JPS6063606A - 多角形の内部領域加工機能を有する数値制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、工作機械などにおいて、多角形内部領域の加
工を簡単に行うことができる数値制御装置に関する。

工作機械で、多角形の形状の穴を加工する場合、数値制
御装置では、工具のエンドミルが通過する径路を１つ１
つ指示してプログラムせねばならず、特に、多角形の角
数が多いほどその指示位置は多くなり、プログラムに多
大な時間と労力を要していた。例えば、第２図で示すよ
うな五角形の形状内部を加工するときは、各頂点の工具
位置Ｐ１〜Ｐ５の位置指令は勿論のこと、エンドミル等
の工具切削能力に応じて工具の中心位置が通る加工径路
の８頂点位置Ｐ１−１〜Ｐｓ−１．Ｐ＋　−２〜Ｐ５−
２をそれぞれ指令せねばならず、これらの各位置をプロ
グラムするには、時間と労力を多大に要していた。

発明の目的 本発明は、多角形の形状の内部を数値制御装置を使用し
て切削加工を行うとき、従来布していた欠点を改善し、
簡単なプログラムで加工指令を行うことができる数値制
御装置を提供することを目的としている。

発明の＋１４成 第１図は、本発明の構成図で、本発明は、多角形の内部
に加工開始する切込点の座標位置、多角形の各頂点に対
する工具位置座標及び多角形の内部を巡回して加工する
工具巡回の数を設定する設定手段ＩＰと、該設定手段１
．　Ｐから入力された値を記憶する記憶手段ＭＥと、該
記憶手段ＭＦに記憶された上記各設定値より工具径路の
各工具巡回における多角形の各頂点座標位値を算出して
多角形の内部領域の加工における工具移動指令を作成し
出力する工具径路算出指令手段ＴＲＣとを有することを
特徴とする多角形の内部領域加工機能を有する数値制御
装置である。

発明の原理 第３図に示すように、多角形の１つの頂点Ｐｋの工具位
置座標を（Ｘｋ、Ｙｋ）、切込点の座標を（Ｘｏ　、　
Ｙｏ　）とし、該切込点と頂点Ｐ　ｋ間をｍ等分した各
点をＰｋ−１，Ｐｋ　−２−Ｐｋ−ρ。

−Ｐｋ　−ｍ　＜＝Ｐｋ　）として、そのＸ座標をＸ　
ｋ−−＋　、Ｘｋ　−２、Ｘｋ−β・・・Ｘｋとすると
、各点のＸ座標間距離は（Ｘｋ−Ｘｏ）／ｍであるから
、点Ｐｋ−４１の×座標位置Ｘｋ−ρは、Ｘｋ　−Ｊ２
＝Ｘｏ　＋１　・（Ｘｋ　−Ｘｏ　）／＋１１−　（ｍ
−ρ　）　／ｍ　−Ｘｏ　＋ｉ／ｍ　＊　Ｘｋ−ａ　−
Ｘｏ　＋ｂ　−Ｘｋ　−−（１）とじ請求められる。

同様にして点Ｐｋ−ρのＹ座標位＠Ｙｋ　−ρは、Ｙｋ
　−ｆｌ＝Ｙｏ　＋１　・　（Ｙｋ　−Ｙｏ　）／ｌ１
ｌ＝　（ｍ−Ｊｌ　）　／ｍ　４　Ｙｏ　＋ｊ２／ｍ　
６　Ｙｋ＝ａ　−Ｙｏ　十ｂ　６　Ｙｋ　−−（２）と
してめられる。

なイ０、ａ＝　（ｍ−４＞／ｍ　、ｂ　＝１／ｍである
。

このようにして、点Ｐｋ−ρの座標、すなわち、ｌを１
〜ｎ１に変化させて、点Ｐｋ−１〜ｐｋ　−ｍ＜−Ｒｋ
）の座標がまる。これらの点Ｐｋ−＋〜Ｐｋ　−ｍ　＜
−Ｐｋ　）は、第２図からも分かるように、多角形の内
部領域を加工するとき、工具が通過する各頂点Ｐｋ（ｋ
＝１〜ｎ）に対する工具径路の頂点を表わすものであり
、ｍ等分した「ｍ」は巡回する工具径路の数、すなわち
パス数を表わしている。

このようにして、点Ｐｋ−１の座標がめられるから、ｋ
の値を多角形の頂点の数１〜ｎまで変化させ、ｐの値を
バスの数１〜ｍまで変化させれば、各工具径路の指令点
がめられるものである。

例えば、第２図で示ず五角形の形状の内部領域の加工に
おいては、パス数ｍ＝３であるからｌ＝１〜３　、　ｋ
　＝　１〜５となり、工具径路の頂点Ｐ１−１の座標は
、上記第（１）’　（２）式にに＝１゜１＝１．ｍ＝３
を代入して Ｘ＋−＋＝２／３・Ｘｏ＋１／３・×１　・・・〈３）
Ｙ＋　−１＝２／３・Ｙｏ＋１／３・Ｙｌ　・・・（４
〉とめられる。

同様にして工具径路の頂点Ｐ２−１は、ｋ−２゜］−１
，ｍ＝３を上記第（１）、（２）式に代入してめられ、
頂点Ｐ１−２は、ｋ＝１　、１＝２　。

ｍ＝３を上記第（１）、（２）式に代入してめることが
できる。

以下、同様である。

実施例 第４図は、本発明の多角形内部加工処理を実施Ｊる数（
ｆｆＩｉｌＩ制御装置の一実施例で、１は中央処理装ｆ
ｆｆ　（ＣＰＵ）、２は全体の制御を行う制御プログラ
ムが記憶されたＲＯＭ、３は演算処理等に使用されるＲ
ＡＭ、４は入出力回路、５は各種データや設定値を入力
する手操作入力装置、６は加ニブログラムが記憶された
ＮＣテープ７を読むテープリーグである、１なお、８は
バス、９は工作機械等の各す１ｌ１１のサーボモータを
駆動するサーボ回路である。

」ニ記ｕ−１成において、ｎ角形の内部領域の加工を行
う場合にｔよ、まずｎ角形の中央付近の位置で、最初に
切込を行う切込点（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）及びｎ角形の各
頂点の工臭位置座Ｆｔ　（ＸＩ　、　Ｙｌ）〜（Ｘｎ　
、　Ｙｎ　）　、さらに、このｎ角形の内部領域を加工
Ｊるエンドミル等の工具の切込能力に応じて、該内部領
域を加工するに必要な工具の巡回径路数、すなわちパス
数ｍを算出し、これら切込点（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）、各
頂点座標（Ｘ＋　、Ｙ＋　）〜（Ｘ、、Ｙｎ　）、パス
数ｍをＮＣテープ７に記録し、これにより入力する。ま
たは、手操作入力装竹からこれらの値を手動設定しても
よい。例えば、第２図で示す五角形の内部を加工する場
合を例にとると、切込点（Ｘｏ、Ｙｏ＞、各頂点座標＜
Ｘ＋　、Ｙｌ　）、＜Ｘ２　、　Ｙ２　＞、（Ｘ３　、
Ｙ３）、（Ｘ＜、Ｙ４）、（Ｘ５．Ｙ５）を設定し、さ
らに、ＩＪロエに使用するエンドミルの切込能力に合わ
せて上記五角形の内部領域を残すことなく加工を行うに
必要な工具径路のパス数ｍを計算し設定する。これは、
必要な切込点（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）と各頂点との距離で
一番長い距離でこの距離と、加工に使用するエンドミル
の切込能力からパス数ｍを締出する。第１図の例では、
パス数…は３と算出され、この値を設定することとなる
。

以下、第２図で示す五角形の内部領域加工処理を例にと
りながら、本発明の一実施例の動作を第５図の動作フロ
ーと其に説明する。

上記切込点（Ｘｏ、Ｙｏ）、多角形の各頂点座標（Ｘｌ
、Ｙｌ　）〜（Ｘｎ　、Ｙｎ　）　、パス数ｍを始期設
定データとして入力すると共に、多角形の内部領域加工
指令をＮＯテープ７または手操作入力装置５から入力す
ると、ｃｐｕｉは、上記設定データの切込点（Ｘｏ、Ｙ
ｏ）、各頂点座標（Ｘｌ、Ｙｌ　）〜（Ｘｎ　、Ｙｎ　
）、パスｌｔｎをＲＡＭ３に記憶し、まず、第４図ステ
ップＳ１で示すように、Ｘｎ　＋−＋　＝Ｘ＋　、Ｙｎ
　＋１＝Ｙ＋　と設定し、次に、切込点（Ｘｏ　、　Ｙ
ｏ　）に工具が位置するように移動指令を出し、入出力
回路４を通して各軸のり一−ボ回路を駆動させて切込点
くＸｏ。

Ｙｏ　）に工具を位置させる（ステップＳ２）。

次に、指標ｐを「１」に設定し、ＲＡＭ３に記憶したパ
ス数ｍから第（１）式、第（２）式で用イｌｓバーｙメ
−１ａ　＝ｍ−１／ｍ　、　ｂ　＝　１／ｍを締出する
。第２図の例では、ｍ＝３であるから、ａ＝２／３　、
　＋１−４／３である（ステップＳ４）。続いて、指標
１（を「１．１に設定しくステップＳｓ）、次に位置づ
べきＴ具位置、すなわち、次の移動指令位置を算出する
くステップＳ６）。

Ｘ＝　ａ・Ｘｏ　＋　ｂ−Ｘ＋ −（ｍ−７）　７ｍ　４　Ｘｏ　＋１／ｍ　−Ｘ＋Ｙ＝
　ａ−Ｙｏ　＋　ｔｚＹ＋ ＝　（ｍ−１）　７ｍ　−Ｙｏ　＋　１／ｍ　＋　Ｙ＋
第２図の例で示すと、この座標は、 Ｘ＝２／３・Ｘｏ＋１／３・Ｘ＋　−・・−・１５）Ｙ
＝２／３・Ｙｏ＋１／３・Ｙｌ　・・・−・（６）とな
り、第（３）式、第、（４）式で示すものと同一となる
。すなわち、上記座標によって第２図における点Ｐ１−
１を移動指令として指令することとなる。

次に、指標１くに「１」を加えて１（−２として、この
ｋの値がｎ角形の「１」を加えた値より小さくづればく
ステップＳ７　、　Ｓｓ　）・ステップ６の次の移動指
令位置を算出し移動指令を出力する。この演算は、指標
にの値が「１」から「２」に変わっただけであるから、
第２図の例で示すと、上記ｍ　（５）　、（６）　式に
一オイＴＸ＋　ヲＸ２ニ、ＹｌをＹ２に置き換えればよ
く、 Ｘ＝２／３・Ｘｏ＋１／３・×２　・・・・・値７）Ｙ
＝２／３・Ｙｏ＋１／３・Ｙ２　・・・・・・（８）と
められる。

この座標位置は、第２図の工具径路の頂点Ｐ２−１を示
すものである。

同様に、ｋの値を順次増加して、第２図で示す頂点Ｐ３
−＋、頂点Ｐ４−１．Ｐｓ−１・・・・・・の座標位置
を尊出し、移動指令を出力していく。こうして、加工す
るｎ角形のｎの値に「１」を加えた１直と１（の１直が
等しくなると（ステップＳ８）、そのときの移動指令座
標位置は、 Ｘ−２／３・Ｘｏ＋１／３・Ｘｒｌ＋１Ｙ＝２／３　・
Ｙｏ　＋　１／３　・Ｙｎ　＋１どなるが、Ｘｎ　＋１
．Ｙｎ　＋１は初期設定（ステップＳ＋　）で、Ｘｎ　
＋１＝Ｘ＋　、Ｙｎ＋１−Ｙｌとしていたため、この移
動指令値は、初めの位置、覆なわち、第２図の例では頂
点Ｐ１−１となる。このようにして、第２図の例で示す
と、切込点（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）から頂点Ｐ１−１−Ｐ
２−１→Ｐ３−１→Ｐ４−１→Ｐ５−１→Ｐ１−１と、
移動指令が出され、加工が行なわれることとなる。

そして、１（の値がｎ＋１より大きくなると（ステップ
Ｓ８）、次に１の値を一つ増加しくステップＳ９）、こ
のｌの値とパス数ｍを比較しくステツブ５Ｉｌｌ〉、ρ
の値が小さければ再びステップＳ４の処理を行う。第２
図の例ではｍ＝３であり、（ｕ＝２　）≦（ｍ＝３）で
あるから、ステップＳ４の処理を行い、ａ＝　１／３　
、ｂ＝　２／３を算出し、再びｋの値を１としくステッ
プＳ５）、次の移動指令位置の座標をめる（ステップＳ
ｓ）。

Ｘ＝１／３・Ｘｏ＋２／３・Ｘ＋　−−（９）Ｙ＝１／
３・Ｙｏ＋２／３・Ｙ＋　−・−１ｉｏ）となり、第２
図に示ザ例では、この座標位置は頂点Ｐ２−１の位置を
示している。次に、ｋの値を順次増加して次の移動指令
値をめるど、先の１−１の時と同様、第２図の例で示す
頂点Ｐ２−２．Ｐ３−２．Ｐ４−２．Ｐｓ−２，Ｐ’＋
　−２がめられる。そして、ｋの値がｎ＋ｉより大きく
なるとくステップ＄８）、再びρの値を「１」増加させ
同様な処理を行うか、第２図の例ではｊｌ＝ｍ＝３とな
り、ａ＝０．　ｂ＝１　となり、ステップＳ６で算出す
る移動指令位置の座標はＸ＝Ｘｋ　、Ｙ＝Ｙｋとなり、
ｋを１〜ｎまで変化サセ、第２図で示すと、Ｐ１→Ｐ２
→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５→Ｐ６の径路を指示することとなる
。そして、この処１’ｌ！が終わると、すなわち、指標
文の値がバス数ｍのｍより大きくなると、多角形の内部
領域の加工処理は終了する。

発明の効果 本発明は、工作機械等で多角形の内部領域の加工を施す
とぎ、切込点と多角形の各頂点の工具位置座標と巡回づ
る加工径路のバス数を設定するだけで、多角形の内部領
域の加工を行うことができるので、その加ニブログラム
が簡単に作成することができ、加工効率を向上させるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成図、第２図は、多角形の内部領
域加工における工具経路を示す図、第３図は、工具径路
を算出する原理図、第４図は、本発明の一実施例のブロ
ック図、第５図は、本発明の一実施例の処理フロー図で
ある。 （Ｘｏ　、　Ｙｏ　）・・・切込点座標、Ｐ１〜Ｐ５・
・・多角形の頂点の工具位置、Ｐｌ−１〜Ｐ５−２・・
・工具径路の頂点位置。 第１図 第２図 第３　図Ｐｋ−ｍ□ＰＨ（Ｘｋ”ｋ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多角形の内部に加工〃（１始する切込点の座標位置、多
   角形の各頂点に対する工具位置座標及び多角形の内部を
   巡回して加工する工具巡回の数を設定する設定手段と、
   該設定手段から入力された値を記憶する記憶手段と、該
   記憶手段に記載された上記各設定値より工具径路の各工
   具巡回における多角形の各頂点座標位置を締出して多角
   形の内部領域の加工における工具移動指令を作成し出力
   する工具径路算出指令手段とを有することを特徴とする
   多角形の内部領域加工機能を有する数値制御装置。