JPS59208604A - 加工片の機械加工シミユレ−シヨン方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械加工作業によって加工片体積を減少させ
るために少なくとも１つの工具を用いた加工片の機械加
工をシミュレートする方法であって、加工片、取付具手
段及び工具がシミュレートされる機械加工作業のいろい
ろな段階の前並びにその間に表示スクリーン上に表示さ
れ、前記段階中に工具が関連した駆動径路をたどって行
き、加工片の体積の記録が動的に更新される如き加工片
の機械加工シミュレーション方法に関するものである。

この種の方法、は論文゛機械制御データのコンピュータ
確認″エル・オー・ワード著、パイオニアリング・イン
・チクノロシイ発行、第１７回エヌシー−ソサエティ・
アニュアル・ミーティング・アンド・テクニカル・コン
ファランスの会報、１９８０年４月２７〜３０日、ハー
トフォード（コネチカット州）アメリカ合衆国、２２９
〜３２０頁、特に３０３頁、２３〜３０４行、４５行か
ら既知である。例えば陰極線管を含む表示スクリーンの
使用は、例えばノミュレーション逆転できない効果をも
たないために、魅力的である。高い計算容量を使って、
既知の方法は加工状態のいわゆる三次元（ソリッド）モ
デルを作る、一方では、この方法はオペレータに出来事
の極めて明瞭な投写図を与えるが、他方ではこの方法は
極めて複雑で、高価である。

本発明の目的は、限定された手段を用いて加工片及びそ
の周辺の像を作り、また限定された計算容量を用いて望
ましくない衝突を指示することにある。この目的はシミ
ュレーション動作の開始時に加工片、工具及び取付具の
像が作られ、前記像はパ加工片点°′、゛取付具点パパ
工具加工点″及び゛付帯点パの値を夫々もつ一組のピク
セルとして二次元部分面上に投写され、衝突が表示され
、ンミュレーンヨン作動は、少なくとも１つの高い値（
急速用）と少なくとも低い値（切削用）を含む値の範囲
内でプログラミングされた速度で工具によってプロクラ
ミンク゛された駆動経路をたどって行く間に、゛′工具
加工点”が工具の高い通用している速度で何れかの現行
の“加工片点°°と一致したとき、及び゛′工具加工点
′°が工具の何れかの速度で何れかの″取付具点パと一
致したときに中断されることを特徴とする本発明法によ
って達成される。シミュレーション中には、工具経路の
みが、加工片の体積減少を決定するため並びに望ましく
ない衝突を指示するために、保護される必要がある。従
って、高レベルで状態を描写するデータへの動的アクセ
スは必要ない。この簡単な機構で、加工片と工具の像は
動かされる必要はない。この簡単化された結果は、最初
に投写が決定されることにより得られる。

本発明は主に削り取り作業に使われるが、それに限定さ
れるものではない。削り取り及び非−削り取り作業は作
業のいろいろな工具／ザイクルによって１つの同じ工作
機械で行うことができる。

ピクセル毎の異なった指示はいろいろな仕方で例えば単
色、混合色、特定の陰影又はパターン指定、強度によっ
て、例えば異なった英数字文字、人間の目の応答時間よ
り短いか又は長い周期での時間依存の表示等によって実
現することができる。加工片は普通、一連のディメンン
ヨンとして入力され、投写は例えば多角形として与えら
れる。別法としては、それは辺又はかど点のサイクルと
して人力される。着色したピクセルで多角形を充填する
ことは、例えば本出願の参考とされる本出願人による先
行のオランダ国特許出願第８３００８７２１号中に記載
されている。駆動径−路−は演薫の機械加工工程を意図
した“′低″又は送り速度で追跡することができる。更
に、パ高″′速度は工具を加工位置へ行ったり来たり位
置決めするのに通常使用される。

パ低”′又は“高”速は何れも１つの値のみに限定する
必要ない。高”速の場合、加工片は接触させられない。

指示はピクセル毎に前辺てきめられるので、かかる接触
は容易にチェックできる。加工片体積は異なった面に投
写できる。旋盤の場合、これは回転軸線を通る平面にな
る。面切削効果をもつフライス盤の場合には、−組の３
つの直交投写面を使用できる。（その場合、１つの面は
フライス削り装置からの展望である。）他の場合には、
その他の数の投写面を使う；各投写面は前記表示スクリ
ーン上のそれ自身の区域に表示される。工具の体積点は
“加工点”又は“付帯点”′とすることができる。加工
点は加工片との直接接触により前記体積減少に寄与する
点である。加工点は一般に加工点の直線又は曲線の一部
をなす。“高パ現在速度の定義は関連した工作機械、機
械加工作業等に対して特に決められた速度に対して与え
られる。この標準速度はまた加工片の材料に依存し得る
。

取付具手段は異なった性質をもつ：旋盤の場合、これら
はチャック、支持体等によって形成される。

これらはフライス盤の場合テーブルによって形成される
。工具は決して取付具に接触しない。同様に如何なる駆
動速度においても加工片に接触しない。このことは通常
、機械加ニブログラムのシンタックスによって自動的に
確実にされる。例えば、低駆動速度の場合、ドリルはそ
の軸線に沿ってのみ駆動される。

好適には、排他的指示は工具体積の表示に使われる。機
械加工作業かくしてより良く見えるようにすることがで
き、時には再プログラミングが簡単になる。指示は異な
った性質をもち、例えば閉じた輪郭、開いた輪郭、ずて
べての体積点に対する個別のビクセル色をもっことがで
きる。

好適には、パ加工片点”は二価とし、即ち゛′除去ずべ
き加工片点゛と゛保留すべき加工片点゛を夫々もつ。後
者の点は゛取付具”として作用する。

この結果、明瞭な目視像が得られ、エラーの場合に再プ
ログラミングが簡単になる。他方、加工片の既に削り取
られた部分もそれ自身の指示をあたえられる。

好適には、追加の情報が表示される。その理由は、例え
ば中心ライン、寸法ライン及び英数字文字は、追加の情
報が体積減少によって影響されることなしに、実際の“
′加工片／非加工片″情報の上に重ねることができるか
らである。

本発明が工作機械自身に直接に使用されるとき、工具の
加工工程は前もってチェックでき、したがって、工具ま
たは加工片または記載の他の部分が偶発的に損傷を受け
ることは、損傷の生じる前に、回避される。始動は新し
い駆動経路情報の提供によっておこなうことができる。

以下、本発明の実施例を図に基づき詳述する。

本発明の方法又は装置を用いた一般的手順第１図に示す
旋盤について以下詳述する。２０は幾つかの駆動機構を
もつシャシ又は支持体を示す。素子２２は駆動スピンド
ルを用いているいろな速度で同性するチャックである。

素子２４は心出し装置をもついわゆる心押し台である。

素子２６はこの場合円柱として示す加工片である。これ
はチャックにクランプされ、軸線のまわりに回転し、心
出し装置により心出しすることができる。素子２８はカ
ッタの如き１つ以上の工具を保持する装置をせつサドル
である。機械制御の下で加工片に対して少なくとも軸線
方向と半径方向に駆動する幾つかの駆動機構をもつ。サ
ドルは垂直軸線のまわりに通常回転できる；他の点は慣
例のものと同じである。工具は他の方法でもクランプで
き、例えば心出し装置は軸線方向中心孔を作るドリルを
具え得る。素子３０は数値制御装置をもち、プロセッサ
、読出し書込みメモリ、キイボード、ビデオ表示素子、
周辺装置用の入力／出力手段、および種々の部品間の適
当な通信経路を含む。この旋盤はいろいろな方法で作動
できる。とりわけ、加工片をクランプした後、情報をキ
イボードを経て次々と入力できる。この目的で、情報の
正しい実行をチェックするデータ処理能力をもつ。−従
って加工片、工具又は工作機械の全体をも破損するエラ
ーを検出する。

というのは情報の実行は不許容の工作位置決めを含むか
らである。実際の駆動工程の直前に、かかるエラー用の
チェックを行うことができる。もし関連した駆動工程が
不許容であれば信号を送り、その実行を中断する。オペ
レータの介入によってこの中断を止める能力をもたせる
こともでき、その際信号゛′不許容”は終了し、駆動工
程は前と同様に実行される。信号“′不許容”は多価（
ｍｕｌｔｉ−ｖａｌｃ口し）とすることもできる。

第二に、情報は、加工片をクランプした後に取出すため
に、バックグランドメモリ中のプログラムの形で、例え
ばせん孔テープ又は磁気ディスク／テープメモリの形で
連続的に直列法で記憶される。情報は次いで正しい順序
で実行され、次の情報は先行の情報が完全に実行される
と直ちに始動する。エラーが生じる直前に情報の実行中
に如何なるエラーも検出できる。別法としては、エラー
に実際の加工工程の開始前に検出される。例えば実際の
機械加工作業又は駆動工程が実行されると、次の情報が
ハックグランドメモリから早くも取出され、それが実行
される前に確認される。機械前ニブログラムがバックグ
ランドメモリ中にあるときには、プログラム工程が実行
されるときに実際作業のみをシミュレートすることがで
きる。本装置の実際の機械油エセクンヨンはそのとき存
在しなくてもよく、従って実際に非局部的な（ｎｏｎ−
ｌｏｃａｌ）作業が行われる。後者の場合、加工工程の
チェックは先行工程がチェックされた直後に始まる：駆
動自体の実行を待つ必要はもはやない。シンタックスエ
ラーについてプログラムをチェックするためには、シミ
ュレーションを行う必要はない；しかしながら、損傷を
生じるかも知れない前述のエラーに対してはそれをする
必要がある。

第２図は駆動経路の単一のプログラムを示す。

第一コラムはライン番号を含み、これはプログラムの実
行には関係ない。第二コラムは関連したプログラム工程
の識別子を含む。第三コラムはプロクラム工程の内容を
含む。第四コラムはりマークを含む。第二コラムのＮ　
９００，０　はプログラムを識別する。次のラインは識
別ＮＩＯ，，，，，，をもつ。これらはその都度１０単
位づつの増分をもつ。第三コラム中のｌ’　１００は軸
線方向の工具の送り速度を示す。

従ってこの速度はモの都度プログラミングすることがで
きる。これは他の送り速度にも適用できるが、それはこ
こでは必要ない。識別６０は工具の一定の、プログラム
された高駆動速度を示す。表示Ｇ１は上でプロクラムさ
れた送り速度を表わす。Ｔ１は工具の選択を表わす。５
１００は得るべきチャックの回転速度を表す。Ｍ３はチ
ャックのスピンドルがいはば反時計回りに回り始めるべ
きことを示す（Ｍ４　は時言１回り、Ｍ５は停止を示す
）。旋盤が例えばタレットヘッドによって交換可能の工
具を具えることは既知である。指示Ｘ、ｌ　は半径方向
を夫々示す。円柱状加工片は端面座標Ｚ＝１５０　でク
ランプすると想定する。円柱面の座標はＸ＝１５０　で
ある。

ライン２上ではサドルは工具交換位置へ進む。ライン３
上で工具は交換される。ライン４上でサドルは第一加工
位置の直前の位置へ進む：Ｚ距離−１だけ高い。ライン
５上で直径は変わって、半径差が１になる。ラインＧ上
では、工具は引込んで、Ｘの差は２になる。ライン７へ
戻り、直径の再調節をした後に、ライン９上で直径は再
び変わって：半径差は１になる。実際の駆動モードＧＯ
，Ｇｌは次の駆動モートが示されるまで常に存在するこ
とに注目すべきである。指示Ｍ３０　はプログラムの終
了を合図する。

例えばもし指示Ｚ１５０がライン７に与えられると共に
ライン８に駆動モードＧＯが存在して指示ＧＩＸ１４８
　がなければ、エラーが生じる。このときシミュレーシ
ョンは衝突を合図し、中断が起こる。例えば、指示×１
４６がライン８に与えられたとき、過料量の材料が除去
されたときに、他のエラーが起こる；そのとき実際のエ
ラーの合図はライン９上で情報がチェックされるときに
のみ起こる。

表示の機構； 第３図は旋盤用のピクセル式表示の一例を示す。

表示手段はテレビジョン受像管とするが、これに限定さ
れない。４０によってアウトラインを示す。

ブロック５４はピクセル式表示上−に重ねられる幾つか
の英数字指示を含む。４２／４４　に関連モードが示さ
れる。即ち遅い駆動モードＣＵＴ　と急速駆動モードＲ
Ａ　Ｐ　が示される。いろいろな駆動モードも可能であ
る。２つのモード間の区別も調節可能である。

矢印は現在の駆動モードが急速モード（ＧＯ）であるこ
とを示す。参照数字４６には現在のプログラムの識別子
用のルーム（ｒｏｏｍ）がある（従って第２図について
はＮ９０００）。参照数字４８には、現在の作業のブロ
ック又はライン番号用のルームがある（従って第２図に
おいてシリーズＮｉｐ、　２０．、、、、、）。参照数
字５０には、工具番号用のルーム（従って第２図の１゛
１）がある。参照数字５２には、例えばＧモード又はＭ
モードに関するそれ以上の情報用のルームがある。

残りの画像は加工片のピクセル式表示に使用できる。バ
ックグランド（゛空気”）は例えば暗い（黒い）。５６
には実際の工具の完全な体積形状が示される。影線部分
はそれが第一の色をもつことを示す。簡単な例では、工
具の゛ノーズ″′のみが、たとえば矢印又はその他のカ
ーソル情報によって示される。また基礎材料の完全な体
積形状が示される。除去すべき部分６０は独特な色をも
つ。参照数字６２は輪郭４０内にある限り取付具（チャ
ック）の完全な体積形状を表わす。この取付具は独特の
ピクセル色をもつ。参照数字６４は対称軸を示す。

かくして、種々のピクセル指示は：空気、削り取りにっ
て除去すべき加工片部分、保留すべき加工片部分、チャ
ック、追加の情報及び工具である。

これらは３ピツ。トで表わされる。成る場合には、これ
より多いビット数が、もしデコーディング（ｄｅｃｏｄ
ｉｎｇ）がそれによって簡単化されるならば、択される
。関連するピクセルは次いで順次アドレスされ、ピクセ
ル情報は“空気”のそれに変えられる。（）しイス削り
の場合、第４図参照、その結果を得るためにより多くの
可能な方法がある）。

ピクセルが部分５８にアドレスされたとき、エラーが表
示され、それ以上のシミュレーション又はそれ以上の駆
動は停止する。同じことは部分６３のピクセルにも適用
される。図示の加工片はいろいろな工具、即ち少なくと
も１つの外部切削工具、ドリル、内部切削工具、及び円
形みぞ用のスロック工具を必要とする。機械加工中、５
０における追加の指示と対称軸の指示は影響を受けない
ままに留まることができる。後述する機構ではこれらの
指示は例えば個別のビット面に記憶される。加工の開始
前に、区域５８．６０は加工片の゛内部゛”にある。

他の区域は加工片のパ外部″゛にある。加工作業の終っ
たときに、区域５８のみはまだ加工片の゛内部゛にある
。例えば仕上げ丸削りの如きち蜜な機械加工作業を必要
とする区域又は輪郭のために更に多数の異なったピクセ
ル指示を使うことができる。

第４図はフライス盤用のピクセル式表示の例を示す。加
工片は６Ｂで平面図で示す。それはいろいろな凹所を正
面フライスによって作るべき板である。７０において一
側の正面図と断面図が夫々示され、７２においては他側
のそれらが示される。これらの投写形式は慣用である。

７６でフライスの軸線方向の展望が示され、７８では７
２と関連するものが示され、８０では７０に関連するも
のが示される。図示の位置で、フライスの端面は加工片
の上面を含む平面に対して位置する。この３つの投写で
の表示のおかげで、工具の夫々の個別−の動きを見るこ
とができるようになし得る。全画像は境界６６により包
囲される。画像は幾つかの領域又は窓に分けられ、その
各々は関連した投写のために役立つ。

本実施例では、工具の表現は境界６６内のどこでもよい
。窓は加工片の関連した投写の一部のみを含むことがで
きる。この場合、メモリに記憶された情報の対応部分も
またこの窓内に表示でき、窓をメモリ内で置換えること
も可能である。時には、表示の尺度を変えることができ
ることは有用である。尺度ファクターに依って表示メモ
リ中の記憶は、加工片、取付具および工具の記載から始
まって、更新される。追加の情報（第３図の区域５２）
は窓の構成によって影響されない。

第５図は情報レベルの画像の構成を示す。画像の尺度は
任意である。１つのピクセルは加工片体積又は他の部品
の所定の空間素子に対応する。画像メモリは１０２４　
Ｘ１０２４ピクセルに対して。適するようになし、１ピ
クセル当り４ビツトが存在するものとする。アドレッシ
ングは適当に選択され、例えば継続するＺ座標（第２図
）をもつピクセルは相次ぐアドレスをもち、１つのピク
セルラインの最後のアドレスには次のラインの最初のア
ドレスが直接に続くことになる。図は４ビツト面を示す
。

これは１ピクセルのビットが関連したメモリアドレスの
ビット位置に対応する順序で常に記憶されることを意味
する。メモリ場所の内容はパへＤＤＲ″″で記号的に示
す。集積固体メモリとして好適に構成される画像面メモ
リの技術は決定的なものではない。慣例のテレビジョン
型式の表示に対しては、画像の水平と垂直の断面上のピ
クセル数は４；３である。

情報は例えば次の如く構成することができる。

ビット面Ｏは除去すべき材料の動的に適用可能のパター
ンを含む。基本の体積素子が機械加工に依って゛材料パ
から゛空気”に変ったとき、関連したピクセルの情報は
更新される。ビ・ソト面１はアクティブパターン（工具
）この場合は切削工具のピクセル式表示を含む。この工
具の移動中に、ノくターンは次の如く更新される。プロ
グラムは工具の＋（ｌｊ写を含む；その中の情報は次の
ものを指示する： ａ）　工具の外接図形、例えば外接矩形又は輪郭；ｂ）
　“′工具ピクセル″′として変位させるべき画像ピク
セル、これは例えば成る数のベクトルとして、工具の基
準位置に対する相対的位置を占める。初期の表示のため
に、この描写は工具ピクセルとして表示すべき一組のピ
クセルに変換される。ヒ゛・ソト面２は゛保護されたパ
情報を含む；この場合３型式の情報がある：即ぢ、（ａ
）　追加情報（第３図、区域５２）；　（ｂ）チャック
の輪郭ライン、保有すべき材料、又はこれらの輪郭ライ
ンによって囲まれる区域；（Ｃ）中心ライン、尺度類の
ライン。

この情報は作業／シミュレーションの実行中に変更でき
ない。工具の不許容の駆動位置の検出は次の如＜　）ｉ
ｌｉ木のハードウェア内でおこなうことができる。組合
せゲートからなる論理回路を具える。

表示のための読取り動作中、ピクセルのデータビットは
並列に表現される。論理値゛１”は関連したカテコＩＪ
−のボリューム点を指示し、論理値゛（ｊ″″はかかる
ボリューム点の不存在を指示する。

第一のＡＮＤ−ゲートで、取付具の情報が工具の情報と
組合わされる。第二の論理ＡＮＤＮグートで、加工片の
情報が工具の情報及び急速駆動モードが実行されること
を示す論理値”　ｉ　”　と組合わされる。

２つの論理値ＡＮＤＮデートの出力は論理ＯＲ−ゲート
に組合わせる。後者が゛′１パを出力したとき、不許容
の駆動位置がシミュレートされ又は実現される。

第６図は本発明装置の一実施例のブロック図である。素
子１００　は実際の工作機械である。結線１０２　はセ
ンサ用の幾つかの結線を表わし、これ１こよって工具及
び／又は加工片の位置と工具及び／又は加工片の駆動速
度を与える。所定の実現（ｒｅａ−１ｉｚａｔ、１ｏｎ
）　　においては、多くの）＜）レス形信号力（あり、
各パルスは位置増分を表わす。位置増分の累算は位置を
もたらす：その時標牟の期間内の位置増分の数の決定は
駆動速度の測定値となる。結線１０４　はザーボ増幅器
と素子１０６　のアナログ出力信号のための結線の数を
表わし、かくして工作機械は、例えば下記の如き旋盤に
ついての幾つかの手作業モードで駆動することかできる
ニ ー停止駆動スピンドル； 一回転駆動スピンドル（いろいろな速度で）；−軸線方
向の正の送り（いろいろな速度で）；−軸線方向の負の
送り（いろいろな速度で）；−半径方向について同上； 一急速な軸線方向の正／負ニ 一半径方向について同上； −例えばクレッ七ヘッドによる工具交換。

、ユれらの作業モードはすべてがお互に排他的でないこ
とは明らかであろう。例えば駆動スピンドルは連続的に
回転するが、一方では他の作業モートが相互に進行する
。更に、２つの急速駆動は同時に起こることができる。

送り中に、駆動スピンドルは旋削の場合には回転し続け
るべきである。

又実際の機械１００　は、動力を与えるためにサーボ制
御信号から駆動動力信号を得るための変換器と、パルス
を運動から得る変換器を含む。バス１０８　はデータ、
制御信号及び供給電圧／電流用の幾つかの平行なうイン
からなる。素子１０６　はバス１０８　へのインターフ
ェースである。このインターフェースはＤ／Δ変換器と
フィードバック（ｆｅｄ−ｂａｃｋ）　　サーボ増幅器
を含み、受信したディジタル信号から機械１（］０用の
アナロク制御信号を作る。バス１０８用のディジタル制
御信号を作るために測定システムデータを処理する装置
を具えるかこれらのインターフェースが並列に作用し、
任意の周波数と順序で作動されることを示すために２つ
のインターフェースユニットが示される。素子１１０　
は中央プロセッサユニット、例えば＋ｒｒｃ１．Ｂｏａ
ｇ　型のマイクロプロセッサである。このプロセッサは
局部的には、外部記録キャリヤ、例えば磁気テープ又は
穿孔テープを含む周辺装置１１２を含む。実際の接続は
例えば基準化された’１１２４　協定書に従って行われ
る。中央プロセッサユニットは機械加ニブログラムの進
行又は機械加ニブログラムのンミュレーションの進行を
制御する（後者はおそらくは素子１００／１１ｇをもた
ない）。中央プロセッサユニット１１０　はバスのマス
ターとして作用し、回路の他の素子に作動及び間合わせ
信号を与える。素子１１２は動力供給モジュールである
。それは主結線に接続され、他の構成部品の動力供給電
流を与える。

幹線（ｍａｉｎ）が不足電圧状態にある場合、この素子
はパＯＫでない″′状態を合図することができ、この結
果その後のすべての作用は停止させられる。

素子１１４　は診断ユニットである。これは作動信号を
インターフェース１０６から受信し、又素子１１６、１
１８から信号を受ける。作業中に診断ユニットは、素子
１０６，１１６が信号の不許容の組合せを出力しないこ
とを確認する。機械の停止中、診断ユニットはテストの
ために、即ちそれに接続された素子のシミュレーション
グ及び検査のために使うことができる。素子１１６　は
ディジクル信号を直接にプロセッサと交換するための人
力／出力モジュールである。出力信号はリレー及び機械
１００　の区別された機能のだめのディジタル制御信号
及びおそらくはプリンタの接続用の制−御信号に関する
ものである。機械からの入力信号はＯＫ倍信号如きいろ
いろな区別された信号に関するものである。

素子１１８　　は素子１１６　　と機械１００　間のイ
ンターフェースユニットであり、例えば電気機械的変換
器と個別の信号手段を含んでいる。

素子１２０はビデオユニット用の接続モジュールである
。これはなかんずくバス１０８を経て受入れた幾つかの
キャラクタコードを収容できるキャラクタメモリと、画
像の走査と同期してこれらのコードをキャラクタビット
に変換すヤ、キャラクタ発生器と、混合段階を含む。従
って、例えばプログラム情報は例えば、混合段階を経て
慣例型式のビデオモニター１２２に与えることができる
。

ビデオビット）ＩＪ２はキイボード１２４に接続する；
これらの２つのユニットは実際の加工場所を形成する。

キイボードは第２図において与えられる命令と同様にし
て命令を出すか又は中断後に機械加工作業の継続又は機
械加工作業のシミュレーションを開始するために使うこ
とができる。素子１２６は後述する画像処理用のいわゆ
る印刷回路板である。この素子は前記混合段階の入力端
に接続する。このためビデオビットは接続モジコ〜−ル
によって出力することができる。

画像処理用の印刷回路板の説明： 第７図は画像処理用の印刷回路板の実施例を示す。中央
構成部品は、８ビツトの幅をもつデータセクション、２
０ビツトの幅をもつアドレスセクション１３４及び制御
セクション１３６を含む画像処理バスにより形成する。

画像処理バスに接続されているのはＩＮ置　８０８８型
の（第二の）マイクロプロセッサ（図示せず）と主／プ
ログラムメモリである。中央プロセッサユニット１１０
　（第６ｆｆｆｌ）に対しては、このマイクロプロセッ
サはスレーブプロセッサとして作用する；それは中央プ
ロセッサユニットによって起動せしめられたときにのみ
バス１０８に°ゲインアクセス（ｇａｉｎ　ａｃｃｅｓ
ｓ　）することができる。簡単°な構成では、メモリは
６４キロバイト容量のプログラム可能のり一ドーオンリ
ーメモ！Ｊ　（ＦＲＯＭ　）プラス１２８キロバイトの
ランダムアクセスリード−ライトメモリ（ＲＡＭ　）ｋ
もつ。これら２つの容＠を増すこと、例えば倍にするこ
とにょっ、て、このシステムの有用性を高めることがで
きる。システムバス１０８　；！ニー画像処理ハス１３
２／１３４／１３６間に接続される二号向性三状態通信
ゲートは示していない。制御バス１３６の種々のライン
の意味についてはマイクロプロセッサＩＮ置８０８８の
マニュアルを参照することができる。前記通信ゲートは
画像処理バスと中央バス１０８を相互接続でき、この繕
果中央プＵセッサユニットは後者のバスを経て画像処理
バスに接続した素子をアドレスすることができる。この
通信ゲートは２つのバスを分離することもできる。

素子１ａｏは、いろいろなサブ−システム（ｓｕｂ−ｓ
ｙｓｔｅｍｓ　）用の幾つかの選択信号ｃｓｒ作るため
に画像処理バスのアドレスセクションと制御セクション
に接続されるデコーダである。素子１３８は回路の別の
素子用の（データとして与えられる）制御仕事を記憶す
るために画像処理バスのデータセクションに接続される
制御レジスタである。このレジスタはエンコーダ１３０
からの適当な選択信号によってロードされる。

画像処理用の印刷回路板のデータバスに接続されている
８ビットＸ−アドレスレジスタ１４０は適当な選択信号
によって２つのデータサイクルにおいて充てんされる。

前述の如く、このレジスタの第一出力は６ビツトの幅を
もつ。画像処理用の印刷回路板のデータバスに接続され
ている８ビットＹ−アドレスレジスタ１４２は適当な選
択信号の制御の下で充てんされる。画像処理用の印刷回
路板には１４ビツトの計数容量をもつ走査カウンタ（１
４＋）を具える。素子’４（］＋１４２゜１４４の出力
は２８ビツト人カと７ビツト出カ２もつマルチプレクサ
１４６に接続する。ピクセル情報はビデオメモリｉ（１
＋ｓ）とＢ（１５０）に記憶する。この実施例では、画
像は３４０ピク七ルの幅と２５６ピクセルの高さをもつ
ように編成される。２つの２ビツト面があり、その各々
は１０キロバイト以上の容量をもつ。各ビット面はバイ
ト−編成にされ、従って各アドレス動作によって８個の
相継ぐピクセルに係わる１バイトの出力データを生じる
。従って１４ビツトアドレスの供給はビデオメモリの完
全なアドレス動作にとって十分である。このメモリサイ
クルは４つの部分に分けられる。第一部分の間に、第一
ビデオメモリ又はビット面が読取られ、データノ（イト
がシフトレジスタ１６　（］／１６２の１つに記憶され
るた？ｂニ出力１５２　／　１５４の１つに現われる。

メモリサイクルの第二部分の間に、同じことが第二ビデ
オメモリ又はピッｌ［７及び関連したシフトレジスタの
ために起こる。８ビクセルのためのデータはかくして表
示のために用いることができる。メモリサイクルの第三
部分はこれらの動的ＲＡＭメモリの標準リフレッシュ作
用に用いることができる。

メモリサイクルの第四部分は画像処理バスを経てビデオ
メモリへのアクセスのために保存される。

ラインフライバンク／フレームフライバックの間に、実
際の表示は例えば後述する素子１６４中でフランクサレ
る（　ｂｌａｎｋｅｄ　）。

下記の設備は第６図の表示部材１２２上への表示のため
に設けられる。周波数分割器１４６は周波数発生器（図
示せず）からの２４　ＭＨ２のクロ７５周波数で駆動さ
れる。それから画像同期信号５ＹＮＣが得られ、画像の
上部左側の初期位置から出発して、完全な画像の表示を
開始するために表示部材１２２に与えられる。表示部材
は毎秒５０画像と６４マイクロ秒のライン期間をもつ既
知のテレビジョン規準に従って作動する。上記ライン期
間の４０マイクロ秒は実際の表示のために、２４マイク
ロ秒はなかんずくラインフライバックのために使われる
。

更に、図示していない結線を経て、ビット同期信号は周
波数分割器１４６から出され・シフトレジスタ１６０／
１６２．は表示すべき各ピクセル用のシフトパルスを受
ける。せいぜい８個のシフトパルスを受けた後に、それ
らはビデオメモ１Ｊ１４８゜１５０の更新されたアドレ
ス動作によって再び充てんされなければならない。この
簡単な実施例では、シフトレジスタ１６０，１６２の直
列出力が論理回路１６４に与えられる。この回路は制御
レジスタ１３８の出力信号によって及びおそらくはこれ
らの制御信号用のデコーダによって（図示しないやり方
で）駆動される。第一制御信号の制御の下で・論理回路
１６４は受けた両人力信号のＯＲ−機能を作る。第二制
御信号の制御の下で、論理回路】６４は受けた両人力信
号のＩＪＩ）−機能を作る。第三制御信号の制御の下で
、論理回路１６４は受けた２つの人力信号用の一致信号
を作る。後者の信号が異なる場合、一致信号は値゛０”
″をもち、そうでない場合には値“°１′°をもつ。出
力信号ＶＩＤＧＲは第６図の素子１２０に与えられる。

好適実施例では、素子１６４によるデータ出力は変調せ
しめられて、点線の印象が、水平ラインを画像に表示し
たときＧこ、小さな中断によって得られる。垂直ライン
については、同様な点線効果が相継ぐ画像ライン又は走
査ラインに従った機構によって得られる。しかしながら
、完全な体積を表示すべきであるときには、この変調は
不活動化される。ビット周波数は素子１４６によって受
けた２　４　ＭｕＺシステムクロックを分割することに
よって表示部材によって作られる。

更に精巧な実施例では、論理回路１６４は受けた入力信
号の一万又は両方を、所望に応じて、第６図の素子１２
０に与えることができる。後者の場合、信号■ＩＤＧＲ
は２ビツトの幅をもだなければならないが、データは３
色プラス黒で表示することができる。可能な範囲は更に
多くのビット面を使って増すことができる。

ビデオメモリ中のデータの処理のためＧこ、出力データ
はビデオメモリ１４　ｓ　／　１　ｓ　ｏのアドレッシ
ングには使われなかったＸ−アドレスレジスタ１４０中
の３つのアドレスビットのデコーディングによってマル
チプレクサ１５６／１５８中で選択される。出力データ
は不変更の形でデータバッファ１６６に与えることがで
き、従ってそれは次のバスサイクル中にデータバス１３
２上で使つことができる。別法として、制御レジスタ１
３８からのビットによって制御されるマルチプレクサに
よって論理回路１６８を置換えることができる。

素子１７０は、制御レジスタ１３８中の関連したビット
によって及びデコーダ１３０によって活動せしめられる
ビデオメモリの制御を行なう。ビデオメモリ１４８，１
５０はＩＮ置　２°１１８型の１６ギロビツトモジユー
ルからなる。その設計文書はその製造者によって刊行さ
れている。前記メモリ用の入力データはデータバス１３
２　、　ＤＧＡＴＯの少なくとも重要なビットから出さ
れる。２つのメモリ間の選択は、何時でも必要なときに
、制御レジスタ１３８中の信号（少なくとも３つの可能
なもの）によって行なわれる二ビット板の各々は別々に
そして両ビット面は一緒に選択できなければならない。

別法としては、この選択を省略することができるが、そ
の場合、メモリ１４８／１５０用のデータ入力は２ビツ
トの幅をもつべきである。

下記の制御信号は素子１７０中に作られる：ＲＡＳ：こ
の信号はマルチプレクサ１４６から受けた信号が行−ア
ドレス信号であることを示す：これは内１部的に作られ
るこの種のメモリについての慣例の信号である。

ＣＡＳ：この信号は同じ仕方でコラムアドレスを示す。

ＷＰ、／ＩＲＥ　：この信号は書込みと読取りの間の選
択をする；表示部材１２２からの動作は常に読取り動作
を意味する；画像処理バス。

読取り動作及び書込み動作が起こる。

ＣＬＥＡＲ：この信号はビデオメモリ１４８，１５０中
のすべてのデータを消去する。

ＩＮＶＥＲＴ　：この信号は関連するビットを逆転する
。

第８ａ、８ｂ［ｉｌはシミュレーションプロセス中の工
具の不許容の駆動位置ご検出するための２つの流れ図を
示す。第５図で示唆されるハードウェア解決法とば異な
り（これはまた素子１６４の多くの任意の変更例によっ
ても解決できる）、更に別の解決法を画像マイクロプロ
セッサでプログラム方式で行なうことができる。第８ａ
図はシミュレーション用の一般的流れ図を示す。ブロッ
ク２００で、シミュレーション動作の情報及び始動パラ
メータを受ける。ブロック２０２で、機械加工すべき物
体２表示し又は画像メモリにピクセル方式で記憶する。

ブロック２０４で、同じことが取付具又は工作機械のそ
の他の関連部品について行なわれる。ブロック２０６で
、同じことが始動位置から始まって、工具について行な
われる。この始動位置は許容できる位置であると想定す
る。

ブロック２０８では、基杢の距離にわたっての工具の変
位のシミュレーションが行なわれ、前記距離は、例えば
２つの座標方向の各々てせｌ／Ｎぜ（１）１ビツトの期
間に相当する。ブロック２１０では、これが許容位置で
あるかどうか２検出する。もしこれがそれであれば、ブ
ロック２１４でプロセスが終らされるかどうかが検出さ
れる。事実がそうではない限り、口のシステムはその都
度ブロック２０８へ戻る。プロセスが終了したとき、シ
ステムはブロック２１６：停止へ進む。不許容の位置を
検出したとき、システムはブロック２１２：待期へ進む
。そこでもう１つの駆動経路？例えばオペレータＧこよ
る手動介入Ｇこよってアドレスすることができるか又は
プロセスを無効にすることができる。試験状態では、別
法としては・不許容のみをドキュメントするのが有利で
あるが、またオペレータの介入によって又は自動的にそ
の後該プロセスを続けるのが有利である。

第８ｂ図は低レベルのシミュレーションの場合における
手順の流れ図２示す。この図は第８ａ図のブロック２０
２乃至２０８が実行されるたびにその次に続けられる。

物体は２段階で表示される。

第一段階中に、ラインが像上に、又はビデオメモリ、特
に境界ラインに作られる。これらのラインは２つの座標
対又は１つの座標対：方向と長さによって与えられる。

ブロック２０２．２０４の実行のためＧこ、そのたびに
閉じた輪郭が一組のライン（ラインセグメント）と駿で
与えられる。すべてのラインが中断されないとき、すべ
ての包囲されたピクセルは関連したビクセル色で表示さ
れる。

これは例えば、画像中の水平ラインのピクセルが相継い
で間合わされるようにして行なうことができる。成るラ
イン上に位置しかつ所定の色をもつピクセルに出会った
とき、すべてのその後のピクセルは同じピクセル色を、
その色をもつ次のピクセルが見出されるまで、もつ。後
続のピクセルは再ヒスべての゛°黒°”で表示される。

この場合°黒′°は関ｉ申したピクセルに対する指示°
°外部°”であり；最後の動作中、この指示はピクセル
色として作用しない：黒ラインは作られない。更に複雑
な状態では、時おり一層複雑な手順が、例えば２つの平
行ラインが尺度減少に因って一致すると要求される。こ
れに関しては不出願人の前述の先行のオランダ国特許出
願を参照することができる。

簡単な手順２工具について以下説明する：関連した輪郭
セグメントのみを表示する。これらのセグメントは例え
ば（２＋４＋８＋３＋９）として始動点に対して一連の
ピクセルとしてデータ処理素子に与えられる。これは次
のことを意味する。

２つの輪郭ラインは始動点から離れ、即ち１つのライン
は方向＋＋　８　＋＋に４ビクセルの長さをもち、１つ
のラインは方向°′９”に３ピクセルの長さをもつ。前
記方向はコンパスカードに従って番号を付される、例え
ばＮ＝８　、Ｎｏ−９、Ｏ＝ｌ及び３　、２．、、６　
、４　、１２等の番号を付される。このようにして、（
１，４，８，３，９）は２つのラインセグメントの連鎖
を示す。同様に、更に複雑な工具形状を表示することが
できる。

第８ｂ図のブロック２．１８は始動を示す二次いで情報
及び始動パラメータは使用可能にされる。

ブロック２２０では、ラインを描く実際の機能がアドレ
スされる。ブロック２２２では、ビクセル表示用のその
サブルーチンがアドレスされる。。ラインを描くため、
このサブルーチンは幾度もアドレスされなければならな
い。後者の特色は簡単化のために省略されてきた。各ビ
クセルについては、流れ図の次の部分が次に完成される
。第一に、ブロック２２４で、表示すべきビクセルが工
具の部分を形成するかどうかが検出される。もしそうで
なければ、関連したビクセルはブロック２３６で表示さ
れ、該システムはブロック２３４（次のビクセルに対す
る停止又は繰返し）へ進む。工具ビクセルに関係したと
き、ブロック２３６では、高速の場合は工具点と加工片
の体積点の間に、又は任意速度においては工具点と取付
具の体積点間に、不許容の一致が起こるかどうがか検出
される。かかる一致のある場合、システムはブロック２
３８へ進み、待期状態が始まる。もし前記一致が起こら
なければ、システムはブロック２２８へ進む。

そこで、現在のビクセルに対応する前の工具位置のビク
セルは消去され、ビクセル情報は、もし適用できるなら
ば、″外部″値を得る。引続き、新しいビクセルはブロ
ック２３０中の工具点として表示される。該システムは
引続きブロック２３４へ進む。動作は普通極めて速いま
まである。というのは少数の工具点のみが含まれるから
である；多くの場合何十かの点で十分である。

上記実施例では、すべての工具点はモニターされる。成
る場合には、このことは必要でなく、所定の点のみが、
例えばドリルの先端ラインのみがモニターされる必要が
ある。上記したアプローチはまた工具に加わる過度の力
の検出を可能にする。

例えば、外部切削工具の場合、切削深さは所定値？越え
ない。このことは、例えばもし工具切断ヘリの所定の点
が円柱面の外部切削作業中に加工片の体積点に接触すべ
きであれば、事実となることができる（駆動速度は半径
とは無関係であって、スピンドルの駆動速度は再調節さ
れると考えられる）。もう１つの可能な方法は工具の体
積に接触する工具の切断ヘリの点の数は制限しなければ
ならないことである。このことはカウンタ位置によって
実行することができる。このカウンタ位置はずべての関
連する点Ｇこついて所定ラインのために更新されまたブ
ロック２２６の後にそのたびごとに成る制限値と比較さ
れる。待期状態は制限値を越えたときに再び生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は旋盤を示す図； 第２図は駆動経路の順序の一例を示す図：第３図は旋盤
の場合の画像３示す図； 第４図はフライス盤の場合の画像を示す図；第５図は情
報レベルでの画像の構成を示す図；第６図は不発明装置
のブロック図； 第７図は画像処理用の印刷回路板の一実施例の図； 第８ａ図と第８ｂ図は工具の不許容位置の検出用の２つ
の流れ図である。 ２０・・・シャシ２２・・・素子又はチャック２４・・
・心押し台　　　　２６・・・加工片３０・・・素子　
　　　　　４０・・・輪郭５８　、６０・・・区域　　
　　６６・・・境界６８・・・加工片　　　　　　１０
０・・・素子又は工作機械１０４・・・結線 １０６　、１１０　、１１４・・・素子１０８・・・バ
ス　　　　　　１１２・・・周辺装置１１８・・・素子
又バインターフエースユニット１２２・・・ビデオモニ
ター　１２４・・・キイボード１２６　、１３０　、１
３８・・・素子１３２・・・データバス １３４・・・アドレスセクション １３６・・・制御セクション　１３８・・・制御レジス
タ１４０・・・８ビットＸ−アドレスレジス々１４６・
・・マルチプレクサ １４８　＋　１５０・・・ビデオメモリ１６０　、１６
２・・・シフトレジスタ１６４・・・論理回路　　　　
１６６・・・テータバツファ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　機械加工作業によって加工片体積を減少させるた
   めに少なくとも１つの工具を用いた加工片の機械加工を
   シミュレートする方法であって、加工片、取付具手段及
   び工具がシミュレートされる機械加工作業のいろいろな
   段階の前並びにその間に表示スクリーン上に表示され、
   前記段階中に工具が関連した駆動径路をたどって行き、
   加工片の体積の記録が動的に更新される如き加工片の機
   械加エシミュレーンヨン方法において、シミュレーショ
   ン動作の開始時に加工片、工具及び取付具の像が作られ
   、前記像は″加工片点”、゛取付異点′“工具加工点”
   及び″付帯点”′の値を夫々もつ一組のピクセルとして
   二次元部分面上に投写され、衝突が表示され、シミュレ
   ーション動作は、少なくとも１つの高い値（急速用）と
   少なくとも低い値（切削用）を含む値の範囲内でプログ
   ラミングされた速度で工具によってプログラミングされ
   た駆動経路をたどって行く間に、“′工具加工点”が工
   具の高い通用している速度で何れかの現行のパ加工片点
   ”と一致したとき、及び゛′工工具加工点炉工具の何れ
   かの速度で何れかの゛取付異点′”と一致したときに中
   断されることを特徴とする加工片の機械加工シミュレー
   ション方法。 ２、特許請求の範囲１記載の方法において、″加工片点
   ”が二価であり、即ち゛除去すべき加工片点′°とパ保
   留すべき加工片点″を夫々もち、後者の点は″取付異点
   ゛′として作用することを特徴とする方法。 ３、　特許請求の範囲１又は２記載の方法において、加
   工片の擬似−３−次元の像がお互に直交する部分面上に
   投写される加工片、取付具手段及び工具の２つの像、及
   び前記部分面と直交する面に投写される加工片と工具の
   第三の像によって形成され、前記３つの面内の衝突の指
   示が対応する仕方で行われることを特徴とする方法。 ４、　特許請求の範囲１乃至３の何れか１つに記載の方
   法において、排他的な指示が、少なくとも１つの写像面
   に工具体積を指示するために用いられることを特徴とす
   る方法。 ５、　ピクセル当りに少なくとも２ビツトの記憶容量を
   もつ画像メモリと、ピクセル毎に記憶された情報を一組
   の少なくとも４つの異なった色にデコーディングするた
   めのデコーダを具えたことを特徴とする加工片の機械加
   工シミュレーション装置。 ６、　特許請求の範囲５記載の装置において、画像メモ
   リがシミュレーション動作に影響されない追加の情報を
   各ピクセルのために記憶する画像面メモリを含むことを
   特徴とする装置。 ７　少なくとも１つの工具によって加工片を機械加工す
   る装置において、取付具手段、駆動手段及び工具ホルダ
   一手段を具え、工具の駆動のシミュレーションは駆動を
   行う前に行なわれ、工具駆動はノミ、レーション動作の
   中断によって不活動化されることを特徴とする装置。