する。さらに検出したｚ座標値を切削可能
範囲で順次比較することにより、工具１４が加工目標に
接触するｚ座標値を検出する。加工データ作成装置２
は、このｚ座標値を削り残ししろの分だけｚ軸方向にオ
フセットさせ、図２０に示すように、工具１４により切
削可能なｚ座標値を検出する。

【００５９】このとき加工データ作成装置２は、工具１
４の首下長又はチャックの形状等により、この検出した
ｚ座標値の深さまでバーチカル切削可能した場合に工具
干渉するか否か判定し、工具干渉する場合には、この検
出したｚ座標値に代えて、工具１４の首下長及びチャッ
ク形状等による切削可能なｚ座標値をこの基準点ＰＩＮ
に対応するｚ座標値に設定する。加工データ作成装置２
は、このようにして各基準点ＰＩＮについて対応するｚ
座標値を順次検出する。これにより加工データ作成装置
２は、各基準点ＰＩＮのｘｙ座標値と、検出したｚ座標
値とにより表される、各基準点ＰＩＮにおける切削加工
の加工終点を検出することになる。

【００６０】このようにしてｚ座標値を取得すると、加
工データ作成装置２は、ステップＳＰ１９に移り、基準
点を辿る順序を設定する。すなわちバーチカル切削加工
においては、刃幅以下のピッチによりワークに進入する
方向（ｙ方向）については、加工目標までの深さが一定
の場合、又は徐々に浅くなっている場合の何れかしか切
削することができない。従って図２１に示すように、刃
幅以下のピッチによりワークに進入する方向について、
一旦深さが浅くなった後、深さが深くなるような加工目
標をこの方向に切削加工したのでは、深さが深くなる部
分で多くの削り残しが発生する。

【００６１】この場合図２２において矢印Ｇ及びＨによ
り示すように、深さが順次深くなる部分で工具の移動経
路を逆転させれば、削り残しを低減することができる。
これにより加工データ作成装置２は、例えばステップの
方向に、加工目標のｚ座標値を順次走査して図２３に示
すように、加工目標のピークＰＫを検出する。さらに加
工データ作成装置２は、この検出したピークＰＫと共に
加工目標の形状を表示装置３に表示し、オペレータによ
る指定を受け付ける。このとき加工データ作成装置２
は、ＮＣ切削装置にセットした際のワークの最下端側
で、原点に最も近い基準点ＰＩＮを始点の基準点ＰＩＮ
に設定し、この始点の基準点ＰＩＮよりラスタ走査の順
序により基準点ＰＩＮを辿る順序を初期設定の走査順序
（図１７に示す順序でなる）に設定し、この順序を併せ
て表示する。またこの順序により発生するｚ座標値方向
の削り残しも併せて表示する。

【００６２】さらに加工データ作成装置２は、例えばス
テップＳの方向に、加工目標のｚ座標値を順次走査して
尾根状にピークが検出されると、点状のピークＰＫの表
示に代えて、図２３において破線ＬＫにより示すよう
に、この尾根状のピークを表示する。また複数箇所でピ
ークＰＫを検出した場合には、これらのピークを表示す
る。

【００６３】この状態でオペレータが初期設定の走査順
序を指定すると、加工データ作成装置２は、各基準点を
辿る順序をこの初期設定の順序に設定する。これに対し
てオペレータがマニュアルによる設定を選択した後、加
工目標における領域を指定すると、この領域について
は、基準点を辿る順序を初期設定の走査順序より逆方向
に辿るように、また残る領域については初期設定の走査
順序により基準点を辿るように、基準点を辿る順序を設
定する。

【００６４】これに対してオペレータが自動設定のメニ
ューを選択すると、加工データ作成装置２は、検出した
ピークＰＫを基準にして基準点を辿る順序を初期設定の
走査順序より切り換えて、これら基準点を辿る順序を設
定する。すなわち図２３に示すように、加工データ作成
装置２は、ピークＰＫを基準にして、始点の基準点ＰＩ
ＮよりピークＰＫの直前のラインまでの間、矢印Ｇによ
り示すように、ピッチＰの方向をライン方向に設定して
なるラスタ走査の順序で順次基準点を辿るように設定す
る。

【００６５】またピークＰＫの直前のラインよりｙ方向
の基準点については、このピークＰＫの直前のラインの
末尾の基準点ＰＩＮより、矢印Ｇ１により示すように、
始点ＰＩＮと逆側の基準点Ｐ１に順序を設定した後、こ
の基準点Ｐ１より矢印Ｈにより示すように、初期設定の
走査順序と逆向きの順序により基準点を辿るように設定
する。

【００６６】また尾根状にピークが検出された場合、加
工データ作成装置２は、この尾根状のピークを境にして
初期設定の走査順序と、この走査順序と逆向きの走査順
序を設定する。さらに複数のピークが検出された場合、
オペレータの指定する何れかのピーク、又は最も突出し
たピークを基準にして、上述の説明と同様にして基準点
を辿る順序を設定する。

【００６７】これにより加工データ作成装置２は、複雑
な加工目標についてバーチカル切削する場合でも、簡易
な操作により削り残しを十分に低減し、その分効率良く
金型加工できるようになされている。特にこの実施の形
態のように、加工目標のピークに基づいて自動的に基準
点を辿る順序を設定すれば、オペレータを煩わすことな
く適切な順序によりバーチカル切削することができ、そ
の使い勝手を向上することができる。なおこれらの場合
に、削り残し量を算出して、この削り残し量が最も少な
くなるように、基準点を辿る方向を最適化してもよい。

【００６８】このようにして基準点の順序を設定する際
に、加工データ作成装置２は、図２のステップＳＰ６に
ついて上述した凹部加工が選択されている場合、凹部の
上部に位置する基準点ＰＩＮについては、上述の順序の
設定より除外する。

【００６９】このようにして基準点を辿る順序を設定す
ると、加工データ作成装置２は、この順序により、ステ
ップＳＰ１８で取得したｚ座標値を補正し、これにより
刃幅以下のピッチによりワークに進入する方向について
は、各基準点について検出したｚ座標値が低減しないよ
うにする。

【００７０】すなわち加工データ作成装置２は、ｙ軸方
向に隣接する基準点のｚ座標値を順次比較し、設定した
順序により基準点を辿って各基準点について検出したｚ
座標値が減少する場合、この基準点については、検出し
たｚ座標値に代えて比較対象でなる基準点のｚ座標値を
設定する。これにより図２のステップＳＰ６について上
述した凹部加工が選択されていない場合であって、図１
０について上述したような凹部を有する加工目標につい
ては、図２４に示すように、削り残しとして放置するよ
うに工具軌跡を生成することになる。また基準点を辿る
順序を切り換えても深さが徐々に深くなる部分が残る場
合も、この部分についても削り残しが発生することにな
る。

【００７１】これに対してｘ軸方向に隣接する基準点に
ついては、順序の若い、隣接する基準点におけるｚ座標
値と比較することにより、工具の切削不可範囲にワーク
が突き当たるか否か判定し、これによりｚ座標値を再設
定する。

【００７２】このようにして基準点ＰＩＮの順序を設定
すると共にｚ座標値を再設定すると、加工データ作成装
置２は、ステップＳＰ２０に移り、逃がしの座標値算出
処理を実行する。すなわち図２５において矢印Ｉにより
示すように、この実施の形態では、基準点ＰＩＮより工
具１４をワークに押し付けて加工終点までワークを切削
加工するように工具軌跡を生成する。さらにその後、矢
印Ｊにより示すように、加工終点より斜め上方に、ワー
クより遠ざかるように工具を退避させ、続く基準点ＰＩ
Ｎに工具１４を移動させる。

【００７３】加工データ作成装置２は、このステップＳ
Ｐ２０において、加工終点より工具を斜め上方に退避さ
せる際の、退避先の座標値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を算出
する。このため加工データ作成装置２は、始めに加工終
点から退避先の方向を算出する。

【００７４】図２６は、この逃がしの座標値算出処理を
示すフローチャートであり、加工データ作成装置２は、
ステップＳＰ１９において順序を設定した各基準点につ
いて、この処理手順を繰り返す。この処理手順におい
て、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ２１よりス
テップＳＰ２２に移り、処理対象の基準点に隣接する基
準点であって、この処理対象の基準点より順序の若い基
準点を選択する。これにより加工データ作成装置２は、
処理対象の基準点について切削加工する際に、既に切削
加工されている基準点を選択する。

【００７５】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ２３に移り、処理対象の基準点に対応する加工終点
のｚ座標値と、これら選択した基準点に対応する加工終
点のｚ座標値とを順次比較することにより、処理対象の
基準点に対応する加工終点に比して加工深さの浅くない
加工終点を選択する。

【００７６】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ２４に移り、この選択した加工終点に対応する基準
点の分布する方向を逃げの方向に設定する。具体的に、
図２７に示すように、基準点ＰＴを処理対象とする場合
に、この基準点ＰＴに隣接する基準点Ｐ１１〜Ｐ２３の
うち、基準点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１が基準点
ＰＴより順序が若い場合、加工データ作成装置２は、基
準点ＰＴの加工終点の深さと、これら基準点Ｐ１１、Ｐ
１２、Ｐ１３、Ｐ２１の加工終点の深さとを順次比較す
る。

【００７７】このとき処理対象の基準点ＰＴとｘ座標値
又はｙ座標値の等しい基準点（この図２７の場合は基準
点Ｐ１２又はＰ２１が該当する）を間に挟んで直線状に
連続する３つの基準点Ｐ１１〜Ｐ１３において、これら
連続する基準点Ｐ１１〜Ｐ１３に対応する加工終点の深
さが、基準点ＰＴの加工終点の深さと等しいか、又は深
い場合、このｘ座標値又はｙ座標値の等しい基準点の方
向を退避の方向に設定する。これにより図２７の場合で
は、基準点Ｐ１２の方向が退避方向に設定される。なお
加工データ作成装置２は、ｘ座標値又はｙ座標値の等し
い２つの基準点の何れもについて、連続する基準点でこ
れらの関係が成立する場合、これら２つの基準点のうち
近接した基準点の方向を退避方向に設定する。

【００７８】これに対してこのように直線状に連続する
３つの基準点Ｐ１１〜Ｐ１３の何れかにおいて、対応す
る加工終点の深さが処理対象の基準点ＰＴに対応する加
工終点の深さより浅い場合もある。

【００７９】例えば図２８に示すように、ｘ座標値又は
ｙ座標値の等しい２つの基準点Ｐ１２及びＰ２１に対応
する加工終点、この２つの基準点Ｐ１２及びＰ２１に隣
接する基準点Ｐ１１に対応する加工終点だけが、基準点
ＰＴの加工終点より浅くない場合、２つの基準点Ｐ１２
及びＰ２１、処理対象の基準点ＰＴをそれぞれ中心にし
て基準点設定用の仮想平面上で工具半径Ｒ１による円Ｃ
１２、Ｃ２１、ＣＴを形成する。さらに円ＣＴと円Ｃ２
１が形成する２つの交点を算出し、このうちのワークの
未切削側の交点ＰＴ１を選択する。同様にして円ＣＴと
円Ｃ１２が形成する２つの交点を算出し、このうちのワ
ークの未切削側の交点ＰＴ２を選択する。加工データ作
成装置２は、各交点ＰＴ１及びＰＴ２を通る円ＣＴの接
線Ｌ１及びＬ２を生成し、この接線Ｌ１及びＬ２の成す
角を等分に分割する線分ＬＴの方向を退避の方向に設定
する。

【００８０】これに対して図２９に示すように、隣接す
る２つの基準点Ｐ１１、Ｐ１２についてのみ加工終点の
深さが浅くない場合、図２８について説明した基準点Ｐ
１２及びＰ２１に代えてこの２つの基準点Ｐ１１、Ｐ１
２により円Ｃ１１、Ｃ１２を生成する。さらにこの円Ｃ
１１、Ｃ１２と円ＣＴとの交点ＰＴ１及びＰＴ２から円
ＣＴの接線Ｌ１、Ｌ２を生成し、この接線Ｌ１及びＬ２
の成す角を等分に分割する線分ＬＴの方向を退避の方向
に設定する。

【００８１】また図３０に示すように、ｘ又はｙ座標値
の等しい基準点Ｐ１２又はＰ２１についてのみ、加工終
点の深さが浅くない場合、この基準点Ｐ１２の方向を退
避の方向に設定する。

【００８２】これにより加工データ作成装置２は、工具
をワークより遠ざける際に、工具のチッピングを有効に
回避する。

【００８３】このようにして逃げの方向を設定すると、
加工データ作成装置２は、ステップＳＰ２５（図２６）
に移り、加工終点より逃げの方向に所定距離だけ離間
し、またＺ座標が所定値だけ増大してなる位置を退避先
の座標値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）に設定した後、ステップ
ＳＰ２６に移ってこの処理手順を終了する。

【００８４】このようにして順序を設定した全ての基準
点について逃がしの座標を計算すると、加工データ作成
装置２は、ステップＳＰ２７に移る（図１５）。ここで
加工データ作成装置２は、上述のステップＳＰ６（図
２）においてオペレータが凹部加工を選択したか否か判
断し、凹部加工を選択していない場合、ステップＳＰ２
８に移ってこの処理手順を終了する。このとき加工デー
タ作成装置２は、ステップＳＰ１９において設定した順
序で基準点を順次辿り、各基準点より加工終点、退避
点、退避点よりＺ軸方向に延長する直線が元の基準点設
定平面と交差する点の座標値を順次設定し、これにより
これら各点を順次辿る工具軌跡を生成する。

【００８５】これに対してステップＳＰ２７において肯
定結果が得られると、加工データ作成装置２は、ステッ
プＳＰ２９に移って凹部のカッターパス作成処理を実行
する。この凹部のカッターパス作成処理において、加工
データ作成装置２は、凹部について基準点を順次設定す
ると共に、各基準点の順序、対応する加工終点、退避点
を設定する。さらに検出したこれらの点を順次辿る工具
軌跡を作成した後、ステップＳＰ２８に移り、ステップ
ＳＰ１６〜ステップＳＰ２０において設定した基準点の
順序、対応する加工終点、退避点による工具軌跡に続い
て、凹部のカッターパス作成処理による工具軌跡が続く
ように全体の工具軌跡を作成し、この処理手順を終了す
る。

【００８６】図３１は、この凹部のカッターパス作成処
理を示すフローチャートである。加工データ作成装置２
は、ステップＳＰ３１からステップＳＰ３２に移り、ド
リリング点を基準に基準点を設定する。ここで図３２及
び図３３に示すように、加工データ作成装置２は、ドリ
リング点ＰＤよりｘ方向又はｙ方向に凹部を横切るよう
に所定ピッチで２列に連続する基準点ＰＡを設定し、ま
たこの２列の基準点ＰＡを設定して残る領域に、ピッチ
を変更して基準点ＰＢを設定する。

【００８７】ここで加工データ作成装置２は、この２列
に連続する基準点ＰＡについては、この基準点ＰＡがド
リリング点ＰＤより離間する方向に、ステップＳＰ１６
（図１５）で設定したステップＳと同一のピッチＰ１
（すなわち工具１４の刃幅以下のピッチでなる）により
基準点ＰＡを繰り返す。これに対してこのピッチＰ１に
よる繰り返し方向と直交する方向については、工具１４
の直径以下で、かつドリリング点において穴加工して残
るワークが各基準点において切削不可範囲に重ならない
ように、所定のピッチＰ２により基準点ＰＡを設定す
る。

【００８８】また残る領域については、これらの基準点
に対してｘ及びｙ方向に、ステップＳＰ１６（図１５）
で設定したピッチＰ及びステップＳにより基準点ＰＢを
設定する。

【００８９】続いて加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ３３に移り、このようにして設定した基準点につい
て、これら基準点を辿る順序を設定する。ここで図３２
及び図３３との対比により図３４及び３５に示すよう
に、ドリリング点ＰＤよりｘ方向又はｙ方向に２列に連
続する基準点ＰＡについては、シグザグに、ドリリング
点ＰＤより順次遠ざかるように、順序を設定する。この
ときＹ方向については、２列に連続する基準点ＰＡのう
ちの加工目標までの深さが深い側の基準点を先に辿るよ
うに、順序を設定する。

【００９０】これに対して残る領域について、加工デー
タ作成装置２は、図３４及び図３５との対比により図３
６及び３７に示すように、ラスタ走査の順序により順次
これら基準点ＰＢを辿るように順序を設定する。

【００９１】このようにして順序を設定すると、加工デ
ータ作成装置２は、ステップＳＰ３４に移り、ここでス
テップＳＰ１８及びＳＰ１９について上述したと同様に
して各基準点ＰＡ、ＰＢについてｚ座標値を検出する。
さらに続くステップＳＰ３５において、逃がしの座標算
出処理（図２６）を実行する。これにより加工データ作
成装置２は、凹部について、基準点ＰＡ、ＰＢを辿る順
序により、各基準点の座標、対応する加工終点、退避
点、退避点より基準点設定平面と交差する点の座標値を
順次設定し、これによりこれら各点を順次辿る工具軌跡
を生成した後、ステップＳＰ３６に移ってこの処理手順
を終了する。

【００９２】これにより加工データ作成装置２は、凹部
についてもバーチカル切削加工してその分金型作成に要
する時間を短縮できるようになされている。特にこの実
施の形態のように、加工目標の凹部を検出してドリリン
グ点を設定すれば、オペレータを煩わせることなく、工
具が進入できるようにドリリングし、またこのドリリン
グした穴より、順次ワークを切削加工して、凹部につい
てもバーチカル切削することができ、その分簡易かつ効
率良くバーチカル切削することができる。

【００９３】図３８は、ＮＣデータ作成処理を示すフロ
ーチャートである。加工データ作成装置２は、この処理
手順を実行することにより上述した工具軌跡のデータに
ＮＣ切削装置の制御コードを付加し、バーチカル切削用
のＮＣデータを作成する。

【００９４】すなわち加工データ作成装置２は、ステッ
プＳＰ４０からステップＳＰ４１に移り、各基準点毎
に、ワーク上端のｚ座標値を検出する。続いて加工デー
タ作成装置２は、ステップＳＰ４２に移り、工具軌跡の
順に配列されてなる座標データよりＮＣデータを生成す
る。

【００９５】ここで加工データ作成装置２は、ステップ
ＳＰ４で取得した工具データより工具１４を所定の回転
速度で回転駆動するようにＮＣデータを生成する。さら
に図３９に示すように、加工データ作成装置２は、各基
準点ＰＩＮに進入するまでの間、所定の早送り速度によ
り工具を移動させるように、制御コードを設定してＮＣ
データを生成する。さらに各基準点ＰＩＮからステップ
ＳＰ４１で検出したｚ座標値の近傍まで、同様に所定の
送り速度により工具１４がワークに接近するようにＮＣ
データを生成する。

【００９６】加工データ作成装置２は、この工具１４及
びワークの組み合わせにおける標準の工具送り速度をＦ
１とすると、ステップＳＰ４１で検出したｚ座標値よ
り、工具１４がワークに接触する直前より、工具１４が
ワークの切削を開始して所定値だけｚ座標値が低減する
までの間、例えば送り速度Ｆ１／２により工具１４をワ
ークに押圧するようにＮＣデータを生成する。さらに加
工データ作成装置２は、その後送り速度を標準の工具送
り速度Ｆ１に戻した後、加工終点に至る直前の所定範囲
で、送り速度Ｆ１／２によりＮＣデータを生成する。さ
らに加工データ作成装置２は、その後退避点に至までの
間、この送り速度を維持するようにＮＣデータを生成
し、退避点より基準平面に復帰するまでの間、早送りに
より工具を移動させる。なおこの送り速度Ｆ１／２は、
オペレータの指定により変更できるようになされてい
る。

【００９７】これにより加工データ作成装置２は、煩雑
な送り速度の設定作業を簡略化して、簡易な操作により
工具のチッピングを有効に回避し、また切削に要する時
間を短縮するようになされている。

【００９８】以上の構成によれば、ワークに対してマト
リックス状に設定した基準点を順次辿って各基準点より
ワークを切削加工するにつき、表示装置３を介して加工
目標の形状を表示すると共に、この基準点を辿る順序の
変更を受け付けることにより、単に順次基準点を辿る場
合に比して削り残しを低減することができる。これによ
り簡易かつ効率良くバーチカル切削することができる。

【００９９】またこのときオペレータの選択により、加
工目標の形状に応じて、順次加工の深さが浅くなるよう
に辿る方向を切り換えることにより、オペレータを煩わ
せることなく、単に順次基準点を辿る場合に比して削り
残しを低減することができ、これにより簡易かつ効率良
くバーチカル切削することができる。

【０１００】同様に、表示装置３を介して加工目標の形
状を表示すると共に、ドリリング点の設定を受け付け、
このドリリング点を基準にして凹部について基準点を設
定することにより、凹部を有する加工目標についても簡
易かつ効率良くバーチカル切削することができる。

【０１０１】またこのときオペレータの選択により、凹
部の形状に応じて、またワークの配置に応じてドリリン
グ点を設定したことにより、オペレータを煩わせなくて
も、凹部を有する加工目標について簡易かつ効率良くバ
ーチカル切削することができる。

【０１０２】さらに各基準点より加工終点まで工具を移
動させた後、順序が若く、かつ加工深さの深い基準点の
分布する方向に工具を退避させることにより、工具のチ
ッピングを有効に回避して効率良くバーチカル切削する
ことができる。

【０１０３】またこれらの場合に、工具がワークに接触
する前後所定範囲、加工終点の直前の所定範囲、退避位
置に退避するまでの間、工具の送り速度を低減したこと
により、工具とワークとの関係が変化する前後で、工具
に対する急激な負荷の変動を有効に回避することがで
き、これにより工具のチッピングを有効に回避して効率
良くバーチカル切削することができる。

【０１０４】（２）第２の実施の形態 この第２の実施の形態において、加工データ作成装置
は、荒加工したワークを対象にした仕上げ加工用のバー
チカル切削用ＮＣデータを作成する。なお、この荒加工
したワークは、第１の実施の形態におけるバーチカル切
削用ＮＣデータにより荒加工したワークであり、加工デ
ータ作成装置は、第１の実施の形態について上述した荒
加工用のバーチカル切削用ＮＣデータに続いて、この仕
上げ加工用のバーチカル切削用ＮＣデータを作成する。

【０１０５】すなわち図４０に示すように、加工データ
作成装置は、この実施の形態において、工具１４をワー
クに押し付けながら、加工目標の外形形状に沿ってＸＹ
方向に工具１４を移動させ、これにより加工目標の外形
形状にワークを切削する。なお図４０（Ｂ）は、図４０
（Ａ）を工具軌跡でなるＩ−Ｉ線に沿って切り取って示
す断面図である。

【０１０６】このため加工データ作成装置は、図４１に
示す処理手順を実行して、仕上げ加工用のバーチカル切
削用ＮＣデータを作成する。なおこの加工データ作成装
置は、この実施の形態においても、図２のステップＳＰ
１１について説明したと同様にしてオペレータの設定し
た進入方向毎に、この処理手順を実行する。

【０１０７】すなわち加工データ作成装置は、ステップ
ＳＰ４０からステップＳＰ４１に移り、加工目標の形状
データより、又はオペレータの入力により、加工開始の
基準位置を検出する。ここで加工データ作成装置は、オ
ペレータによる入力により、又は加工目標の形状データ
についてＺ座標値を順次比較するより、隣接する領域よ
り工具進入方向に突出してなる領域を検出する。

【０１０８】このとき加工データ作成装置は、図４２に
示すように、加工目標において尾根状に突出してなる線
状の領域が検出されると、又はオペレータにより線状の
領域が指定されると、この線状の領域のｘｙ座標値よ
り、この線状の領域を基準平面に投影して基準位置を設
定する。なおパーティング面のように、このような尾根
状の領域が線状に現れない場合、加工データ作成装置
は、このパーティング面の内のりでなる線状の領域より
基準位置を設定する。またこのような加工目標において
尾根状の領域のｚ座標値が変化している場合、この尾根
状の領域の一部についてはｚ座標値の比較によりピーク
を検出できることにより、この検出したピークより隣接
する領域の座標値を順次判定し、このようにｚ座標値が
変化している場合についても、尾根状の領域を検出す
る。また同様に、尾根状の領域が分岐している場合につ
いても、検出する。

【０１０９】また図４３に示すように、工具進入方向に
突出してなる領域が点として検出される半円球形状等の
加工目標については、この点の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）よ
り、この点を基準平面に投影して基準位置を設定する。

【０１１０】このようにして基準位置を検出すると、加
工データ作成装置は、ステップＳＰ４２に移り、この基
準位置を基準にして基準点を設定することにより、加工
目標の外形形状に従って工具進入位置を設定する。ここ
で図４４に示すように、加工データ作成装置は、ステッ
プＳＰ４１で設定した線状の基準位置については、基準
平面上でこの基準位置を工具半径の分だけオフセットさ
せて基準線を形成し、この基準線上に所定ピッチで基準
点Ｐを設定する。

【０１１１】また図４５に示すように、ステップＳＰ４
１で設定した点による基準位置については、工具半径の
分だけ離間してこの基準位置を取り囲むように円形形状
の基準線を基準平面上に形成し、この基準線上に所定ピ
ッチで基準点Ｐを設定する。このとき加工データ作成装
置は、削り残し量が所定値以下になるように、予めオペ
レータの設定した加工精度に応じて、基準線の曲率に応
じてピッチを設定する。

【０１１２】これにより加工データ作成装置は、例えば
図４６に示すように、馬蹄形形状の凹部については、内
側壁面に沿って一定ピッチＰにより基準点Ｐを設定す
る。また図４７に示すように、同様に、扇形状の凹部に
ついても、内側壁面に沿って一定ピッチＰにより基準点
Ｐを設定する。

【０１１３】このようにして基準点を設定すると、加工
データ作成装置は、ステップＳＰ４３に移り、各基準点
について、工具軌跡を作成する。すなわち加工データ作
成装置は、図４８に示すように、荒加工による削り残し
の分だけ、工具をｚ軸方向に変位させて工具が加工目標
の外形に接触する工具中心の座標値を検出する。さらに
加工データ作成装置は、この位置から加工目標の外形形
状に沿って順次ｚ座標値が低減するように工具軌跡を生
成する。

【０１１４】このとき図４８に示すように、加工データ
作成装置は、工具１４と加工目標とが形成する接線上よ
り、対応する工具中心を見たとき、この接線上の点と工
具中心を結ぶ直線が、この接線上点を通る加工目標の等
高線に対して直交するように、工具軌跡を計算する。

【０１１５】このようにして各基準点について加工目標
の外形形状に沿った工具軌跡を作成すると、加工データ
作成装置は、ステップＳＰ４４に移り、必要箇所に工具
軌跡を補間する。すなわち図４９に示すように、例えば
ｚ方向に扇状に広がるような箇所においては、この実施
の形態のように、加工目標の上端側で設定したピッチに
より加工目標の外形形状に沿って切削加工すると、徐々
に隣接する工具軌跡間のピッチＰが広がるようになり、
オペレータの所望した加工精度により加工することが困
難になる。

【０１１６】これにより加工データ作成装置は、この工
具軌跡間のピッチＰを検出し、このピッチＰが所定値以
上拡大する部分について、改めてこの２つの工具軌跡の
始点でなる基準点間に新たな基準点を設定する。さらに
この新たに設定した基準点よりステップＳＰ４３と同様
にして工具軌跡を生成し、これにより隣接する工具軌跡
間の距離が所定値以上離間しないように、工具軌跡を補
間する。なおこの処理により加工データ作成装置は、図
４５について説明したような頂点を形成する加工目標に
ついても、オペレータの所望する切削精度によりバーチ
カル切削できるようになされている。また基準点から補
間による工具軌跡を生成することにより、工具の痕跡が
金型に残らないようにする。

【０１１７】加工データ作成装置は、続いてステップＳ
Ｐ４５に移り、基準点を辿る順序を設定し、またこの順
序に応じて工具軌跡を補正する。すなわち図５０に示す
ように、コーナーの内側壁面をバーチカル切削する場
合、この内側壁面に沿って基準点が順次設定され、各基
準点より工具が進入することになる。この場合に、内側
壁面にテーパーが形成されている場合、矢印に示すよう
に、各工具軌跡は、内側に変位するようになる。なおこ
の図５０と、続く図５１、図５２及び図５３において
は、工具ピッチを強調して示した。

【０１１８】このような場合に、矢印により示す加工順
序でワークを切削したのでは、図５１に示すように、削
り残しによりコーナーの部分で工具１４を移動できなく
なる。すなわちこの場合バーチカル切削におけるアンダ
ーカットの状態が発生し、甚だしい場合は、工具を破損
することになる。

【０１１９】これによりこの実施の形態では、原点に最
も近接した基準点より順次隣接する基準点を辿るよう
に、基準点を辿る順序を初期設定する。加工データ作成
装置は、この初期設定した状態で、オペレータの指定に
より、又は加工データ作成装置における判定により、こ
のようなコーナーの箇所を検出する。さらにこのような
コーナーの箇所で、図５２に示すように、コーナー近傍
においては、コーナーを形成する２つの壁面を交互に切
削するように、基準点を辿る順序を変更する。さらに図
５３に示すように、先に切削の完了した方向に逃げるよ
うに、各基準点からの工具軌跡を補正する。かくするに
つき、この補正の程度Δは、オペレータの設定により、
又は同種の加工において蓄積されたデータより、決定さ
れる。また基準点を辿る順序を変更する範囲において
も、オペレータの設定により、又は同種の加工において
蓄積されたデータより、決定される。

【０１２０】これにより加工データ作成装置は、アンダ
ーカットを有効に回避して工具軌跡を生成する。かくし
てこのようにして工具軌跡を作成すると、加工データ作
成装置は、第１の実施の形態と同様に、速度制御のコマ
ンド等を付加してＮＣデータを生成した後、ステップＳ
Ｐ４６に移ってこの処理手順を終了する。

【０１２１】以上の構成によれば、仕上げ加工にバーチ
カル切削加工を適用する場合でも、加工目標の形状に応
じて所定ピッチにより基準点を設定し、さらにこの基準
点を辿る順序を設定することにより、簡易かつ効率良く
バーチカル切削加工することができる。

【０１２２】（３）他の実施の形態 なお上述の第１の実施の形態においては、マトリックス
状に基準点を設定する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、第２の実施の形態について上述した手法
を適用して、加工目標の外形形状に沿って所定ピッチに
より基準点を設定してもよい。

【０１２３】すなわち図５４に示すような馬蹄形形状の
凹部については、内側又は外側の壁面に沿った一定のピ
ッチＰＴにより基準線を形成し、この基準線上に、一定
のピッチＰにより基準点を設定することにより、効率良
く荒加工することができる。また図５５に示すような扇
形状においては、同様に、内側又は外側の円弧形状の壁
面に沿った一定のピッチＰＴにより基準線を形成し、こ
の基準線上に、一定のピッチＰにより基準点を設定する
ことにより、効率良く荒加工することができる。

【０１２４】また上述の第１の実施の形態においては、
加工目標のピークを検出して基準点を辿る順序を変更す
る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各基
準点について検出した加工目標までの深さを、隣接する
基準点間で比較し、この比較結果より基準点を辿る順序
を切り換えても良い。すなわちこの場合、間接的に、加
工目標の基準面側に突出する部位を検出して基準点を辿
る順序を切り換え、これにより削り残しを低減すること
ができる。

【０１２５】さらに上述の第１の実施の形態において
は、加工目標を表示装置に表示して基準点を辿る順序の
変更を受け付ける場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、例えば削り残し量等併せて表示するようにし
てもよい。

【０１２６】また上述の第１の実施の形態においては、
ステップＳＰ１０（図２）よりステップＳＰ８に戻っ
て、同一方向より工具を進入させてバーチカル切削する
場合に、当初のピッチＰ及びステップＳにより工具軌跡
を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ピッチＰとステップＳの関係を入れ換えるようにし
ても良く、これに伴い基準点を辿る基準となるラスタ走
査の方向を９０度回転させてもよい。このようにすれ
ば、凹凸の激しい加工目標について、１回のバーチカル
切削によっては切削困難な箇所について削り残しを低減
して切削することができる。

【０１２７】さらに上述の第１の実施の形態において
は、ライン方向については工具直径以下のピッチによ
り、ライン間については刃幅以下のピッチにより基準点
を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、この関係を入れ換えてもよい。

【０１２８】さらに上述の第１の実施の形態において
は、全ての基準点について、工具をワーク方向に変位さ
せるように工具軌跡を作成する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、切削量の少ない基準点について
はバーチカル切削を省略するようにし、このような基準
点については工具軌跡の生成を省略してもよい。このよ
うにすれば、これらバーチカル切削を省略した領域につ
いては続く等高線切削加工により切削加工することにな
るが、金型加工全体より見て加工に要する時間を短縮す
ることができる。

【０１２９】また上述の第２の実施の形態については、
バーチカル切削による荒加工に続いて、バーチカル切削
による仕上げ加工を実行する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、等高線加工による荒加工に続いて
バーチカル切削による仕上げ加工する場合にも広く適用
することができる。

【０１３０】また上述の実施例においては、本発明を金
型加工に適用する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、例えばモックアップの製品を作成する場合、
種々の金属製品を製品加工する場合等、形状データで表
される形状を加工目標にして、切削材を切削加工する場
合に広く適用することができる。

【０１３１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、加工目的
を表示して基準点を辿る順序の変更を受け付けることに
より、又はドリリング点の設定を受け付けることによ
り、削り残しを低減して簡易かつ効率良くバーチカル切
削することができる。またこれに代えて加工目標の形状
より、基準点を辿る順序を変更し、又はドリリング点を
設定することにより、オペレータを煩わせることなく削
り残しを低減して簡易かつ効率良くバーチカル切削する
ことができる。さらに加工終点より工具を退避させる退
避方向を、基準点の分布により設定したことにより、工
具を速やかにワークより離間させて、工具の損傷を有効
に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るＣＡＭシステムを示
すブロック図である。

【図２】図１のＣＡＭシステムにおける加工データ作成
装置２の処理手順を示すフローチャートである。

【図３】ワークの形状データの入力の説明に供する斜視
図である。

【図４】加工目標の形状データの入力の説明に供する斜
視図である。

【図５】バーチカル切削の工具の説明に供する側面図、
平面図及び略線図である。

【図６】バーチカル切削の基本説明に供する断面図であ
る。

【図７】工具の進入方向の説明に供する加工目標の斜視
図である。

【図８】図７の加工目標を天井側よりバーチカル切削す
る場合の説明に供する斜視図である。

【図９】図７の加工目標を一側面側よりバーチカル切削
する場合の説明に供する斜視図である。

【図１０】図７の加工目標を他の側面側よりバーチカル
切削する場合の説明に供する斜視図である。

【図１１】凹部をバーチカル切削する場合の断面図であ
る。

【図１２】ドリリング点の設定の説明に供する断面図で
ある。

【図１３】凹部が広がりを有する場合のドリリング点の
設定の説明に供する断面図である。

【図１４】奥行きの深い加工目標をバーチカル切削する
場合の説明に供する断面図である。

【図１５】カッターパス作成処理を示すフローチャート
である。

【図１６】基準点の設定の説明に供する平面図である。

【図１７】基準点を辿る順序の説明に供する平面図であ
る。

【図１８】ピッチの説明に供する略線図である。

【図１９】ステップの説明に供する略線図である。

【図２０】基準点毎に検出するｚ座標値の説明に供する
断面図である。

【図２１】削り残しの説明に供する断面図である。

【図２２】基準点を辿る順序による削り残しの低減の説
明に供する断面図である。

【図２３】ピークを基準にした基準点を辿る順序の切り
換えの説明に供する断面図である。

【図２４】凹部切削しない場合の加工形状を示す断面図
である。

【図２５】各基準点からの工具の移動経路を示す断面図
である。

【図２６】逃がしの座標値算出処理を示すフローチャー
トである。

【図２７】隣接する基準点と逃がし方向の関係を示す略
線図である。

【図２８】隣接する３点の基準点と逃がし方向の関係を
示す略線図である。

【図２９】隣接する２点の基準点と逃がし方向の関係を
示す略線図である。

【図３０】隣接する１点の基準点と逃がし方向の関係を
示す略線図である。

【図３１】凹部のカッターパス作成処理を示すフローチ
ャートである。

【図３２】凹部における基準点の設定の説明に供する平
面図である。

【図３３】図３２とは異なる箇所にドリリング点が設定
された場合の、凹部における基準点の設定の説明に供す
る平面図である。

【図３４】図３２との対比により基準点を辿る順序の説
明に供する平面図である。

【図３５】図３３との対比により基準点を辿る順序の説
明に供する平面図である。

【図３６】図３４との対比により残る基準点を辿る順序
の説明に供する平面図である。

【図３７】図３５との対比により残る基準点を辿る順序
の説明に供する平面図である。

【図３８】ＮＣデータ作成処理のフローチャートであ
る。

【図３９】工具の送り速度の説明に供する略線図であ
る。

【図４０】バーチカル切削による仕上げ加工の概略を示
す平面図及び断面図である。

【図４１】本発明の第２の実施の形態に係る加工データ
作成装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図４２】加工目標の形状に応じた基準位置の設定の説
明に供する斜視図である。

【図４３】凸部でなる加工目標について設定される基準
位置を示す斜視図である。

【図４４】図４２との対比により基準点の設定の説明に
供する斜視図である。

【図４５】図４３との対比により基準点の設定の説明に
供する斜視図である。

【図４６】馬蹄形形状の凹部に設定される基準点を示す
平面図である。

【図４７】扇形状の凹部に設定される基準点を示す平面
図である。

【図４８】各基準点からの工具軌跡を示す斜視図であ
る。

【図４９】工具軌跡の補間の説明に供する斜視図であ
る。

【図５０】コーナー部に設定される基準点を示す平面図
である。

【図５１】図５０のコーナー部におけるアンダーカット
の説明に供する平面図である。

【図５２】図５０のコーナー部における基準点を辿る順
序を示す平面図である。

【図５３】図５０のコーナー部における各基準点からの
補正された工具軌跡を示す平面図である。

【図５４】馬蹄形形状の凹部に設定される荒加工用の基
準点を示す平面図である。

【図５５】扇形状の凹部に設定される荒加工用の基準点
を示す平面図である。

【図５６】従来の切削加工の説明に供する略線図であ
る。

【図５７】バーチカル切削の説明に供する略線図であ
る。

【符号の説明】

１……ＣＡＭシステム、２……加工データ作成装置、３
……表示装置、４……入力装置、１０……ワーク、１４
……工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 哲史 東京都豊島区高田２丁目17番22号 株式会 社グラフィックプロダクツ内 (72)発明者 大坪 寿 岡山県浅口郡里庄町大字浜中1160番地 安 田工業株式会社内 (72)発明者 行本 充宏 岡山県真庭郡久世町大字久世1734番地 山 陽精機株式会社内 (72)発明者 河野 泰久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する工具の端面をワークに押し付け
   て、前記工具により前記ワークを加工目標の形状に切削
   加工する切削装置の制御方法において、 前記ワークの前記工具側に、前記回転軸に垂直な基準面
   を設定し、前記基準面に所定ピッチにより複数の基準点
   を設定し、前記基準点に前記工具を順次移動させて、前
   記各基準点より前記工具を前記ワークに押し付けるよう
   に、前記工具の移動経路を形成し、 所定の表示手段を介して前記加工目標の外形形状を表示
   すると共に、前記基準点を辿る順序の変更を受け付け、
   該受け付けた順序により前記移動経路を形成することを
   特徴とする切削装置の制御方法。
2. 【請求項２】回転する工具の端面をワークに押し付け
   て、前記工具により前記ワークを加工目標の形状に切削
   加工する切削装置の制御方法において、 前記ワークの前記工具側に、前記回転軸に垂直な基準面
   を設定し、前記基準面に所定ピッチにより複数の基準点
   を設定し、前記基準点に前記工具を順次移動させて、前
   記各基準点より前記工具を前記ワークに押し付けるよう
   に、前記工具の移動経路を形成し、 前記加工目標の前記基準面側に突出する部位を検出し、
   前記部位を基準にして前記基準点を辿る順序を切り換え
   て、前記工具の移動経路を形成することを特徴とする切
   削装置の制御方法。
3. 【請求項３】回転する工具の端面をワークに押し付け
   て、前記工具により前記ワークを加工目標の形状に切削
   加工する切削装置の制御方法において、 前記ワークの前記工具側に、前記回転軸に垂直な基準面
   を設定し、前記基準面に所定ピッチにより複数の基準点
   を設定し、前記基準点に前記工具を順次移動させて、前
   記各基準点より前記工具を前記ワークに押し付けるよう
   に、前記工具の移動経路を形成し、 所定の表示手段を介して前記加工目標の外形形状を表示
   すると共に、前記ワークの所定箇所を穴加工するドリリ
   ング点の指定を受け付け、前記ドリリング点を基準にし
   て前記基準点の位置を設定し、前記基準点を辿る順序を
   設定することを特徴とする切削装置の制御方法。
4. 【請求項４】回転する工具の端面をワークに押し付け
   て、前記工具により前記ワークを加工目標の形状に切削
   加工する切削装置の制御方法において、 前記ワークの前記工具側に、前記回転軸に垂直な基準面
   を設定し、前記基準面に所定ピッチにより複数の基準点
   を設定し、前記基準点に前記工具を順次移動させて、前
   記各基準点より前記工具を前記ワークに押し付けるよう
   に、前記工具の移動経路を形成し、 前記加工目標の前記基準面に対向する凹部を検出し、前
   記凹部を穴加工するドリリング点を設定し、前記ドリリ
   ング点を基準にして前記基準点の位置を設定し、前記基
   準点を辿る順序を設定することを特徴とする切削装置の
   制御方法。
5. 【請求項５】回転する工具の端面をワークに押し付け
   て、前記工具により前記ワークを加工目標の形状に切削
   加工する切削装置の制御方法において、 前記ワークの前記工具側に、前記回転軸に垂直な基準面
   を設定し、前記基準面に所定ピッチにより複数の基準点
   を設定し、前記基準点に前記工具を順次移動させると共
   に、前記各基準点において前記工具を前記ワークに押し
   付けて加工終点まで前記ワークを切削した後、元の基準
   点近傍にまで前記工具を復帰させるように、前記工具の
   移動経路を形成し、 前記工具を前記加工終点より所定の退避方向に退避させ
   た後、元の基準点近傍にまで復帰させるように前記工具
   の移動経路を形成し、 隣接する基準点のうちの、既に辿った基準点であって、
   対応する加工終点に対して加工終点が前記ワークに深い
   位置又は等しい深さに設定された基準点を検出し、該検
   出した基準点の分布する方向に、前記退避方向を設定す
   ることを特徴とする切削装置の制御方法。
6. 【請求項６】前記工具が前記ワークに接触する前後所定
   範囲、前記工具が前記加工終点に到達する近傍の所定範
   囲、及び前記工具を前記退避方向に移動させる間、前記
   工具の送り速度を低減することを特徴とする請求項５に
   記載の切削装置の制御方法。