JPS59214539A - 工具干渉チエツク方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は工具干渉チェック方法に係り、特に作成された
ＮＣデータに基いて工具径だけ工具をオフセットしなが
ら該工具をワークに対して相対的に移動させてワークを
切削する時、工具がワークと干渉するかどうかをチェッ
クする工具干渉チェック方法に関する。

〈背景技術〉 数値制御装置（ＮＣ装置という）は予め作成されたＮＣ
データに基いズ工具をワークに対して相対的に移動させ
、ワークに指令通りの数値制御加工を施す。か＼る数値
制御において、工具中心の軌跡は所望の加工形状、換言
すればＮＣデータが特定する通路とは一致せず、該加工
形・状よシ進行方向右側或いは左側に工具径相当量オフ
セットした通路となる。か＼る工具中心の軌跡は、加工
形状と工具径が与えられ、且つ工具径オフセット実行の
Ｇ機能命令が与えられ＼ばＮＣ装置が自動的に計算し、
得られた工具中心通路に沿って工具を移動させ、ワーク
を所望の加工形状に仕上げる。

ところで、加工形状（部品形状）と工具径にょっては、
オフセットして得られた工具中心通路に沿って工具を移
動させると工具がワークと干渉して工具の折損、或いは
切り過ぎを生じ指令された形状通シの部品を得ることが
できない事態を生じる。

このため、ＮＣデータが作成され該作成されたＮＣデー
タに従って工具径オフセットしながら切削するとき工具
がワークと干渉するがどうかを事前にチェックする必要
がある。

しかし、従来簡単に工具干渉チェックをする方法がなか
った。

〈発明の目的〉 以上から、本発明の目的は作成されたＮＣデータに従っ
て工具径オフセットしながら工具をワークに対して相対
的に移動させてワークを切削する場合、工具がワークと
干渉するかどうかを簡単にチェックすることができる工
具干渉チェック方法を提供することである。

本発明の別の目的は工具干渉が発生する場合、ＮＣデー
タを修正することができる方法を提供することである。

〈発明の開示〉 本発明は作成されたＮＣデータに基いて、工具径オフセ
ットしながら工具をワークに対して相対的に移動させて
ワークを切削する際、工具がワークと干渉するかどうか
をチェックする工具干渉チェック方法であシ、ＮＣデー
タの指示する動作方向と工具径オフセットにより得られ
た動作方向とが一致するかをチェックし、一致していな
いとき工具がワークと干渉すると判定し、又工具干渉が
生じる場合、工具径オフセットにょシ得られた通路のう
ち、前記動作方向が反転したエレメントを含む閉通路を
求め、該閉通路がなくなるように前記ＮＣデータを修正
する工具干渉チェック方法である。

′〈発明を実施するための最良の形態〉第１図は本発明
の概略説明図、第２図は工具オフセット通路作成方法説
明図である。

所望の部品形状が第１図（８）の形状であるとすると、
作成されたＮＣデータが指示する各ブロックＢｉ（ｉ−
１，２，・・・・・・５）の工具移動方向は十ｘ；−ｙ
：＋ｘ；＋ｙ：＋ｘ　・・・・・・・・・（５）となる
。さて、か＼る第１図（６）に示す加工を行なうための
工具中心通路ＴＣＰは工具ＴＬの径が小さくその直径が
溝幅り以下であれば第１図（ハ）に示すようになシ、工
具干渉は生じない。そして、か＼る第１図（ロ）の場合
、換言すれば工具干渉が生じない場合には工具中心通路
ＴＣＰによる各ブロックＢｉロー１．２・・・・・・５
）における工具移動方向は十ｘ；−ｙ：＋ｘ：＋ｙ：＋
ｘ　・・・・・・・・・■となり、ＮＣデータが指示す
る工具移動方向囚と一致する。しかし、工具ＴＬの径が
大きくなり、その直径が溝幅り以上になると、工具オフ
セットした工具中心通路ＴＣＰは第１図０に示すように
なシ、工具ＴＬはワークＷＫに干渉し、切υすぎ、切残
しが生じる。そして、か＼る第１図０の場合、換言すれ
ば工具干渉が発生する場合には、工具中心通路ＴＣＰに
従った各ブロックＢｉ（ｉ＝１．２・・・・・・５）に
おける工具移動方向は、 ＋Ｘ；−Ｙ；−Ｘ：＋Ｙ；＋Ｘ　・・・−・・・・・（
Ｃ）となシ、ブロックＢ３の移動方向においてＮＣデー
タが指示する工具移動方向（６）と異なる。要約すれば
、工具干渉が生じる場合にはＮＣデータが指示する移動
方向と工具オフセットして得られた通路が指示する移動
方向とが一致しなくなシ、゛又工具干渉が生じない場合
にはＮＣデータが指示する移動方向と工具オフセット通
路が指示する移動方向とが全く一致する。

又、工具干渉が生じる場合には、工具オフセット通路に
必らず移動方向が反転したエレメントし３（第１図（Ｃ
’ｌ参照）を含むループＬＰ（第１１０点線参照）が存
在し、該ループを除去すれば工具干渉が生じなくなる。

同、工具オフセシト通路はたとえば、第２図（６）に示
すようにプログラム通路が２つの直線Ｌ１　＋　”　冨
よりなシ、その角度αが９０°以上１８０°以下である
ものとすると、以下の順序で行われる。即ち、現ブロッ
クｂ１の移動指令（ＮＣデータ）と共に次のブロックｂ
！の移動指令（ＮＯ′データ）を先読みしておき、現ブ
ロックｂ１の直線り里を工具径ｒ１だけオフセットした
直線Ｌ′ｌと、次プロックｂ２の直線Ｌ２を工具径ｒｌ
だけオフセットした＠線し′２を求め、各直線Ｕ１と鈎
の交点Ｓ１の座標を演算する。そして、前ブロックの終
点Ｓｏと８１を結んでなる線分５ｏＳ１がブロックｂ裏
における工具オフセット通路となる。以後、同様な処理
を実行することによシ現ブロックｂｉ（ｉ＝１．２．・
・・）と次ブロックｂｌ−ＨのＮＣデータを用いて工具
オフセット通路を作成することができる。同、第２図（
ハ）に示すように角度αが９０’以下の場合には現ブロ
ックの直線り、を工具径オフセットしてなる直線Ｌ′１
と次ブロックの直線り、の交点Ｓ１と、現ブロックの直
線Ｌｌと次ブロックの直線Ｌ２を工具径オフセットして
なる直線島との交点Ｓ２を求めれば、線分ｓ、　ｓｌ、
　ｓ、　ｓ、がブロックｂ１における工具オフセット通
路となる。

第６図は本発明に係る工具干渉チェックを実現するため
の装置ブロック図、第４図は工具干渉チェックの処理の
流れ図である。

自動プログラミングによるＮＣテープの作成が終了する
とプロセッサ１０１はＲＯＭ１０２に記憶されている制
御プログラムの制御で工具干渉チェックを開始する。伺
、説明の都合上作成されたＮＣテープの全ブロックは全
て移動データであるとし。

又全ブロック数をｍとし、更には指令形式を同時２軸（
ｘ、Ｙ軸）のアブンリエート指令とする。

０）プロセッサ１０１は１→１とすると共に、ＲＡＭ１
ｏＳに記憶されてｈる＠ｉ番目のＮＣデータと第（ｉ＋
１）番目のＮＣデータをそれぞれ読み出し、各軸方向（
Ｘ軸、Ｙ軸方向）の工具移動方向ＣＸｉ　、　ＣＹｉを
演算してワーキングメモリ１０４に記憶する。同１、各
軸の移動方向は第１ブロツク及び第（ｊ−）−１）ブロ
ックの終点位置の大小関係によシ求まる。

（ロ）以後、全ブロックの移動方向が求まる迄ステップ
０）を繰返え・す。そして、全ブロックのＮＣデータが
指示する扉動方向が求まれば第２図において説明した手
法で全ブロックの工具オフセット通路データ及び移動方
向ＡＸ　ｉ　、　ＡＹ　ｉを求める。同、各ブロックの
工具オフセット通路データ（終点位置）は几ＡＭ１０５
に記憶され、各ブロックにおける工具の各軸移動方向Ａ
Ｘｉ、ＡＹｊ　（Ｊ−１，２−ｍ）はワーキングメモリ
１０４に記憶される。

ＨＬかる後、プロセッサ１０１は１→１とする。

に）ついで、プロセッサ１０１は第ｉブロックのＮＣデ
ータ及び第ｉブロックの工具オフセット通路データがそ
れぞれ指示する工具移動方向ＣＸｉ。

ＣＹｉ：ＡＸｉ、ＡＹｉをワーキングメモリ１０４から
読み出しく同、ＣＸｉ、ＡＸｉはＸ軸の工具移動方向を
表わし、ＣＹｉ、ＡＹｌはＹ軸の工具移動方向を表わす
）、工具移動方向が一致するかを各軸方向毎にチェック
し、その結果をワーキングメモリ１０４に記憶する。以
後、全ブロックの各軸工具移動方向が一致するかどうか
を同様にチェックする。

（ホ）ついで、ワーキングメモリ１０４から比較結果を
読み出し、全ブロックの工具移動方向が一致していπは
工具干渉が生じないものと判断し、工具チェック処理を
終了する。

（へ）一方、少なくとも１ブロツクにおいて工具移動方
向が異なれば（工具移動方向が１軸において異なる場合
も含む）、工具干渉が生じるものと判定し、以下のＮＣ
データ修正処理を実行する。

（ト）工具移動方向が反転したブロックをに番目のブロ
ックとすれば ｋ　−＋　ｉ １　→　Ｓ とする。

（ト）ついで、第ｉブロックの終点と第（１＋１）ブロ
ックの終点を結ぶ線分Ｌｌ＋１を演算すると共に、ｉ−
ｓ→」 とする・。

（す）シかる後、第（Ｊ−１）ブロックの終点と第１ブ
ロツクの終点を結ぶ線分ＬＪを求め、線分Ｌｌ＋１とＬ
ｊとが交差するかを判別する。

休）交差しなければｊ−１かを判別し、Ｊ−１でなけれ
ば ｊ−１→ｊ として、ステップ（す）を繰返えす。

に）　Ｌ１＋１とＬ」が交差することなくノー１となれ
ば、 ｓ　＋１→８ ｉ＋１→ｌ としてステップ０）に戻シ、線分ＬＨ−１と線分Ｌｊが
交差する迄、同様な処理を繰返えす。

←）線分Ｌ　１−１−１と線分Ｌｊが交差すれば、該交
点ｘｃ、ｙｃをワーキングメモリに記憶すると共に、第
（ｊ十Ｎブロックから第２ブロツク迄のＮＣデータを除
去する。

（ワ）　しかる後５第ｊブロツクのＮＣデータを交点座
標ｘＣ＋　’／ｃ及び工具半径ｒを用いてＸ（ｘｃ＋ｒ
）　　Ｙ（ｙｃ：ｆ：ｒ）　：　　　（０９とすればＮ
Ｃデータの修正が終了し、しかる後肢修正されたＮＣデ
ータをテープパンチャ１０６に出力スル。尚、０におけ
る符号は工具オフセット方向に依存する。

次に以上の処理をよシ良く理解するために第１図００場
合に本発明を適用した具体例を説明する。

（イγ　ＮＣデータの指示する第ｉブロックＢ１（１−
１，２・・・５）における移動方向は第１衣に示すよう
にな夛、ワーキングメモリ１０４に記憶される（口）′
　一方、工具オフセット通路が指示する第ｉブロックＢ
１における移動方向は第２表に示すようになシ、同様に
ワーキングメモリ１０４に記憶される。

第　　２　　表 ｆγ　第１表、第２表の各ブロックＢｌにおける工具移
動方向を比較すると第６番目のブロックにおいて工具移
動方向が反転している（ｋ−５）。

に）′　従って、３→１，１→ｇ、　１−ａｓ　（−２
）→ｊとし、線分Ｌ　＋＋１（−Ｌ４　）と線分Ｌｊ　
ｃ＝ｔＬり）が交差するかを判別する。

０９′　　線分Ｌ４と線分り、は交差しないからｊ−１
（−１）→ｊとして、線分Ｌ　＋＋ｔ　（−Ｌ４　）と
線分Ｌｊ（＝Ｌｘ）が交差するかを判別する。

（へ）′　線分Ｌ４と線分Ｌ！は交差せず、且つｊ−１
であるから、ｓ＋１（＝２）→ｇ、　ｉ＋１　（＝４）
→１とし、線分Ｌ　ｌ−１（（＝Ｌｓ　）を求め、又１
−Ｉ−８−＋ｊとして線分Ｌ　Ｊ　（＝Ｌ＊　）を求め
、線分Ｌ＋＋ｘ（＝Ｌ、）と線分ＬｊＣ＝Ｌ＋＋、’が
交差するかチェックする。

（ト）′　　線分り開（＝Ｌｓ）と線分Ｌ　ｊ　（＝Ｌ
ｇ　）は交差するから、交点座標Ｘｃ＋Ｖｃを演算して
記憶すると共に、第（ｊ−Ｈ）ブロック（第３ブロツク
）から第１ブロック（第４ブロツク）迄、換言すれば第
６ブロツクから第４ブロツク迄のＮＣデータを削除し、
且つ第２ブロツク換言すれば、第２ブロツクのＮＣデー
タを Ｘ（ＸＣ−ｒ）Ｙ（ｙｃ−ｒ）； に変更すればＮＣデータの修正が終了する。尚、修正後
のＮＣデータが特定する加工形状は第５図実線のように
なり、又工具オフセット通路は第５図１点鎖線のように
なる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、ＮＣデータの指
示する工具移動方向と工具オフセット通路が指示する工
具移動方向が一致するかどうかを判別し、一致していれ
ば工具干渉が生じていないと、又一致していなければ工
具干渉が生じているｉ　　ものとそれぞれ判定でき、工
具干渉チェックを簡単、且つ確実に行なうことができる
。又、ＮＣデータが指示する工具移動方向と異なるオフ
セット通路のブロックを含むループを求め、該ループが
なくなるようにＮＣデータを修正するだけで簡単にＮＣ
データの修正ができる。

同、以上の説明では加工形状が直線の場合について説明
したが円弧が含まれる場合も同様に工具干渉チェックを
行ガえることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略説明図、第２図は工具オフセット
通路作成方法説明図、第６図は本発明に係る工具干渉チ
ェック方法を実施するための装置ブロック図、第４図は
工具干渉チェック処理の流れ図、第５図は本発明によシ
修正された加工形状及び工具オフセット通路説明図であ
る。 １０１・・・プ日セッサ、１０２・・・ＲＯＭ、１０３
，１０５・・・ＲＡＭ１０４・・・ワーキングメモリ、
１０６・・・ＮＯテープバフｆヤ特許出願人　　ファナ
ック株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　作成されたＮＣデータに基いて工具径オフセ
   ットしながら工具をワークに対して相対的に移動させて
   ワークを切削する時工具がワークと干渉するかどうかを
   チェックする工具干渉チェック方法において、ＮＣデー
   タの指示する動作方向と工具径オフセットにょシ得られ
   た動作方向とが一致するかをチェックし、一致していな
   いとき工具がワークと干渉すると判定することを特徴と
   する工具干渉チェック方法。
2. （２）工具径オフセットにょシ得られた通路のうち、前
   記動作方向が反転したエレメントを含むループを求め、
   該ループがなくなるように前記ＮＣデータを修正するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の工具干
   渉チェック方法。