JPS63272445A - 工具干渉チェック方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は工具干渉チェック方法に係り、特にデジタイジ
ングされた位置データ（工具先端通路データ）に基づい
て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事前にチ
ェックする工具干渉チェック方法に関する。

〈従来技術〉 数値制御装置（ＮＣ装置という）は予め作成されたＮＣ
データに基づいて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（工具先端通路データ）が特定する
通路とは一致せず、該加工形状より進行方向右側あるい
は左側に工具径相当量オフセラｌ−ｔ、た通路となる。

か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れ
ばＮＣ装置が自動的に計算し、得られた工具中心に沿っ
て工具を移動さゼ、・フ−りを所望の加工形状に仕上げ
る。尚、上記ＮＣデータと工具径とから工具中心通路の
ＮＣデータ　（オフセラ１−　Ｎ　Ｃデータという）を
作成し、該オフセラｌ−ＮＣデータに従って工具を移動
させ、ワークに所望の加工を施す場合もある。

ところで、加工形状（部品形状）と工具径によっては、
オフセット通路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に干渉して工具折損を生じた
り、あるいは切り過ぎを生し指令されｔコ形状通りの部
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かどうを事前にチェックする必要が
ある。

第５図乃至第７図は工具干渉チェック方法の説明図であ
り、第５図は所望の部品形状図、第６図は工具干渉しな
い場合のオフセット通路説明図、第７図は工具干渉する
場合のオフセット通路説明図である。

第５図に示す部品形状（Ｂｌ→Ｂ２→・・Ｂ５→・・）
通りに加工を行うための工具中心通路（オフセット通路
）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６図に示すようになり、工具干渉は生じない。そし
て、かかる第６図の場合、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はループを形成しない（
交差しない）。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、工具径オフセラ１、した
工具中心通路ＴＣＰは第７図に示すようになり、工具Ｔ
ＬはワークＷＫに干渉し、切り過ぎ、切り残し、工具の
折損が生じる。そして、かかる工具干渉が発生する場合
には、工具中心通路（オフセラ）・通路）はループＬｐ
を形成し、ポイントＰｃで交差する。

以上から、従来は工具径オフセット通路がループを形成
するか（交差するか）をチェックすることにより、工具
干渉チェックを行っている。

〈発明が解決しようとしている問題点〉しかし、従来の
工具干渉チェック方法では第１軸方向（たとえばＸ軸方
向）に沿った工具移動と第２軸方向（Ｙ軸方向）に治っ
たピックフィード動作とを繰り返してワークを加工させ
るＮＣデータの工具干渉チェックを正しく行えないとい
う問題がある。尚、ががるＮＣデータは第８図に示すよ
うに接触子ＳＴをならい制御（たとえば表面往復ならい
）によりモデルＭＤＬに沿ってＸ軸方向に往復移動させ
、かつＹ軸方向にピックフィードしながら該接触子の現
在位置データを所定時間毎に取り込んで作成される。

第９図はピックフィードを含むＮＣデータの工具干渉チ
ェックが従来の方法では正しく行えない理由の説明図で
ある。

第１番目の工具先端の通路を Ｐ、−□→・・→Ａ、Ｂ、Ｃ→Ｐ とし、ピックフィード方向を紙面に垂直方向（Ｙ軸方向
）とし、第（ｉ　−１）番目の通路から第１番目の通路
へのピ・ツクフィード点をｐ、　、、第１番目の通路か
ら次の第（ｉ　＋　１　）番目の通路へのピックフィー
ド点をＰｌとすれば、第１番目の工具先端通路から工具
半径Ｒオフセット通路たオフセラ１−通路は ｐ、−、／→・・・→Ａ′→Ｂ′→Ｃ′→Ｐ　′となり
、２１２点で紙面垂直にピックフィードする通路となる
。この第９図から明らかなように工具オフセット通路に
治って工具中心を移動させると工具ＴＬはワークＷＫに
干渉するが、工具オフセット通路はどこにもループを形
成せず交差しない。

すなオっち、従来の工具干渉チェック方法ではオフセッ
ト通路の１部分がピックフィード点Ｐ１よりワークＷＫ
に対してＸ軸方向外側に存在する場合には（第９図の例
ではポイントＡ′、Ｂ′）、工具干渉チェックができな
かった。

以上から、本発明の目的は第１軸方向に沿った工具移動
と第２軸方向に沿ったピッ・クツイードとを繰り返して
ワークに数値制御加工を施すＮＣデータの工具干渉チェ
ックを確実に行える工具干渉チェック方法を提供するこ
とである。

〈問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明にかかる工具干渉チェック方法の概略説
明図である。

Ｐ、−、→・・→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｐ、はデジタイジングさ
れた第１番目の工具先端通路、ｐ＝、はピックフィード
方向を紙面に垂直方向（Ｙ軸方向）とした時の第い−１
）番目の通路がら第１番目の通路へのピックフィード点
、Ｐｌは第１番目の通路から次の第（ｉ　＋　１　）番
目の通路へのピックフィード点、Ｑ、はピックフィード
点Ｐ、がらワーク外側へＸ軸方向に工具半径Ｒ離れた仮
想ピックフィード点、ｐ　、　−、’　　−＋　＋　　
＋　−１１Ａ　’　　−）　Ｂ〆　→ｃ／　、Ｑ、／は
仮想ピックフィード点Ｑ１をピックフィード点とみなし
た場合における第１番目の工具オフセット通路、ＬＰは
ループ、ＴＬは工具、ＷＫはワークである。

〈作用〉 ピックフィード点Ｐ、からワーク外側にＸ軸方向に工具
半径Ｒ＃れな位置に仮想ピックフィード点Ｑ、を設定し
、該仮想ピックフィード点Ｑ、てピックフィードするも
のとして第１番目の工具先端通路 Ｐｌ−１→・　・→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｑ。

に対する工具オフセット通路 ｐ、−、／　　　　・・→Ａ′→Ｂ′→Ｃ′→Ｑ′を求
め、該第１工具オフセット通路がループＬＰを形成する
か（交差するか）チェックし、交差する場合には工具は
干渉すると判定する。

〈実施例〉 第２図はデジタイジング処理及び工具干渉チェック処理
を実行する装置（デジタイザ）のブロック図である。１
はデジタイザであり、ならい制御しながらトレーサヘッ
ドの現在位置を取り込んでデジタイジングする機能と共
に、工具干渉チェック機能を備え、プロセッサｌａ、制
御プログラムを記憶するＲＯＭ１ｂ、デジタイジングし
た位置データを記憶するＲＡＭ１ｃ、ワーキングメモリ
１ｄを有している。

２は操作盤であり、各種操作信号を入力すると共に、な
らい条件、ならい領域、ならい方法、工具半径Ｒ等を設
定する機能を有している。

１、ＯＸ、ＩＯＹ、１０２はデジタイザ１から指令され
た各軸方向の速度データ（デジタル値）をアナログの速
度信号ｖｘ、ｖＹ、Ｖ２に変換するＤＡ変換濶、１１ｘ
１１１Ｙ１１１ＺはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸サーボ回路、１２
ｘ〜１２ＺはそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸モータ、１３Ｘ
〜１３Ｚはそれぞれ対応するモータが所定角度回転する
毎に１個のパルスＸ、、Ｙ、、Ｚｆを発生するパルス発
生器、１４はパルスＸ、、　Ｙ、、　Ｚ、をそれぞれ移
動方向に応じて可逆計数して各軸現在位置を記憶する現
在位置レジスタである。尚、ＴＨはｌ・レーサヘッド、
ＳＲはスクイラス、ＭＤＬはモデルである。

第３図は本発明にかかる工具干渉チェックの処理の流れ
図である。以下、第１図乃至第３図に従って本発明の工
具干渉チェックを説明する。

周知のデジタイジング処理により、Ｙ軸に沿ったピック
フィードとＸ軸に沿った移動を繰り返してモデル形状通
りに加工するための工具先端通路を作成してＲＡＭ１ｃ
に記憶する（ステップ１０１）。

ついで、１→ｌとすると共に（ステップ１０２）、第１
番目のピックフィード点Ｐ、　（第１図参照）をワーク
外側Ｘ軸方向に工具半径Ｒだけ延長したポイントＱ１を
求め、仮想ピックフィード点とする（ステップ１０３）
。

しかる後、第（ｉ−１）番目のピックフィード点Ｐ、−
１から仮想ピックフィード点Ｑ１に到る第１番目の工具
先端通路 Ｐ、−１→・・→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｑ１ に対する工具オフセット通路 Ｐ　ｉ　−１’　ｏ”　’　、Ａ　’　、Ｂ　’　、ｃ
’　、Ｑ　’を求める（ステップ１０４）。尚、工具オ
フセット通路はたとえば以下のようにして求めることが
できる。すなわち、第４図に示すように現ブロック及び
次ブロックの工具先端通路が共に２つの直線り、、Ｌ２
よりなっているものとすると、各工具先端通ＭＬ、、　
Ｌ２をそれぞれ工具径ｒ１だけオフセットした直線Ｌ　
１．　’　、　Ｌ２’　を求め、各直線り、′。

Ｌ１２の交点Ｔ１を求め、前ブロックのオフセット終点
Ｔ。と交点Ｔ１を結べば線分子。Ｔ、がオフセット通路
となり、以後同様な処理を繰り返してオフセット通路が
生成されろ。

第１工具オフセツ）・通路が求まれば、該第１工具オフ
セット通路はループＬＰを形成するか（交差するか）チ
ェックしくステップ１０５）、交差する場合には工具は
干渉すると判定すると共に交点８１′　を求め（ステッ
プ１０６）、工具オフセット通路からループ通路Ｓ、’
　、Ｂ’→Ｃ′→Ｓ、′を削除したオフセット通路 Ｐｉ　−１′　　　　・・→Ａ′→Ｓ　／を工具がワー
クに干渉しない工具オフセラ！・通路であるとしてＲＡ
　Ｍ　１．　ｃに記憶すると共に（ステップ１０７）、
ポインｌ−３，’を第１ピックフィード点のオフセット
点とみなす（Ｓ、′→Ｐ１′）・・・・・ステップ１０
９゜ 一方、ステップ１０５においてオフセット通路が交差し
ない場合には、第（ｉ　−１）ピックフィード点Ｐ、−
０から第１ピックフィード点Ｐ１迄の工具先端通路から
工具半径Ｒ７！けオフセット点シたオフセット通路をＲ
ＡＭ１ｃに記憶する（ステップ１１０）。

ステップ１０９まな（まステップ１１０により第Ｉ番目
の工具オフセット通路が求まれば全ピックフィード点に
対して上記処理を完了したかチェックしくステップ１１
１）、完了していれば工具干渉チェックを終了し、完了
していなければ　１＋１→ｌにより１を１歩進して（ス
テップ１１２）、以後ステップ１０３息降の処理を繰り
返す。

尚、以上ではデジタイジングにより工具先端通路を求め
た場合について説明したが、本発明はかかる場合に限ら
ず別の方法でピックフィードを含む工具先端通路を求め
た場合にも適用できるものである。

尚、ピックフィード点Ｐ、よりＸ軸方向に工具半径Ｒ離
して仮想ピックフィード点Ｑ、を定めれば工具干渉する
場合には必ずループを形成する。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、ピックフィード点からワーク外側
水平方向（たとえばＸ軸方向）に所定量離れた位置に仮
想のピックフィード点を設定し、該仮想のピックフィー
ド点てピックフィードするものとして工具オフセット通
路を求め、該工具オフセッ）・通路が交差するかチェッ
クし、交差する場合には工具は干渉すると判定するよう
に構成したから、ピックフィードを繰り返してワークに
数値制陣加工を施すＮＣデータの工具干渉チェックを確
実に行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる工具干渉チェック方法の概略説
明図、 第２図は本発明を実現するシステムのブロック図、 第３図は本発明の処理の流れ図、 第４図はオフセット通路算出法の説明図、第５図乃至第
７図は従来の工具干渉チェック方法の説明図、 第８図及び第９図は従来方法では工具干渉チェックを確
実に行えない場合の説明図である。 Ｐｌ−１→・・→Ａ−＋Ｂ、Ｃ−Ｐ、・・第１番目の工
具先端通路、 Ｐ、、−、・・第（ｉ−１）番目の通路から第１番目の
通路へのピックフィード点、 一１２＝ Ｐｌ・・第１番目の通路から次の第（ｉ　＋　１　）番
目の通路へのピックフィード点、 Ｑ５・・仮想ピックフィード点、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１軸方向に沿った工具移動と第２軸方向に沿っ
   たピックフィードとを繰り返してワークを数値制御加工
   させるＮＣデータの工具干渉チェック方法において、 ピックフィード点から第１軸方向に所定量離れた位置に
   仮想のピックフィード点を設定し、該仮想のピックフィ
   ード点でピックフィードするものとして工具オフセット
   通路を求め、 該工具オフセット通路が交差するかチェックし、交差す
   る場合には工具は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）前記所定量は工具半径であ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。