JPS6048243A - 領域加工方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は数値制御工作機械による領域加工方法に係シ、
特に直線と円弧で囲まれた領域の内部を、該領域外形に
相似な複数の加エノ９スに沿って工具を移動させて加工
する領域加工方法に関する。

〈従来技術〉 数値制御加工としては、直線と円弧とで囲まれた領域内
部を所定の深さにくシ抜く加工や、領域内部を型彫シす
る型彫シ加工がある。か＼る加工においては従来、第１
図（〜或いは（Ｂ）の点線に示すような工具パスを予め
定め、該パスに沿って工具が移動するようにＮＣデータ
を作成し、実際の加工に際して該ＮＣｆ−夕を読みとっ
て工具を工具パスに沿って移動させて加工するものであ
った。

〈従来技術の欠点〉 しかし、か＼る従来方法においてはＮＣデータの作成が
煩雑となると共にＮＣテープ長が長くなる欠点があった
。

〈発明の目的〉 本発明の目的は領域の頂点位置、円弧半径、領域中心近
傍位置、加工パス数を入力するだけで領域加工ができる
領域加工方法を提供することである。

本発明の別の目的は領域加工のＮＣ７′″−夕を簡単に
作成でき、しかもＮＣテープ長を短くできる領域加工方
法を提供することである。

〈発明の概要〉 第２図は本発明の領域加工方法の概略を説明する説明図
である。直線（Ｌ　Ｎｌ　−Ｌ　Ｎ４　）と円弧（ＡＲ
Ｉ）で囲まれた領域ＭＡＲの頂点（Ｐｌｓ　Ｐｚ・・・
Ｐｓ）位置及び円弧ＡＲＩの半径を入力して領域形状を
特定すると共に、領域の中心近傍点（Ｐｏ）　の位置と
領域加工に要する加工ｉ９ス（ＴＰＩ　Ｓ　ＴＰ２・・
・Ｔｐｍ）の数ｍを入力し、前記中心近傍点（Ｐａ　）
と各頂点（ＰＩ　％　Ｐｚ・・・Ｐｓ）をそれぞれ結（
３） ぶ直線を線長においてｉ：（ｍ−１）（但し、ｉ＝１．
２．・・・ｍ）に分割して分割点（Ｄｉ’１ＸＤｉ２・
・・Ｄｉ５）　をめ、領域形状の直線（ＬＮ、〜ＬＮ４
）に対応する部分Ｂ、Ｎ＋ｌ−Ｔ、ＮＩ４　）は分割点
を直線で結ぶことにより、又円弧（ＡＲＩ）に対応する
部分（ＡＲｌ、　）は分割点を前記入力された円弧半径
の１／／ｍの半径を有する円弧で結ぶことによシ得られ
るパスを第１番目の加工１？ス（ＴＰ　ｉ　）とし、該
加工パスに沿って工具を移動させて領域加工をする。

〈実施例〉 第３図は本発明の実施例ブロック図、第４図は本発明の
領域加工方法の処理の流れ図である。

ＮＣチー７’１０１の適所には領域加工に必要な領域加
工データが記録されている。すなわぢＮＣテープ１０１
には領域加工命令と、領域ＭＡＲ（第２図参照）の頂点
ｐＨＸｐ２・・・Ｐｚ・の位置座標値（ｘＸｙ）と、各
円弧の半径ｒｊ　と、ｊ 領域の中心近傍点ＰＧの位置座標値（ｘｏ、ｙｏ）と、
加工パス数ｍと、領域加工データの終シを識別（４） させるためのデータが記録されている。尚、頂点の位置
と円弧の半径は組にしてＣＸｊＳＹｊｚ’ｊ）の形式で
指令され、直線の場合にはｒｊ−０として指令される。

従って、第２図の領域Ｍ　Ａ、　ｌ’ｔの領域加工にお
いては ＸＸＩＹｅｔＲｒｔ； ＸＸ２　Ｙｙ＊　Ｒｒｇ　； ＸＸ３　ｙｙｓ　Ｒｒｓ； ＸＸ４　Ｙ）’４　Ｒｒ４； Ｘｘｓ　Ｙ”ｌｓ　Ｒｒｓ　； により領域形状が特定される（但し、ｒＩＳｒ３、ｒ４
、ｒＩ＋は零である）。

さて、操作盤１０２上のサイクルスタート釦を押圧して
起動をかけると、プロセッサ１０３はコントロールプロ
グラムの制御でＮＣ処理を開始する。すなわち、プロセ
ッサ１０３は入出力装置（たとえば紙テープリーグ）１
０４を起動してＮＣテープ１０１からＮＣデータを読み
とシ、該ＮＣデータに基いて数値制御処理を行なう。そ
して、処理終了後火のＮＣデータを同様にＮＣチー７°
１０１よシ読み出してＮＣ処理を行ない、以後同様にＮ
Ｃ処理を継続して行なう。

ＮＣテープ１０１から読みとったＮＣデータが領域加工
指令であれば領域加工データの終シを示すコードが読み
出される迄領域加工データをＮＣテープ１０１から読み
とってデータメモリ１０５に格納する。尚、領域加工デ
ータの読み数多時、プロセッサ１０３は頂点の数を計数
してデータメモリ１０５に格納する。但し、この頂点数
ｎはたとえば半径値を指示するワードアドレス語Ｒを識
別計数することによシ得られる。

しかる後、プロセッサ１０３はＲＯＭＩ　０６に記憶さ
れているコントロールプログラムの制御で工具を現在位
置から領域の中心近傍点ＰＯ（第２図参照）へ移動させ
る処理を行なう。すなわち、まず、現在位置監視手段１
０７から各軸方向の現在位置ｘＳｙ　を読みとり、該現
在位ａ　＆ 置ｘ、ｙと中心近傍点ＰＯの位置Ｘ（＝ＫＯ）、　ａ ｙ（＝ｙｏ）とを用いて次式の演算を行ないΔｘ＝ｘ　
−ｘ　（１） Δｙ＝ｙ　−ｙ　（２） Ｃａ 現在位置から目標位置（中心近傍点）迄の各輔インクリ
メンタル量ΔＸ１　Δｙを演算する。しかる後、処理装
置１０３は核演′痺されたインクリメンタル値ΔＸ１Δ
ｙを直線補間器１０８に入力する。直線補間器１０８は
Δｘ２Δｙを内蔵の残移動量レジスタにセットすると共
に公知の同時２軸のパルス補間演算を行ないｘ、Ｘ軸方
向の補間パルスを発生する。尚、直線補間器１０Ｂは補
間パルスが発生する毎に内蔵の残移動量レジスタに記憶
されている残移動量ｘ、ｙ（初ｒ　ｒ 期値はΔｘ１Δｙ）を１づつカウントダウンして更新す
る。すなわち、Ｘ軸方向に１個補間パルスが発生する毎
に、 ｘ−１→ｘ（３） ｒ　ｒ Ｙ軸方向に１個補間ノ４ルスが発生する毎にｙ−１→ｙ
ｒ（４） の演算を行なって残移動量を更新する。又、直（７） 線補間器１０８はｘ　＝Ｏ１ｙ　＝Ｏとなればパルｒ　
ｒ ス補間演算を停止すると共に、パルス補間完了信号ＤＥ
Ｎを出力してフリップフロップ１０９をセットする。

Ｘ軸止方向の補間パルス＋Ｐｘは線４ｓに、Ｘ動員方向
の補間パルス−Ｐｘは線！１１２に、又Ｙ軸止方向の補
間・やルス＋ｐｙは線１２ｘに、ＹＩｌｌｌＩｌ負方向
の補間パルス−ｐｙは線１２２にそれぞれ出力され、合
成回路１１０〜１１３を介してサーボ回路１１４Ｘ、１
１４Ｙに入力され、図示しない各軸モータを駆動して工
具を中心近傍点Ｐａに向けて移動させる。又、Ｘ軸方向
の補間ノｅルス十Ｐｘ、−Ｐｘ、は現在位置監視手段１
０γの可逆カウンター０７Ｘにそれぞれ印加されて該可
逆カウンター０７Ｘに記憶されている現在位ｍｔｘ＆を
更新し、Ｙ軸方向の補間パルス−１−Ｐｙ、−Ｐｙは現
在位置監視手段１０７の可逆カウンター０７Ｙにそれぞ
れ印加され該可逆カウンター０７Ｙに記憶されている現
在位置ｙ　を更新する。

インクリメンタル量Δｘ１Δｙによる直線補間（８） 演算が進行してｘ　＝０、ｙ　＝Ｏとなればパルス補間
演算が停止し、又パルス補間完了信号ＤＥＮによシフリ
ップフロラ７′″１０９がセットされる。

処理装置１０３はフリツゾフロツｆ１０９がセットされ
＼ば直ちにこれを認識し、以下の領域加工処理、すなわ
ち領域形状と相似形の複数の加工パス’ｒｐｔ　、ＴＰ
２・・・ＴＰｍ　（第２図参照）に沿って工具を移動さ
せて領域加工する制御を実行する。

まず、１＝１として第１番目の加工パスＴＰｉに沿って
工具を移動させる（Ｐｏ−＋Ｄｌｘ→Ｄ　ｔ、→Ｄ１１
→Ｄｉ４→ＤＩ１１−＋ＤＩ里と工具を移動させる）。

このためにプロセッサー０３は中心近傍点Ｐ。

と各頂点ｐｔ　、ｐ、　、・Ｐ、を結ぶ線分をｌ：（ｍ
−１）に分割する分割点Ｄｉｌ、Ｄ１２・・・Ｄｉ５を
順次求め、領域形状の直線に対応する分割点間は工具を
直線的に移動させ、又領域形状の円弧に対応する分割点
間は入力された円弧半径の１７ｍの半径を有する円弧に
沿って工具を移動させる。具体的には、 （イ）プロセッサー０３は １　→　ｌ とする。

（ロ）ついで、プロセッサー０３は次式によシ−１１ □→ａ１−→ｂ（５） ｍ　ｍ 係数ａ、ｂをめる。尚、１は加工パスの順番を示し、係
数ａ、ｂは分割点の座標値を演算する際に用いられる。

ｅうしかる後、プロセッサー０３は １→に とする。

に）ステップ（ハ）の処理後プロセッサー０３は中心の
座標値Ｘ　Ｓ７　を（６）〜（７）式よりめ、同時にＣ
Ｃ 頂点ｐｋ（＝ｐｔ）の位置座標値”　ｓ　７　（−Ｘｌ
、７１　）と対ｋ にしてＮＣテープから与えられている円弧半径値ｒｋ（
＝ｒ！＝Ｏ）の量／ｍ（＝１／ｍ）の値を（８）式によ
シ演算する。

ａ　俸ＸＱ　十ｂ　＃ｘ　−＋　ｘ　（６）ｌ＠ｙＯ十
トｙｋ＋ｙ（７） 量 ｒ　・−→　ｒ（８） ｍ に）ついでプロセッサー０３はフラグレジスター０３ａ
のフラグビット（初期値は“０″）の論理を識別した後
、（８）式よ請求めたｒ　をデータメモリ１０５に記憶
し、又ｒ　ａｖｏ　であればフラグビットを１１１”に
、ｒ　＝０であればフラグビットを“０″にする（ｒ　
＝０であるから）ラグピットは“θ″メなる）。

（へ）ステップ（ホ）で識別されたフラグビットが“１
”であれば円弧補間を、“０″であれば直線補間処理を
行なう。初期時フラグビットは“０”であるからプロセ
ッサー０３は直線補間処理を行なう。すなわち（１）〜
（匈式の演算を行なって分割点Ｄｔｋ（＝Ｄ１　ｔ　）
迄のインクリメンタル量ΔＸ１Δｙをめて直線補間器１
０８に入力する。以後、前述と同様に直線補間器１０Ｂ
はパルス補間演算を行ない、これによシ工具は分割点Ｄ
ｉｋ（＝Ｄｔｔ）に向かって移動する。指令された数の
補間パルスが発生すればパルス補間演算は停止し、フリ
ップフロッグ１０９がセットされる。尚、フリツゾフロ
ツ７６１０９はそのセット状態をプロセッサー０３によ
シ読みとられたときリセットされる。

以上ハステップ（ホ）で識別されたフラグビットが“０
″の場合であるが、“工”であればプロセッサー０３は
現在位置Ｘ％７Ａ６）〜（７）式よシ　ａ 求めた目標位置ｘＸｙ並びにデータメモリー０５に記憶
されている半径値ｒ　を円弧補間器１１５に入力する。

円弧補間器１０９は公知の円弧補間演算を行なってＸ、
Ｙ軸方向の補間パルスを発生し、該補間ノヤルスを合成
回路１１０〜１１３を介してサーボ回路１１４Ｘ、１１
４Ｙに入力すると共に、現在位置監視手段１０７に入力
する。これによシ、工具は円弧に沿って移動すると共に
、現在位置ｘ　、ｙ　はリアルタイムで更新＆　ａ される。そして、円弧補間が終了すれば円弧補間完了信
号ＣＤＥＮが発生しフリップフロップ１０９がセットさ
れる。

（ト）プロセッサー０３は直線又は円弧補間が終了（１
１） すれば（フリップフロッグ１０９がセットされれば）、 ｋ＋１→ｋ（９） とすると共に、 ｋ≦ｎ　＋１　（１０） かどうかの判定処理を行なう（尚、第２図の場合にはｎ
＝５であシ、データメモリ１０５に記憶されている）。

（イ）（１０）式が満たされていなければ、換言すれば
ｋ＞ｎ＋ｘであれば第１番目の加エノＪ？スＴＰｉに沿
った工具移動が終了したものとして、次の第（１＋１）
番目の加工パスに沿った工具移動を実行すべくステップ
（す）に飛ぶ。

一方、（１０１式が満たされていれば、すなわちに≦ｎ
　＋　１であれば、ステップ（ハ）〜（ホ）の処理を繰
シ返し、工具を分割点Ｄｌｌから分割点Ｄ！２に移動さ
せ、第ｉ番目の加工パスＴＰＩの加工を継続する。以後
、同様な処理を繰返せば、ｋ＞ｎ＋１となシ第１番目の
加工パスＴＰｉの加工は終了する。尚、ｋ　＝　ｎ　−
１−１になったときには、（６）〜（８）（１２） 式の演算においてｘｋｌｌに１ｒｋをそれぞれ”　ｋ”
’　ＸＩ　、’Ｉ　ｋ”’７１、ｒ　ｋ−ｒ　１とする
。

（す）ステップ（へ）の判定処理においてｋ　＞　ｎ＋
１となれば第１番目の加工パスＴＰｌに沿った工具移動
が終了したと認識し、次の加工パスＴＰｉ＋１に沿った
工具移動処理を実行すべく １＋１→１ とする。

←）ついで、ｍ個の全加工パスＴＰ１、ＴＰｚ・・・Ｔ
Ｐｍに沿って工具を移動させたかどうかを判別する。

すなわち、 １５ｍ かどうかをチェックし、ｌ≦ｍであれば全加工パスに沿
った工具移動が終了していないものとしてステップ（ロ
）以降の処理を繰返えす。

←）ステラｆ０）の判定処理において １）ｍ であれば全加工パスに沿った工具移動が終了しておシ領
域加工処理は終了する。そして、グロセッサ１０３はＮ
Ｃテープ１０１から次のＮＣデータを読みとｐ、ＮＣ処
理を続行する。

〈発明の効果〉 以上、本発明によれば領域の頂点位置及び円弧の半径を
入力して領域形状を特定すると共に、領域の中心近傍点
位置と領域加工に要する加工パス数ｍを入力し、前記中
心近傍点と各頂点をそれぞれ結ぶ線分を線長においてｉ
：（ｍ−１）（但し、Ｉ＝１．２、・・・ｍ）に分割し
て分割点をめ、領域形状の直線に対応する部分は分割点
を直線で結ぶことによシ、又円弧に対応する部分は分割
点を前記入力された円弧半径の１７ｍの半径を有する円
弧で結ぶことによシ得られるパスを第１番目の加工パス
とし、該加工パスに沿って工具を移動させて領域加工を
するように構成したから、領域加工用のデータとして領
域の頂点位置、円弧半径、領域中心近傍位置、加工パス
数を入力するだけでよ（ＮＣプログラムの作成が簡単に
なシ、シかもＮＣテープ長を短くできる。

（１５）

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の欠点を説明する説明図、第２図は本発明
の領域加工方法の概略説明図、第３図は本発明の実施例
ブロック図、第４図は本発明の領域加工方法の処理の流
れ図である。 １０１・・・ＮＣテープ、１０２・・・操作盤、１０３
・・・プロセッサ、１０４・・・入出力装置、１０５・
・・データメモリ、１０６・・・ＲＯＭ。 １０７・・・現在位置監視手段、１０８・・・直線補間
器、１０９・・・フリップフロツノ、。 １１０〜１１３・・・合成回路、 １１４Ｘ、１１４Ｙ・・・サーボ回路、１１５・・・円
弧補間器。 特許出願人　ファナック株式会社 代理人　弁理士齋藤千幹 （１６）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直線と円弧で囲まれた領域の内部を加工する領域
   加工方法において、領域の頂点位置及び円弧の半径を入
   力して領域形状を特定すると共に、領域の中心近傍点位
   置と領域加工に要する加工パス数ｍを入力し、前記中心
   近傍点と各頂点をそれぞれ結ぶ線分を線長においてｉ：
   （ｍ−１）（但し、１　＝　１．２、・＝ｍ　）に分割
   して分割点をめ、領域形状の直線に対応する部分は分割
   点を直線で結ぶことによシ、又円弧に対応する部分は分
   割点を前記入力された円弧半径のｉ／ｒｎの半径を有す
   る円弧で結ぶことによシ得られるパスを第１番目の加工
   パスとし、該加工パスに沿って工具を移動させて領域加
   工をすることを特徴とする領域加工方法。
2. （２）前記頂点位置（Ｘｊ、Ｙｊ）及び円弧半径Ｒｊを
   （Ｘｊｓ　Ｙｊｓ　Ｒｊ）の形式で入力し、直線部はＲ
   ｊ＝０とすることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の領域加工方法。