JPWO2017110236A1 - 工具経路修正装置および工具経路修正方法 - Google Patents

Abstract

工具経路修正装置（１００）は、工具経路データ、工具データ、および形状データに基づいて、工具経路データに記述される指令点へ配置した際の、加工形状の加工曲面上であって工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出する被切削点算出部（１０７）と、工具経路データおよび被切削点情報に基づいて、工具経路データに記述される指令点から修正すべき指令点である修正指令点を抽出する修正指令点抽出部（１０９）と、修正指令点に基づいて、修正指令点の修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定部（１１１）と、工具経路データを修正する工具経路データ修正部（１１３）と、を備える。

Description

本発明は、数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＮＣ）工作機械を利用して加工対象物を加工するための工具経路データを修正するための工具経路修正装置、および工具経路修正方法に関するものである。

従来、自由曲面を加工する際には、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）およびＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置を利用して、加工対象の自由曲面に接するようにして仮想的に工具を移動させた経路を、直線、円弧および曲線から微小線分にて近似して表した工具経路データを作成した後、この工具経路データをＮＣ工作機械に与えて切削加工することが行われている。

ＣＡＤおよびＣＡＭ装置から出力される工具経路データは、主にＮＣプログラムとして記述され、ＮＣプログラムは、ＮＣ工作機械が有するＮＣ装置に入力される。

ＮＣ装置は、ＮＣプログラムを読み取りおよび解釈することによって、工具が移動する経路である工具経路を生成し、補間周期ごとに工具経路を補間した補間データを作成する。

ＮＣ装置は、作成した補間データによってＮＣ工作機械に設けられる各工具の工具軸を制御し、工具を所望の位置に移動させて加工を行う。

一般に自由曲面を加工するための工具経路データを生成するための手順を示す。以下では自由曲面を「加工曲面」と称する。

まず、加工対象における加工すべき加工曲面の形状から、加工曲面に接するように工具を移動させた際に要求される理想経路が算出される。

次に、許容誤差が与えられ、算出された理想経路との最大誤差が与えられた許容誤差以下になるように微小線分に近似することにより、工具経路データが生成される。

以上の手順に基づいて工具経路データが生成される。

上述した手順によれば、生成された工具経路データは、理想経路に対して最大で許容誤差分の誤差を有しており、その中にはＣＡＤおよびＣＡＭ装置の演算誤差が存在する。そのため、理想経路の方向とは無関係な微小線分の工具経路データが含まれる場合がある。

その結果、この工具経路データを利用して加工を行うと、理想経路では意図していない工具の移動が発生し、加工面における傷の発生が生じる場合がある。

そこで加工曲面に対して工具を精度良く移動させるためには、工具経路データの生成時に与える許容誤差を非常に小さくする必要がある。しかし、その場合、次に示す問題が発生する。

（１）ＣＡＤおよびＣＡＭ装置によって工具経路データを作成し出力する時間が増大する。
（２）ＮＣ装置に入力する工具経路データのデータ量が膨大になる。
（３）工具経路データのデータ量が膨大なため加工速度を上げることができない。
（４）これらの問題によって作業能率が低下する。

以上のことから、加工曲面に対し工具を精度良く移動させるために、工具経路データ生成時に与える許容誤差を小さくしていくことは望ましくない。

このような場合の解決方法として、特許文献１では、加工対象物の形状を利用して、工具経路データを修正することが行われている。以下では、加工対象物の形状を単に「加工形状」と称する。

具体的には、特許文献１には、工具経路データを複数の分割軌跡に分割し、分割軌跡上の任意の工具位置と各分割軌跡上における各軸方向の工具移動速度の時間変化とを軸制御データとして求め、軸制御データに基づいて求められたワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較して、加工形状に工具が入り込んだ状態にあるか否かを判断し、工具が入り込んだ状態にあると判断された場合に、入り込んだ状態が回避されるように連続する前後の工具位置を用いて入り込んだ状態にある工具位置を修正する方法が開示されている。

特許第４９００９６８号公報

しかし特許文献１の従来技術では、工具がワークを加工するときの工具のワークに対する相対的な位置である工具位置と加工形状とに基づいて、加工形状に工具が入り込んだ状態にあるか否かを判断している。そのため特許文献１の従来技術では、工具位置が加工形状の外側の領域にあったとしても、工具位置に対して配置された工具が実際にワークに削り込む場合を検知できない。

また特許文献１の従来技術では、加工形状に対してオフセット量分だけオフセットしたオフセット形状を利用した場合においても、ボールエンドミル以外の回転工具であるラジアスエンドミルもしくはフラットエンドミルを用いるとき、または旋削工具といった非対称な形状である工具であるとき、削り込む状態にあるか否かの判断ができない。

さらに特許文献１の従来技術では、工具位置が加工形状の外側の領域にある場合に、工具の加工曲面に対する削り残しを検知することができない。

そのため上記のような場合に、作業者による工具位置およびパラメータを直接修正する作業が必要となるため、作業能率が低下するという問題がある。

またさらに、特許文献１の従来技術では、加工形状に工具が入り込んだ状態にあると判断された場合、入り込んだ状態の工具位置を工具が加工形状の外側を通過するように、その前後の工具位置を利用することによって工具位置を修正しており、その際に等高線加工および面沿い加工といった加工タイプに応じて修正方向を決定している。そのため作業者は予め加工タイプを指定しなければならない。

特に複数の加工タイプが混在する加工におけるＮＣプログラムにおいては、その作業が煩雑となり、作業能率が低下するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業能率を低下させることなく加工品質を向上させることができる工具経路修正装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の工具経路修正装置は、加工対象物を加工する工具または加工対象物の移動が記述された工具経路データ、前記工具の工具データ、および前記加工対象物の加工形状の形状データに基づいて、前記工具を前記工具経路データに記述される指令点へ配置した際の前記加工形状の加工曲面上であって前記工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出する被切削点算出部と、工具経路データおよび被切削点情報に基づいて、工具経路データに記述される指令点のうち修正すべき指令点である修正指令点を抽出する修正指令点抽出部と、前記修正指令点に基づいて、前記修正指令点の修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定部と、前記工具データ、前記形状データ、前記被切削点情報、前記修正指令点、および前記指令点修正方向に基づいて、前記工具が前記加工曲面に接するように前記指令点修正方向に従って前記修正指令点を修正することにより前記工具経路データを修正する工具経路データ修正部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、作業能率を低下させることなく加工品質を向上させることができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る工具経路修正装置の構成を示す図 実施の形態１に係る工具経路修正装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図 実施の形態１に係る工具経路修正装置の動作の流れを示すフローチャート 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第１の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第２の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第３の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第４の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第１の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第２の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第３の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第４の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第５の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第６の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における修正指令点を抽出する動作を説明するための図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における指令点修正方向を決定する動作と工具経路データを修正する動作を説明するための第１の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における指令点修正方向を決定する動作と工具経路データを修正する動作を説明するための第２の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における工具経路データの修正動作を説明するための第１の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における工具経路データの修正動作を説明するための第２の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第５の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第６の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第７の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第８の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第９の図 実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第１０の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第１の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第２の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第３の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第４の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第１の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第２の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第３の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第２の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第３の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第４の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第５の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第６の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第７の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第８の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第９の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１０の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１１の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１２の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１３の図 実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１４の図

以下に、本発明の実施の形態に係る工具経路修正装置および工具経路修正方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る工具経路修正装置の構成を示す図である。

工具経路修正装置１００は、図示しない加工対象物を加工するための工具または加工対象物の移動経路である工具経路データを外部から入力する工具経路データ入力部１０１と、工具経路データ入力部１０１に入力された工具経路データを記憶する工具経路データ記憶部１０２とを有する。

工具経路データ入力部１０１に入力される工具経路データは、工具が移動すべき点である指令点の座標と、複数の指令点の間を工具が移動する際の補間方法と、指令点における工具軸の方向を示す工具軸ベクトルとが記述されたものである。

工具経路データは、例えばＣＡＤおよびＣＡＭ装置により出力されるＮＣプログラムである。

工具経路データにおける指令点の座標系は、工具が加工対象物を加工するときの工具の加工対象物に対する相対的な位置となるように変換される。

工具経路は、工具が通過する移動経路を表し、工具経路データに基づいて生成される。

また工具経路修正装置１００は、加工対象物を加工するための工具を定義する情報である工具データを外部から入力する工具データ入力部１０３と、工具データ入力部１０３に入力された工具データを記憶する工具データ記憶部１０４とを有する。

工具データ入力部１０３に入力される工具データは、工具の種別を表現する情報と、工具径、工具刃先半径、および工具長といった工具の形状を表現する情報とから構成される。

工具データの一例としては工具の形状を表現したＣＡＤデータである。

また工具経路修正装置１００は、工具により加工すべき曲面である加工曲面を含む、加工対象物の加工形状を定義する形状データを外部から入力する形状データ入力部１０５を有する。

形状データ入力部１０５に入力される形状データの一例としては、加工対象物の加工形状が数式により記述され加工曲面によって表現されたＣＡＤデータである。

また工具経路修正装置１００は、形状データ入力部１０５に入力された形状データを記憶する形状データ記憶部１０６と、被切削点算出部１０７と、被切削点算出部１０７で算出された被切削点情報を記憶する被切削点記憶部１０８とを有する。

被切削点算出部１０７は、工具経路データ記憶部１０２から工具経路データを読み出し、工具データ記憶部１０４から工具データを読み出し、形状データ記憶部１０６から形状データを読み出す。

被切削点算出部１０７は、工具データにより定義される工具を工具経路データに記述される指令点へ配置した際の形状データにより定義される加工形状の加工曲面上であって工具による被加工点である被切削点の情報を算出する。すなわち被切削点算出部１０７は、被切削点の情報である被切削点情報を算出する。

被切削点算出部１０７は、算出した被切削点情報を被切削点記憶部１０８に記憶させる。

また工具経路修正装置１００は、修正指令点抽出部１０９と、修正指令点抽出部１０９で抽出された修正すべき指令点である修正指令点を記憶する修正指令点記憶部１１０とを有する。

修正指令点抽出部１０９は、工具経路データ記憶部１０２から工具経路データを読み出し、被切削点記憶部１０８から被切削点情報を読み出す。

修正指令点抽出部１０９は、読み出した被切削点情報に対応する指令点を修正すべきか否かを判断し、修正すべきと判断した指令点を修正指令点として抽出する。

修正指令点抽出部１０９は、抽出された修正指令点を修正指令点記憶部１１０に記憶させる。

また工具経路修正装置１００は、指令点修正方向決定部１１１と、指令点修正方向決定部１１１で決定した指令点修正方向を記憶する指令点修正方向記憶部１１２とを有する。

指令点修正方向決定部１１１は、工具経路データ記憶部１０２から工具経路データを読み出し、形状データ記憶部１０６から形状データを読み出し、修正指令点記憶部１１０から修正指令点情報を読み出す。

指令点修正方向決定部１１１は、読み出した工具経路データに記述される指令点に基づいて、各修正指令点における修正指令点の修正方向である指令点修正方向を決定する。

指令点修正方向決定部１１１は、決定した指令点修正方向を、指令点修正方向記憶部１１２に記憶させる。

また工具経路修正装置１００は、工具経路データ修正部１１３と、工具経路データ修正部１１３で修正された工具経路データである修正工具経路データを記憶する修正工具経路データ記憶部１１４とを有する。

工具経路データ修正部１１３は、工具経路データ記憶部１０２から工具経路データを読み出し、工具データ記憶部１０４から工具データを読み出し、形状データ記憶部１０６から形状データを読み出す。

また工具経路データ修正部１１３は、被切削点記憶部１０８から被切削点情報を読み出し、修正指令点記憶部１１０から修正指令点情報を読み出し、指令点修正方向記憶部１１２から複数の修正指令点のそれぞれにおける指令点修正方向を読み出す。

工具経路データ修正部１１３は、工具データ、形状データ、被切削点情報、および指令点修正方向に基づいて、修正指令点を修正する。

工具経路データ修正部１１３は、修正された指令点に基づいて、工具経路データを修正し、修正された工具経路データである修正工具経路データを修正工具経路データ記憶部１１４に記憶させる。

図２は実施の形態１に係る工具経路修正装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図である。工具経路修正装置１００は、プロセッサ５１、メモリ５２、および入出力インタフェース５３により実現することができる。

プロセッサ５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）といったプロセッサである。

メモリ５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、またはこれらの組合せで構成される。

入出力インタフェース５３は、工具経路データ入力部１０１、工具データ入力部１０３、および形状データ入力部１０５が工具経路データ、工具データ、および形状データを外部から入力する際に利用される。

プロセッサ５１、メモリ５２および入出力インタフェース５３は、バス５０に接続され、バス５０を介して各種データの受け渡しを相互に行う。

被切削点算出部１０７を実現する場合、被切削点算出部１０７用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、被切削点算出部１０７が実現される。

修正指令点抽出部１０９を実現する場合、修正指令点抽出部１０９用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、修正指令点抽出部１０９が実現される。

指令点修正方向決定部１１１を実現する場合、指令点修正方向決定部１１１用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、指令点修正方向決定部１１１が実現される。

工具経路データ修正部１１３を実現する場合、工具経路データ修正部１１３用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、工具経路データ修正部１１３が実現される。

以上のように構成された工具経路修正装置１００は、図３に示すフローチャートに従って動作する。

図３は実施の形態１に係る工具経路修正装置の動作の流れを示すフローチャートである。

ステップ２０１では、工具経路データ入力部１０１において工具経路データが外部入力される。

外部入力としては、作業者により、キーボード操作で入力する方法、またはＮＣプログラムからのデータ変換する方法が考えられる。入力された工具経路データは工具経路データ記憶部１０２に格納される。

また工具データ入力部１０３において工具データが外部入力される。入力された工具データは工具データ記憶部１０４に格納される。

さらに形状データ入力部１０５において形状データが外部入力される。入力された形状データは形状データ記憶部１０６に格納される。

図４から図７を用いて加工形状、工具経路、および工具形状の具体例を説明する。

図４は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第１の図である。図４には、加工形状が定義される形状データとなるＣＡＤデータによって表現された加工形状Ｍ１を斜め方向から見た状態が示される。加工曲面群ＳＡ１が加工形状Ｍ１の上面側に存在する。

図５は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第２の図である。図５には、図４に示す加工形状Ｍ１を側面から見た状態が示される。

図４に示す加工曲面群ＳＡ１は、図５に示す複数の加工曲面Ｓ０からＳ４までの数式により表現された曲面により構成されている。

このとき、加工曲面Ｓ０とＳ１は、隣接する加工曲面の接続部ｅ０において、隣接する加工曲面同士の接連続性を保持している。

加工曲面Ｓ１とＳ２は、隣接する加工曲面の接続部ｅ１において、隣接する加工曲面同士の接連続性を保持している。

加工曲面Ｓ３とＳ４は、隣接する加工曲面の接続部ｅ３において、隣接する加工曲面同士の接連続性を保持している。

加工曲面Ｓ２とＳ３は、隣接する加工曲面の接続部ｅ２において、隣接する加工曲面同士の接連続性は保持していない。

図６は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第３の図である。図６には、図４に示す加工形状Ｍ１における加工曲面群ＳＡ１を加工するための工具経路データに記述される複数の工具経路の一部の工具経路ＯＲ１を、斜め方向から見た状態が示される。

図７は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第４の図である。図７には、図６に示す工具経路ＯＲ１を移動する工具Ｔ１を定義する工具データとなるＣＡＤデータにより表現された工具形状の例が示される。

ここでは、使用する工具Ｔ１はボールエンドミルである。工具Ｔ１に対して、工具中心軸ＣＬから工具外径までの長さに相当する工具半径Ｒ１が与えられている。工具形状によっては、工具中心軸ＣＬに対する工具外径母線の傾きが与えられても良い。

ステップ２０１の実行後は、被切削点情報算出ステップであるステップ２０２へ進む。

ステップ２０２では、まず、被切削点算出部１０７において、工具経路データ記憶部１０２に格納された工具経路データが読み出され、工具データ記憶部１０４に格納された工具データが読み出され、形状データ記憶部１０６に格納された形状データが読み出される。

ここで、工具経路データに記述された指令点は、工具が加工対象物を加工するときの工具の加工対象物に対する相対的な位置であり、工具を指令点へ配置すると、理想的には各指令点において工具と加工形状の加工曲面とが接する。

次に、被切削点算出部１０７では、工具を各指令点へ配置した際の加工曲面上であって工具による被加工点である被切削点の座標を算出する。

このとき被切削点を算出する方法の一例として、各指令点に工具を配置した際の工具表面と加工曲面の最近接点を算出する方法があげられる。最近接点は、加工曲面上であって工具Ｔ１と加工曲面との間の距離が最も小さくなる点である。

以下に図８から図１３を用いて工具経路データの具体例を説明する。

図８は実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第１の図である。図８には、加工曲面群ＳＡ１を加工するための工具経路ＯＲ１に工具Ｔ１を配置した様子を、斜め方向から見た状態が示される。

図９は実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第２の図であり、図８に示す斜視図をＸＺ平面によって切断した断面図である。具体的には、図９には、図８に示す工具経路ＯＲ１を工具Ｔ１が通過する様子を、側面側から見た状態が示され、切断されたＸＺ平面における加工形状および工具経路を示す。

ＣＬ０からＣＬ１２は、工具経路ＯＲ１上の工具経路データに記述される指令点を示す。各指令点間は直線補間されている。

ＴＶ０からＴＶ１２は、指令点ＣＬ０からＣＬ１２における工具軸の方向である工具軸ベクトルを示す。

図１０は実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第３の図である。図１０には、指令点ＣＬ０からＣＬ１２のそれぞれに対応する被切削点ＣＰ０からＣＰ１２の算出例が示される。

図１１は実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第４の図である。図１１には、図１０に示す指令点ＣＬ２に対応する被切削点ＣＰ２の算出例を示す。ここでは工具Ｔ１が加工曲面Ｓ１に接する状態が示される。

このとき、被切削点算出部１０７は、指令点ＣＬ２における工具Ｔ１と加工曲面Ｓ１の被切削点として、工具Ｔ１の工具形状と加工曲面Ｓ１との接触点を算出する。

この場合、指令点ＣＬ２と被切削点ＣＰ２との間の距離は、図７に示す工具半径Ｒ１に等しい。

図１２は実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第５の図である。図１２には、指令点ＣＬ３に対応する被切削点ＣＰ３の算出例を示す。

ここで工具Ｔ１は加工曲面Ｓ１に入り込んだ状態である。このとき、被切削点算出部１０７は、指令点ＣＬ３における工具Ｔ１と加工曲面Ｓ１との被切削点として、加工曲面Ｓ１上であって工具Ｔ１の工具形状に対して加工曲面Ｓ１が最も深く入り込んだ点を算出する。

この場合、指令点ＣＬ３と被切削点ＣＰ３との間の距離は、図７に示す工具半径Ｒ１より小さくなる。

図１３は実施の形態１に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第６の図である。図１３には、指令点ＣＬ６に対応する被切削点ＣＰ６の算出例を示す。

ここで工具Ｔ１は、加工曲面Ｓ２から離反した状態である。このとき、被切削点算出部１０７は、指令点ＣＬ６における工具Ｔ１と加工曲面Ｓ２との被切削点として、加工曲面Ｓ２上であって工具Ｔ１の工具形状と加工曲面Ｓ２との間の距離が最も小さくなる最近接点を算出する。

この場合、指令点ＣＬ６と被切削点ＣＰ６との間の距離は、図７に示す工具半径Ｒ１より大きくなる。

上述した方法により被切削点を算出することが可能である。

一方で、被切削点を算出するための方法としては、上述した方法に限定されず、例えば加工対象物の素材形状と、工具経路データと、工具データとを利用して、加工シミュレーションを実施し、工具が工具経路データに含まれる指令点を通過した瞬間の加工後素材形状より、被切削点を算出することで求めても良い。

被切削点算出部１０７で算出された被切削点の座標は、被切削点記憶部１０８へ格納される。

被切削点記憶部１０８には、被切削点の座標に加えて、被切削点における工具と加工曲面との相対位置関係および被切削点がいずれの曲面上であるかを特定する曲面判別情報から構成される被切削点情報が、各指令点に対応して格納される。

例えば、図１１に示した指令点ＣＬ２に対応する被切削点情報は、最近接点である被切削点ＣＰ２の座標、工具Ｔ１に対して加工曲面Ｓ１が接する状態にあるという相対位置関係、および被切削点ＣＰ２が加工曲面Ｓ１上に存在するという曲面判別情報である。

さらに例えば、図１２に示す指令点ＣＬ３に対応する被切削点情報は、最近接点である被切削点ＣＰ３の座標、工具Ｔ１に対して加工曲面Ｓ１が入り込んだ状態にあるという相対位置関係、および被切削点ＣＰ３が加工曲面Ｓ１上に存在するという曲面判別情報である。

このとき、被切削点が複数の加工曲面により構成される境界上に存在する場合、被切削点記憶部１０８は、曲面判別情報として、複数の加工曲面の情報を保有する。

上述したステップ２０２によれば、被切削点の座標を算出すると共に、被切削点における工具と加工曲面との相対位置関係を算出することにより、工具の加工曲面に対する削り込みおよび削り残しを判別可能となる。

また曲面判別情報を算出することにより、指令点において工具がいずれの加工曲面を加工するかを判別でき、工具経路データの修正を行う際に、修正前と修正後の指令点において同一の加工曲面を加工するように修正可能となる。

ステップ２０２の実行後は修正指令点抽出ステップであるステップ２０３へ進む。

ステップ２０３では、修正指令点抽出部１０９において、工具経路データ記憶部１０２に格納された工具経路データが読み出され、被切削点記憶部１０８に格納された被切削点情報が読み出される。

次に、修正指令点抽出部１０９は、被切削点情報における被切削点における工具と加工曲面との相対位置関係を順次参照し、相対位置関係が、工具に対して加工曲面が入り込んだ状態にあるか、または、工具に対して加工曲面が離反した状態にある被切削点を抽出する。

そして、修正指令点抽出部１０９は、抽出された被切削点に対応する指令点を、修正指令点として抽出する。

図１４は実施の形態１に係る工具経路修正装置における修正指令点を抽出する動作を説明するための図である。図１４には、指令点ＣＬ０からＣＬ１２のそれぞれに対応した指令点を示す。

ｕ０，ｕ１，ｕ２は、指令点ＣＬ０からＣＬ１２のそれぞれに対応した被切削点情報の曲面判別情報に基づく指令点の属性を示す。

ｕ０は修正が不要である指令点、ｕ１は工具に対して加工曲面が入り込んだ状態にあり修正すべき指令点、ｕ２は工具に対して加工曲面が離反した状態にある修正すべき指令点である。

上述した方法により修正指令点を抽出することが可能である。

そして、修正指令点抽出部１０９で抽出された修正指令点は、修正指令点記憶部１１０に格納される。

上述したステップ２０３によれば、工具が加工曲面に対して削り込む場合および削り残す場合を抽出可能となる。

ステップ２０３の実行後は指令点修正方向決定ステップであるステップ２０４へ進む。

ステップ２０４では、指令点修正方向決定部１１１において、工具経路データ記憶部１０２に格納された工具経路データが読み出され、形状データ記憶部１０６に格納された形状データが読み出され、修正指令点記憶部１１０に格納された修正指令点が読み出される。

次に、指令点修正方向決定部１１１は、読み出した工具経路データに含まれる複数の指令点のうち、同一の平面上に連続して配置されるものを抽出する。

実用的には、複数の指令点が同一の平面上に配置されるか否かの判定において、予め決められた一定数以上の指令点が、ある平面に対して一定の許容誤差以下である距離の位置にあるか否かという判定を行えば良い。

このとき、同一の平面上であると判定するための決められた指令点の数と許容誤差とは、外部から予め与えられても良い。

図１５は実施の形態１に係る工具経路修正装置における指令点修正方向を決定する動作と工具経路データを修正する動作を説明するための第１の図である。図１５には、工具経路ＯＲ１に対して指令点の一部が平面ＰＬ１上に配置される様子を、斜め方向から見た状態が示される。

平面ＰＬ１は、ＺＸ平面に平行であって、法線ベクトル方向がＹ軸方向である平面である。

図１６は実施の形態１に係る工具経路修正装置における指令点修正方向を決定する動作と工具経路データを修正する動作を説明するための第２の図である。図１６には、工具経路データにより指示される指令点ＣＬ０からＣＬ１２が平面ＰＬ１上に配置され、これら指令点を抽出する様子を、側面から見た状態が示される。

次に、同一の平面上に配置される複数の指令点が抽出された場合には、指令点修正方向決定部１１１は、抽出された指令点における工具軸ベクトルに基づいて、これらの工具軸ベクトルが平行か否かを判定する。

図１６には、指令点ＣＬ０からＣＬ１２における工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２が、互いに平行である様子を示す。工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２のそれぞれの方向は、全てＺ軸方向であり互いに平行である。

次に、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２が互いに平行であると判定された場合には、指令点修正方向決定部１１１は、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と指令点が配置された平面との関係を判定する。

工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と平面との関係は、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と平面の法線ベクトルとの関係を判定することにより判定可能である。

工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と平面が平行であると判定された場合、すなわち工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２が平面の法線ベクトルと垂直であると判定された場合には、指令点修正方向決定部１１１は、修正指令点の修正方向を工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２の方向と決定する。

図１６には、指令点ＣＬ０からＣＬ１２が配置される平面ＰＬ１と、指令点ＣＬ０からＣＬ１２における工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２とが平行な関係である様子を示す。

ここでは、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２のそれぞれの方向は、全てＺ軸方向であり、平面ＰＬ１の法線ベクトル方向は、Ｙ軸方向である。

このことから、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と法線ベクトルとの関係は垂直である。そのため工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と平面ＰＬ１は平行となる。従って、指令点修正方向は、指令点ＣＬ０からＣＬ１２に含まれる修正指令点に対して、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２の方向であると決定される。

一方で、同一の平面上に配置される指令点における工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２同士が互いに平行であって、工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と平面とが垂直、すなわち工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２が平面の法線ベクトルと並行である関係であった場合には、指令点修正方向決定部１１１は、修正指令点の指令点修正方向を平面内方向であると決定する。

また、同一の平面上に配置される複数の指令点が抽出されない場合、同一の平面上に配置される指令点における工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２同士が互いに平行でない場合、または同一の平面上に配置される指令点における工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２同士が互いに平行であって工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２と平面が平行または垂直の関係でない場合には、指令点修正方向決定部１１１は、修正指令点の指令点修正方向を曲面鉛直方向であると決定する。

これらのパターンにおいて指令点修正方向を決定するための処理の詳細は後述する。

指令点修正方向決定部１１１は、以上の処理を工具経路ＯＲ１の他の部分に対しても順次実行する。これにより、修正指令点に対して、指令点修正方向を決定することが可能である。

そして、指令点修正方向決定部１１１で決定された指令点修正方向は、指令点修正方向記憶部１１２に格納される。

上述したステップ２０４によれば、加工パターンによって作業者は、予め指令点に対する修正方向を指定する必要がなく、作業能率が向上する。

また、複数の加工パターンが含まれる工具経路においても、工具経路データに基づいて部分毎に指令点の修正方向が決定される。そのため、加工パターンによって作業者は、予め指令点に対する修正方向を指定する必要がなく、作業能率が向上する。

ステップ２０４の実行後は工具経路データ修正ステップであるステップ２０５へ進む。

ステップ２０５では、工具経路データ修正部１１３において、工具経路データ記憶部１０２に格納された工具経路データが読み出され、工具データ記憶部１０４に格納された工具データが読み出され、形状データ記憶部１０６に格納された形状データが読み出される。

また、工具経路データ修正部１１３において、被切削点記憶部１０８に格納された被切削点情報が読み出され、修正指令点記憶部１１０に格納された修正指令点が読み出され、指令点修正方向記憶部１１２に格納された指令点修正方向が読み出される。

次に工具経路データ修正部１１３は、修正指令点における指令点修正方向へ修正指令点を移動させることにより修正を行う。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、修正後の指令点に工具を配置した際に加工形状の加工曲面に対して工具が接するように修正する。

ここで、修正指令点における指令点修正方向が工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２の方向であった場合には、修正指令点に対応する被切削点情報の工具と加工曲面の相対位置関係に基づいて、加工曲面に対して工具が入り込んでいるときには工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２の方向へそれぞれ指令点を移動させ、加工曲面に対して工具が離反しているときには工具軸ベクトルＴＶ０からＴＶ１２の方向と逆方向へそれぞれ指令点を移動させ、工具が加工曲面に接するように修正する。

図１７は実施の形態１に係る工具経路修正装置における工具経路データの修正動作を説明するための第１の図である。図１７には、指令点ＣＬ３に対する修正方向が工具軸ベクトル方向ＭＤ３である場合に、指令点ＣＬ３の修正を行う様子を示す。

修正前の指令点ＣＬ３に対応する被切削点ＣＰ３は、加工曲面Ｓ１上であって加工曲面Ｓ１が工具Ｔ１の工具形状に最も深く入り込んだ点であり、工具Ｔ１に対して加工曲面Ｓ１が入り込んでいる相対位置関係となる。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、指令点ＣＬ３を工具軸ベクトル方向ＭＤ３へ移動させ、移動後の指令点ＣＬ３’に工具Ｔ１を配置した際における工具形状と加工曲面Ｓ１とが接する指令点の位置を求める。

その結果、指令点ＣＬ３が移動後の指令点ＣＬ３’となり、指令点ＣＬ３’に対応する被切削点ＣＰ３’が得られる。そして、移動後の指令点ＣＬ３’に工具Ｔ１を配置した際に、工具形状と加工曲面Ｓ１とが被切削点ＣＰ３’において接することとなる。

ここで、指令点ＣＬ３から工具軸ベクトル方向ＭＤ３へ工具Ｔ１が移動する際の移動量は、例えば、被切削点ＣＰ３を始点として、工具軸ベクトル方向ＭＤ３の逆方向へ伸ばした半直線と工具Ｔ１の工具形状の表面との交点を求め、被切削点ＣＰ３と求めた交点との間の距離だけ、工具軸ベクトル方向ＭＤ３へ指令点ＣＬ３を移動させる方法がある。

また例えば、工具Ｔ１の工具形状と加工曲面Ｓ１とが離反するように指令点ＣＬ３をある一定距離だけ工具軸ベクトル方向ＭＤ３の方向へ移動させ、二分法を利用して生成した点を徐々に工具軸ベクトル方向ＭＤ３の逆方向へ近づけ、加工曲面Ｓ１と接するまでこれを繰り返す方法がある。

さらに別の例を図１８に示す。図１８は実施の形態１に係る工具経路修正装置における工具経路データの修正動作を説明するための第２の図である。図１８では、修正指令点ＣＬ６に対して指令点修正方向が工具軸ベクトル方向ＭＤ６である場合に修正を行う様子を示す。

修正前の指令点ＣＬ６に対応する被切削点ＣＰ６は、加工曲面Ｓ２上であって工具Ｔ１の工具形状と加工曲面Ｓ２の最近接点であり、工具Ｔ１に対して加工曲面Ｓ２が離反している相対位置関係となる。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、指令点ＣＬ６を工具軸ベクトル方向ＭＤ６の逆方向へ移動させ、移動後の指令点に対して工具Ｔ１を配置した際に、工具形状と加工曲面Ｓ２とが接する指令点の位置を求める。

その結果、指令点ＣＬ６が移動後の指令点ＣＬ６’となり、指令点ＣＬ６’に対応する被切削点ＣＰ６’が得られ、移動後の指令点ＣＬ６’に工具Ｔ１を配置した際に、工具形状と加工曲面Ｓ２とが被切削点ＣＰ６’において接する。

よって、修正指令点ＣＬ３および指令点ＣＬ６に対して、修正後の指令点ＣＬ３’および指令点ＣＬ６’を得る。

次に、工具経路データ修正部１１３は、上述した方法により修正した指令点を修正前の指令点と置き換えることによって工具経路データを修正し、修正した工具経路データを修正工具経路データ記憶部１１４に格納する。

上述したステップ２０５によれば、工具経路データに基づいて決定した指令点修正方向に基づいて修正指令点を修正することにより、当該修正指令点の周囲の指令点における加工パターンを保持したまま修正可能となる。

ステップ２０５の実行後は処理を終了する。

ここで、上述した処理の説明に加えて、ステップ２０４において、他の指令点修正方向を決定する処理の詳細および、ステップ２０５において他の指令点修正方向に基づいて修正指令点を修正する処理の詳細について、別の例を用いて述べる。

ステップ２０４における別の例を図１９に示す。図１９は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第５の図である。

図１９には、加工形状Ｍ２における側面側の加工曲面群ＳＡ２を加工するための工具経路ＯＲ２に、工具Ｔ２を配置した様子を示す。

図２０は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第６の図である。図２０には、図１９に示す工具経路ＯＲ２に対して指令点の一部が平面ＰＬ２上に配置される様子を、斜め方向から見た状態が示される。

平面ＰＬ２は、ＸＹ平面に平行であって法線ベクトル方向がＺ軸方向である平面である。

図２１は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第７の図である。図２１には、工具経路ＯＲ２に対して指令点の一部が平面ＰＬ２上に配置され、これら指令点が同一の平面上に配置されることにより抽出される様子を、上側から見た状態が示される。

このとき、抽出された指令点における工具軸ベクトル同士は、すべてＺ方向であって互いに平行であることから、工具軸ベクトルと平面ＰＬ２が垂直、すなわち工具軸ベクトルが平面の法線ベクトルと並行である関係となる。そのため、修正指令点の指令点修正方向は、平面内方向であると決定される。

図２２は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第８の図である。図２２には、ステップ２０５において、修正指令点における指令点修正方向ＭＤ１３が平面内方向であった場合に、修正指令点ＣＬ１３に対して修正を行う様子を、側面側から見た状態が示される。

ここで、修正前の指令点ＣＬ１３に対応する被切削点ＣＰ１３は、加工曲面Ｓ５上であって工具Ｔ２の工具形状に対して加工曲面Ｓ５が最も深く入り込んだ点であり、工具Ｔ２に対して加工曲面Ｓ５が入り込んでいる相対位置関係となる。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、指令点ＣＬ１３を平面内方向へ移動させ、移動後の指令点に対して工具Ｔ２を配置した際に、工具形状と加工曲面Ｓ５とが接する指令点の位置を求める。

その結果、指令点ＣＬ１３が移動後の指令点ＣＬ１３’となり、指令点ＣＬ１３’に対応する被切削点ＣＰ１３’が得られ、移動後の指令点ＣＬ１３’に工具Ｔ２を配置した際に、工具形状と加工曲面Ｓ５が被切削点ＣＰ１３’において接する。

実用的には、指令点修正方向が平面内方向であった場合に修正指令点を平面内のどちらの方向へ移動させるかは、例えば当該平面上において指令点を移動させた場合に移動量が最小になる方向へ移動する方法により決定可能である。

また、別の方法としては、修正指令点から当該修正指令点に対応する被切削点への方向ベクトル、または、当該修正指令点に対応する被切削点における加工曲面の曲面法線ベクトルを、当該平面に投影したベクトルの方向または逆方向へ、上述した二分法を利用して移動させる方法により決定可能である。

ステップ２０４において、さらに別の例を図２３に示す。図２３は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第９の図である。図２３には、加工曲面群ＳＡ３を加工するための一部の工具経路ＯＲ３に対して工具Ｔ３を配置した様子を示す。

図２３の例は、工具経路ＯＲ３に対して、同一の平面上に配置される複数の指令点が抽出されない場合であり、この場合、指令点修正方向決定部１１１は、修正指令点の指令点修正方向を曲面鉛直方向であると決定する。

この例において、さらにステップ２０５において図２４に示す修正指令点ＣＬ１４の修正が行われる。図２４は実施の形態１に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第１０の図である。

図２４には、修正指令点ＣＬ１４における指令点修正方向が曲面鉛直方向であった場合に、修正指令点ＣＬ１４に対して修正を行う様子を、側面側から見た状態が示される。

ここで、修正指令点ＣＬ１４に対応する被切削点ＣＰ１４は、工具Ｔ３の工具形状に対する加工曲面Ｓ６の最近接点であり、加工曲面Ｓ６に対して工具Ｔ３が離反している相対位置関係となる。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、修正指令点ＣＬ１４を被切削点ＣＰ１４における加工曲面の法線ベクトル方向ＭＤ１４へ移動させ、移動後の指令点に対して工具Ｔ３を配置した際に工具形状と加工曲面Ｓ６とが接する指令点の位置を求める。

その結果、修正指令点ＣＬ１４が修正後の指令点ＣＬ１４’となり、指令点ＣＬ１４’に対応する被切削点ＣＰ１４’が得られ、移動後の指令点ＣＬ１４’に工具Ｔ３を配置した際に、工具形状と加工曲面Ｓ６が被切削点ＣＰ１４’において接することとなる。

以上が実施の形態１に係る工具経路修正装置の動作である。

実施の形態１に係る工具経路修正装置によれば、加工曲面上であって工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出し、工具の加工形状に対する相対位置関係に基づいて修正すべき指令点である修正指令点情報を抽出するため、指令点において工具が加工形状に対して削り込む場合および削り残す場合を検知可能となる。

また被切削点情報を利用することにより、ボールエンドミル以外の回転工具であるラジアスエンドミルもしくはフラットエンドミルを用いる場合、または旋削工具といった非対称な形状である工具である場合に、削り込む場合および削り残す場合を検知可能となる。

また、工具経路データに基づいて、修正指令点を修正する方向である指令点修正方向を決定するため、作業者は予め指令点に対する修正方向を指定する必要がなく、作業能率が向上する。

実施の形態２．
以下に本発明の実施の形態２に係る工具経路修正装置１００の構成例を説明する。

実施の形態２に係る工具経路修正装置１００の構成は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。実施の形態２に係る工具経路修正装置１００の動作を示すフローチャートは、実施の形態１と同じである。

以下では図３を用いて実施の形態２に係る工具経路修正装置１００の動作を説明する。

ステップ２０１では、実施の形態２の動作は実施の形態１の動作と同じであるため説明を省略する。

図２５から図２８を用いて実施の形態２に係る工具経路修正装置１００に入力されるデータに関して説明する。

図２５は実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第１の図である。

図２５には、実施の形態２に係る工具経路修正装置１００の工具経路データ入力部１０１に入力される形状データによる加工対象物の加工後形状Ｍ４を、斜め方向から見た状態が示される。

形状データの一例は、加工対象物の加工形状が数式により記述され加工曲面によって表現されたＣＡＤデータである。

図２６は実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第２の図である。図２６には、図２５に示す加工後形状Ｍ４を側面から見た状態が示される。

図２５に示す加工曲面群ＳＡ４は、図２６に示す複数の加工曲面Ｓ１０からＳ１５までの数式によって表現された曲面により構成されている。

このとき、加工曲面Ｓ１０とＳ１１は、隣接する加工曲面の接続部ｅ１０において曲面同士の接連続性を保持している。

加工曲面Ｓ１２とＳ１３は、隣接する加工曲面の接続部ｅ１２において曲面同士の接連続性を保持している。

加工曲面Ｓ１４とＳ１５は、隣接する加工曲面の接続部ｅ１４において曲面同士の接連続性を保持している。

加工曲面Ｓ１１とＳ１２は、隣接する加工曲面の接続部ｅ１１において曲面同士の接連続性を保持していない。

加工曲面Ｓ１３とＳ１４は、隣接する加工曲面の接続部ｅ１３において曲面同士の接連続性を保持していない。

図２７は実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第３の図である。図２７には、図２５に示す加工後形状Ｍ４における加工曲面群ＳＡ４を加工するための工具経路データに記述される工具経路ＯＲ４を、斜め方向から見た状態が示される。

図２８は実施の形態２に係る工具経路修正装置における加工形状、工具経路、および工具形状を説明するための第４の図である。図２８には、図２７に示す工具経路ＯＲ４を移動する工具Ｔ４を定義する工具データとなるＣＡＤデータにより表現された工具形状の例が示される。

ここで使用する工具Ｔ４はラジアスエンドミルである。工具Ｔ４に対して、工具中心軸から工具外径までの長さに相当する工具半径Ｒ１と、工具刃先におけるコーナ部分の丸みの半径Ｒ２とが与えられている。

テーパを有する工具形状の場合は、工具半径Ｒ１および半径Ｒ２に加えて、工具中心軸に対する工具外径母線の傾きが与えられても良い。

ステップ２０１の実行後は、ステップ２０２へ進む。

ステップ２０２では、実施の形態２の動作は実施の形態１の動作と同じのためその処理について説明を省略する。

図２９は実施の形態２に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第１の図である。図２９には、加工曲面群ＳＡ４を加工するための工具経路ＯＲ４に工具Ｔ４を配置した様子を、斜め方向から見た状態が示される。

図３０は実施の形態２に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第２の図である。図３０には、図２９に示す加工曲面群ＳＡ４を加工するための工具経路ＯＲ４を工具Ｔ４が通過する様子を、側面側から見た状態が示される。

図３０は図２９に示す斜視図をＸＺ平面によって切断した断面図であり、切断されたＸＺ平面における加工形状および工具経路を示す。

このとき、ＣＬ２０からＣＬ３２は、工具経路データにより指示される指令点を示す。各指令点間は直線補間される。

またＴＶ２０からＴＶ３２は、指令点ＣＬ２０からＣＬ３２における工具軸ベクトルを示す。

図３１は実施の形態２に係る工具経路修正装置における被切削点情報の算出動作を説明するための第３の図である。図３１には、指令点ＣＬ２０からＣＬ３２のそれぞれに対応する被切削点ＣＰ２０からＣＰ３２の算出例を示す。

ステップ２０２の実行後は、ステップ２０３へ進む。

ステップ２０３では、修正指令点抽出部１０９において、工具経路データ記憶部１０２に格納された工具経路データが読み出され、被切削点記憶部１０８に格納された被切削点情報が読み出される。

次に、修正指令点抽出部１０９は、連続する二つの指令点に各々対応する二つの被切削点が加工曲面に沿って不連続となる指令点の組合せを抽出する。具体的には、被切削点情報の被切削点の位置がいずれの曲面上であるかを特定する曲面判別情報に基づいて、連続する二つの被切削点における曲面判別情報を比較した際に、異なる加工曲面上となる連続する二つの被切削点を抽出する。

このとき、被切削点が複数の加工曲面から構成される境界上にあって連続する二つの被切削点の曲面判別情報が少なくとも１つ以上の加工曲面を共有する場合は、異なる加工曲面上であるとみなさない。

そして、修正指令点抽出部１０９は、抽出された連続する二つの被切削点に対応する連続する二つの第一および第二の指令点を修正指令点の組合せとして抽出する。

図３２は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１の図である。図３２には、指令点ＣＬ２０からＣＬ３２のそれぞれに対応する被切削点ＣＰ２０からＣＰ３２における曲面判別情報を表した様子を示す。

ここでは、被切削点ＣＰ２０からＣＰ３２は、いずれの加工曲面上であるかを表している。例えば被切削点ＣＰ２０は加工曲面Ｓ１０上であることを示している。被切削点ＣＰ２１は加工曲面Ｓ１０と加工曲面Ｓ１１との境界上であることを示している。

図３３は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第２の図である。図３３には、指令点ＣＬ２０からＣＬ３２のうち修正指令点の組合せを抽出する様子を示す。

ここでは、被切削点ＣＰ２０からＣＰ３２において連続する二つの被切削点の被切削点情報に含まれる曲面判別情報を参照した場合に、対応する指令点の修正が不要である被切削点の組合せをｖ０、対応する指令点の修正が必要となる被切削点の組合せをｖ１の属性として示している。

被切削点ＣＰ２１とＣＰ２２の組合せにおいて、被切削点ＣＰ２１は加工曲面Ｓ１０と加工曲面Ｓ１１との境界上であり、被切削点ＣＰ２２は加工曲面Ｓ１１上である。

このとき、被切削点ＣＰ２１とＣＰ２２において加工曲面Ｓ１１を共有しているため、被切削点ＣＰ２１と被切削点ＣＰ２２とのそれぞれに対応する指令点ＣＬ２１と指令点ＣＬ２２とは、修正が必要とならない。

また、被切削点ＣＰ２４とＣＰ２５の組合せにおいて、被切削点ＣＰ２４は加工曲面Ｓ１１上であり、被切削点ＣＰ２５は加工曲面Ｓ１２上である。

このとき、被切削点ＣＰ２４とＣＰ２５において共有する加工曲面が存在しないため、被切削点ＣＰ２４とＣＰ２５とのそれぞれに対応する指令点ＣＬ２４と指令点ＣＬ２５とは修正が必要となり、修正指令点の組合せとして抽出される。

上述した方法のように、修正指令点抽出部１０９は、連続する二つの指令点に各々対応する二つの被切削点が加工曲面に沿って不連続となる修正指令点の組合せを抽出する。

また連続する二つの指令点に各々対応する二つの被切削点が加工曲面に沿って不連続となる指令点の組合せを抽出するための別の方法として、二つの被切削点の間を加工曲面に沿って補間した曲線が加工曲面の境界と交差する場合を抽出することにより可能である。

そして、修正指令点抽出部１０９で抽出された修正指令点の組合せは、修正指令点記憶部１１０に格納される。

上述したステップ２０３によれば、連続する二つの指令点の間において、削り込む場合および削り残す場合を抽出可能となる。

ステップ２０３の実行後はステップ２０４へ進む。

ステップ２０４では、実施の形態２に係る動作は実施の形態１に係る動作と同じのためその処理の説明を省略する。

ステップ２０４の実行後はステップ２０５へ進む。

ステップ２０５では、実施の形態２に係る動作は実施の形態１に係る動作と異なるためその処理の説明を行う。

ステップ２０５では、工具経路データ修正部１１３において、工具経路データ記憶部１０２に格納された工具経路データを読み出し、工具データ記憶部１０４に格納された工具データを読み出し、形状データ記憶部１０６に格納された形状データを読み出し、被切削点記憶部１０８に格納された被切削点情報を読み出し、修正指令点記憶部１１０に格納された修正指令点を読み出し、指令点修正方向記憶部１１２に格納された指令点修正方向を読み出す。

次に、読み出した修正指令点の組合せにおける二つの指令点の間に新しく指令点を挿入する。

このとき、修正指令点に対応する被切削点の曲面判別情報に基づいて、新しく挿入される指令点が、それぞれの曲面判別情報による複数の加工曲面の境界上に被切削点を有するか、またはそれぞれの曲面判別情報による複数の加工曲面上に同時に被切削点を有するように修正する。

工具経路データ修正部１１３は、指令点修正方向が曲面法線ベクトル方向であった場合には、二つの修正指令点の間を工具経路に沿って工具を通過させながら、各修正指令点に対応する被切削点における二つの曲面法線ベクトルを補間して得られるベクトルの方向かまたは逆方向へ工具を移動させ、二つの加工曲面に対して同時に被切削点を有するか、または、二つの加工曲面の境界上に被切削点を有するように、新たに指令点を追加して工具経路データを修正する。

ここで、新たな指令点を算出するための方法としては、例えば、修正指令点の間の工具経路上に一定間隔で点を発生させ、二つの曲面法線ベクトルに基づいて発生させた点におけるベクトルを算出し、それぞれの発生させた点に工具を配置して算出したベクトルの方向または逆方向に移動させた場合に、二つの加工曲面に対して同時に被切削点を有するか、または、二つの加工曲面の境界上に被切削点を有するかを判定すればよい。

このとき、二つの加工曲面に対して同時に被切削点を有するか、または、二つの加工曲面の境界上に被切削点を有するような指令点が複数得られた場合には、複数の指令点のうち最も補間経路からの移動量が小さい点を選ぶといった方法で決定できる。

図３４は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第３の図である。図３４には、修正指令点の組合せである指令点ＣＬ２４および指令点ＣＬ２５に対して、指令点修正方向が曲面法線ベクトル方向である場合の側面を示す。

ここで、指令点ＣＬ２４に対応する被切削点ＣＰ２４は、工具Ｔ４の工具形状に対して加工曲面Ｓ１１が接する点として得られる。

また、指令点ＣＬ２５に対応する被切削点ＣＰ２５は、工具Ｔ４の工具形状に対して加工曲面Ｓ１２が接する点として得られる。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、加工曲面Ｓ１１上の被切削点ＣＰ２４における法線ベクトルＮＶ２４および、加工曲面Ｓ１２上の被切削点ＣＰ２５における法線ベクトルＮＶ２５を算出する。

図３５は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第４の図である。

図３５には、指令点ＣＬ２４と指令点ＣＬ２５の間の補間経路上のある一点の指令点ＣＬＭ１において、算出した法線ベクトルＮＶ２４およびＮＶ２５を補間したベクトルＭＶ１を算出する様子を示す。

このときベクトルＭＶ１を算出する方法としては、例えば、指令点ＣＬ２４と指令点ＣＬＭ１との間の距離と、指令点ＣＬ２５と指令点ＣＬＭ１との間の距離の比に応じて、法線ベクトルＮＶ２４と法線ベクトルＮＶ２５を線形補間するといった方法がある。

図３６は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第５の図である。

図３６には、指令点ＣＬＭ１に対して工具Ｔ４を配置した場合に、指令点ＣＬＭ１から算出したベクトルＭＶ１の方向へ工具Ｔ４を移動させ、加工曲面Ｓ１１と加工曲面Ｓ１２との境界上に被切削点ＣＰＭ１を有する指令点ＣＬＭ１’を新たに算出する様子を示す。

このとき指令点ＣＬＭ１から工具Ｔ４を移動させる方法としては、二分法を利用して徐々に工具Ｔ４を指令点ＣＬＭ１からベクトルＭＶ１の方向へ移動させ、加工曲面Ｓ１１と加工曲面Ｓ１２との境界上に配置されるまで繰り返すといった方法がある。

よって、修正指令点の組である指令点ＣＬ２４および指令点ＣＬ２５に対して、指令点ＣＬ２４と指令点ＣＬ２５との間に、新たに挿入する指令点ＣＬＭ１’を得ることができる。

図３７から図３９を用いて、実施の形態２のステップ２０５における別の指令点修正例を説明する。

図３７は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第６の図である。図３７には、修正指令点の組である指令点ＣＬ２９および指令点ＣＬ３０に対して指令点修正方向が曲面法線ベクトル方向である場合の側面を示す。

ここで、指令点ＣＬ２９に対応する被切削点ＣＰ２９は、工具Ｔ４の工具形状に対して加工曲面Ｓ１３が接する点として得られる。

また、指令点ＣＬ３０に対応する被切削点ＣＰ３０は、工具Ｔ４の工具形状に対して加工曲面Ｓ１４が接する点として得られる。

このとき、工具経路データ修正部１１３は、加工曲面Ｓ１３上の被切削点ＣＰ２９における法線ベクトルＮＶ２９および、加工曲面Ｓ１４上の被切削点ＣＰ３０における法線ベクトルＮＶ３０を算出する。

図３８は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第７の図である。

図３８には、指令点ＣＬ２９と指令点ＣＬ３０の間の補間経路上のある一点の指令点ＣＬＭ２において、算出した法線ベクトルＮＶ２９およびＮＶ３０を補間したベクトルＭＶ２を算出する様子を示す。

このときベクトルＭＶ２を算出する方法としては、例えば、指令点ＣＬ２９と指令点ＣＬＭ２との間の距離と、指令点ＣＬ３０と指令点ＣＬＭ２との間の距離の比に応じて、法線ベクトルＮＶ２９と法線ベクトルＮＶ３０を線形補間するといった方法がある。

図３９は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第８の図である。

図３９では、指令点ＣＬＭ２に対して、工具Ｔ４を配置した場合に、指令点ＣＬＭ２から算出したベクトルＭＶ２の逆方向へ工具Ｔ４を移動させ、加工曲面Ｓ１３とＳ１４に同時にそれぞれ被切削点ＣＰＭ２ａおよびＣＰＭ２ｂが配置されるような指令点ＣＬＭ２’を新たに算出する様子を示す。

このとき指令点ＣＬＭ２から工具Ｔ４を移動させる方法としては、二分法を利用して徐々に工具Ｔ４を指令点ＣＬＭ２からベクトルＭＶ２の逆方向へ移動させ、加工曲面Ｓ１３と加工曲面Ｓ１４に対して同時に被切削点を有するまで繰り返すといった方法がある。

よって、修正指令点の組合せである指令点ＣＬ２９および指令点ＣＬ３０に対して、指令点ＣＬ２９と指令点ＣＬ３０との間に新たに挿入する指令点ＣＬＭ２’を生成する。

そして、工具経路データ修正部１１３は、上述した方法により新たに生成した指令点を、修正指令点の組合せにおける二つの指令点の間に挿入することによって工具経路データを修正し、修正した工具経路データを修正工具経路データ記憶部１１４に格納する。

上述したステップ２０５によれば、工具経路データに基づいて決定した指令点修正方向により修正指令点を修正することにより、当該修正指令点の周囲の指令点における加工パターンを保持したまま修正可能となる。

ステップ２０５の実行後は処理を終了する。

図４０から図４２を用いて、実施の形態２のステップ２０５における別の指令点修正例を説明する。

図４０は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第９の図である。図４０には、修正指令点の組合せである指令点ＣＬ３３および指令点ＣＬ３４における指令点修正方向が平面内方向であった場合の加工曲面の上側を示す。

ここで、指令点ＣＬ３３に対応する被切削点ＣＰ３３は、工具Ｔ５の工具形状に対して加工曲面Ｓ１６が接する点として得られる。

また、指令点ＣＬ３４に対応する被切削点ＣＰ３４は、工具Ｔ５の工具形状に対して加工曲面Ｓ１７が接する点として得られる。

図４１は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１０の図である。図４１には、指令点ＣＬ３３と指令点ＣＬ３４の間の補間経路上のある一点の指令点ＣＬＭ３において、工具Ｔ５を移動させる方向となる当該平面のある一方向であるベクトルＭＶ３の様子を示す。

図４２は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１１の図である。

図４２には、指令点ＣＬＭ３に対して工具Ｔ５を配置した場合に、指令点ＣＬＭ３からベクトルＭＶ３の方向へ工具Ｔ５を移動させ、加工曲面Ｓ１６と加工曲面Ｓ１７との境界上に被切削点ＣＰＭ３を有する指令点ＣＬＭ３’を算出する様子を示す。

このとき指令点ＣＬＭ３から工具Ｔ５を移動させる方法としては、二分法を利用して徐々に工具Ｔ５を指令点ＣＬＭ３からベクトルＭＶ３の方向へ移動させ、加工曲面Ｓ１６と加工曲面Ｓ１７との境界上に工具が接するまで繰り返すといった方法がある。

ここで、補間経路上のある一点において当該平面のある一方向であるベクトルを用いた際に、二つの加工曲面の境界上に工具が接しない場合は、工具経路データ修正部１１３は、当該平面のある一方向であるベクトルを変更し、複数のベクトルを用いて同じ処理を繰り返しながら決定する。

補間経路上のある一点において新たな指令点が複数算出された場合には、その中から元の補間経路に対して最も距離の誤差が小さいものを選ぶといった方法により決定できる。

さらに、補間経路上の複数の点において新たな指令点が算出された場合には、その中から元の補間経路に対して最も距離の誤差が小さいものを選ぶといった方法により最終的に新たな指令点を決定できる。

よって、修正指令点の組である指令点ＣＬ３３と指令点ＣＬ３４の組に対して、指令点修正方向が平面内方向であった場合に、指令点ＣＬ３３と指令点ＣＬ３４との間に挿入する新たな指令点ＣＬＭ３’を得ることができる。

図４３から図４５を用いて、実施の形態２のステップ２０５における更に別の指令点修正例を説明する。

図４３は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１２の図である。図４３には、修正指令点の組である指令点ＣＬ３５と指令点ＣＬ３６とにおける指令点修正方向が工具軸ベクトル方向である場合の側面を示す。

指令点ＣＬ３５における工具Ｔ６の工具軸ベクトルはＴＶ３５として与えられ、指令点ＣＬ３６における工具Ｔ６の工具軸ベクトルはＴＶ３６として与えられる。

ここで、指令点ＣＬ３５に対応する被切削点ＣＰ３５は、工具Ｔ６の工具形状に対して加工曲面Ｓ１８が接する点として得られる。

また、指令点ＣＬ３６に対応する被切削点ＣＰ３６は、工具Ｔ６の工具形状に対して加工曲面Ｓ１９が接する点として得られる。

図４４は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１３の図である。図４４には、指令点ＣＬ３５と指令点ＣＬ３６との間の補間経路上のある一点の指令点ＣＬＭ４において工具Ｔ６を配置した場合に、工具Ｔ６を移動させる方向となる方向ベクトルＭＶ４の様子を示す。

このとき、方向ベクトルＭＶ４は指令点ＣＬ３５および指令点ＣＬ３６における工具軸ベクトルと平行なベクトルとして算出される。

図４５は実施の形態２に係る工具経路修正装置における工具経路データを修正する動作を説明するための第１４の図である。図４５には、指令点ＣＬＭ４に対して工具Ｔ６を配置した場合に、指令点ＣＬＭ４から方向ベクトルＭＶ４の方向へ工具Ｔ６を移動させ、加工曲面Ｓ１８と加工曲面Ｓ１９とのそれぞれに同時に、被切削点ＣＰＭ４ａと被切削点ＣＰＭ４ｂとを有する指令点ＣＬＭ４’を算出する様子を示す。

このとき指令点ＣＬＭ４から工具Ｔ６を移動させる方法としては、二分法を利用して徐々に工具Ｔ６を指令点ＣＬＭ４から方向ベクトルＭＶ４の逆方向へ移動させ、加工曲面Ｓ１８と加工曲面Ｓ１９とのそれぞれに同時に、工具Ｔ６が接するまで繰り返すといった方法がある。

よって、工具経路データ修正部１１３は、修正指令点の組合せである指令点ＣＬ３５および指令点ＣＬ３６に対して、指令点ＣＬ３５と指令点ＣＬ３６との間に新たに挿入する指令点ＣＬＭ４’を生成する。

以上が実施の形態２に係る工具経路修正装置１００の動作である。

実施の形態２に係る工具経路修正装置１００によれば、加工曲面上であって工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出し、曲面判別情報に基づいて修正すべき指令点の組合せである修正指令点の組合せの情報を抽出するため、二つの連続する指令点の間において工具が加工形状に対して削り込む場合および削り残す場合を検知可能となる。

なお実施の形態１，２では、工具経路データ入力部１０１、工具データ入力部１０３、形状データ入力部１０５、工具経路データ記憶部１０２、工具データ記憶部１０４、形状データ記憶部１０６を備える工具経路修正装置１００の構成例を説明したが、工具経路修正装置１００の構成例はこれに限定されず、実施の形態１，２の工具経路修正装置１００は、工具経路修正装置１００の外部から入力される工具経路データ、工具データおよび形状データを、被切削点算出部１０７、修正指令点抽出部１０９、指令点修正方向決定部１１１および工具経路データ修正部１１３に直接入力する構成でもよい。

以上に説明したように実施の形態１，２の工具経路修正装置１００は、加工対象物を加工する工具または加工対象物の移動が記述された工具経路データ、工具の工具データ、および加工対象物の加工形状の形状データに基づいて、工具を工具経路データに記述される指令点へ配置した際の加工形状の加工曲面上であって工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出する被切削点算出部と、工具経路データおよび被切削点情報に基づいて、工具経路データに記述される指令点のうち修正すべき指令点である修正指令点を抽出する修正指令点抽出部と、修正指令点抽出部で抽出された修正指令点の各々について修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定部と、工具データ、形状データ、被切削点情報、修正指令点、および指令点修正方向に基づいて、工具が加工曲面に接するように指令点修正方向に従って修正指令点を修正することにより工具経路データを修正する工具経路データ修正部と、を備える。

加工曲面上であって工具による被加工点の情報である被切削点情報が算出され、被切削点情報に基づいて修正すべき指令点である修正指令点情報が抽出されるため、指令点が形状データの外側の領域にあったとしても指令点における工具が実際にワークに削り込む場合を検知可能となる。

また工具経路修正装置１００によれば、ボールエンドミル以外の回転工具であるラジアスエンドミルもしくはフラットエンドミルを用いる場合、または旋削工具といった非対称な形状である工具である場合に、削り込む状態にあるか否かの判断が可能となる。

また工具経路修正装置１００によれば、被切削点情報に基づき修正指令点が抽出されるため、指令点が加工形状の外側の領域にある場合でも削り残しを検知することが可能となる。

また被切削点算出部は、工具を指令点へ配置した際の工具と加工曲面の相対位置関係を被切削点情報として求め、修正指令点抽出部は、被切削点情報の工具と加工曲面との相対位置関係に基づいて、工具が加工曲面から離反する場合および工具の内部に加工曲面が入り込む場合に、指令点を修正指令点として抽出する。

被切削点における工具と加工曲面の相対位置関係を算出することにより、工具の加工曲面に対する削り込みおよび削り残しを判別可能となる。

また被切削点算出部は、加えて、工具が加工曲面に接する場合には工具と加工曲面が接する点の座標を被切削点情報として求め、工具が加工曲面から離反する場合には加工曲面上であって工具と加工曲面との最近接点の座標を被切削点情報として求め、加工曲面が工具の内部に入り込む場合には加工曲面上であって工具と加工曲面が最も離れた点の座標を被切削点情報として求め、修正指令点抽出部は、連続する二つの指令点に対応する二つの被切削点において二つの被切削点の間を加工曲面に沿って補間した曲線が加工曲面の境界と交差する場合に、二つの指令点を修正指令点の組合せとして抽出する。

これにより、連続する二つの指令点の間において、削り込む場合および削り残す場合を抽出可能となる。

また被切削点算出部は、加えて、被切削点の位置が加工形状のいずれの加工曲面上であるかを判別する曲面判別情報を被切削点情報として求め、修正指令点抽出部は、曲面判別情報に基づいて、連続する二つの指令点に対応する二つの被切削点が存在するそれぞれの加工曲面群の間で少なくとも一つ以上の加工曲面が共有されない場合に、二つの被切削点の間を加工曲面に沿って補間した曲線が加工曲面の境界と交差すると判定する。

これにより、指令点において工具がいずれの加工曲面を加工するかを判別でき、工具経路データの修正を行う際に、修正前と修正後の指令点において同一の加工曲面を加工するように修正可能となる。

また工具経路データ修正部は、修正指令点において工具が加工曲面に接するように工具経路データを修正する。

これにより、修正後の工具経路データを用いた場合に削り残しおよび削り過ぎなく加工可能となる。

また工具経路修正装置１００は、修正指令点抽出部で抽出された修正指令点を修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定部と、をさらに備え、工具経路データ修正部は、指令点修正方向に従って工具経路データを修正する。

これにより、それぞれの修正指令点において修正したい指令点修正方向に従って工具経路データを修正可能となる。

また指令点修正方向決定部は、修正指令点の指令点修正方向を修正指令点に対応する被切削点における加工曲面の曲面法線ベクトル方向と決定する。

これにより、加工パターンによって作業者は予め指令点に対して修正方向を指定する必要がなく、作業能率が向上する。

また指令点修正方向決定部は、指令点を、同一の平面内に存在する連続した指令点の集合である平面部指令点群と当該平面部指令点群に含まれない接続部指令点群とに区別し、平面部指令点群に含まれる指令点の工具軸ベクトルが互いに平行であるか否かを判断し、工具軸ベクトルが互いに平行であると判断した場合、さらに工具軸ベクトルと平面の関係を判断し、工具軸ベクトルと平面が平行であると判断したとき、平面部指令点群に含まれる各修正指令点の指令点修正方向を工具軸ベクトル方向と決定し、工具軸ベクトルと平面が垂直であると判断したとき、平面部指令点群に含まれる各修正指令点の指令点修正方向を平面内方向と決定する。一方、工具軸ベクトルが互いに平行でないと判断した場合、平面部指令点群に含まれる各修正指令点の指令点修正方向を修正指令点に対応する被切削点における加工曲面の曲面法線ベクトル方向と決定する。また、接続部指令点群に含まれる修正指令点の指令点修正方向を修正指令点に対応する被切削点における加工曲面の曲面法線ベクトル方向と決定する。

これにより、複数の加工パターンが含まれる工具経路においても、工具経路データに基づいて部分毎に指令点の修正方向を決定するので、加工パターンによって作業者は予め指令点に対して修正方向を指定する必要がなく、作業能率が向上する。

また工具経路データに基づいて決定した指令点修正方向により指令点を修正することにより、当該修正指令点の周囲の指令点における加工パターンを保持したまま修正可能となる。

また工具経路データ修正部は、修正指令点の組合せに対応する第一および第二の被切削点が存在する二つの加工曲面に対して同時に被切削点を有するように新たな指令点を挿入して工具経路データを修正する。

これにより、修正後の工具経路データは加工曲面の境界を通過するため、加工曲面の境界において削り残しおよび削り過ぎなく加工可能となる。

また工具経路データ修正部は、修正指令点の組合せに対応する第一および第二の被切削点が存在する二つの加工曲面の境界上に被切削点を有するように新たな指令点を挿入して工具経路データを修正する。

これにより、修正後の工具経路データは加工曲面の境界を通過するため、加工曲面の境界において削り残しおよび削り過ぎなく加工可能となる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１００ 工具経路修正装置、１０１ 工具経路データ入力部、１０２ 工具経路データ記憶部、１０３ 工具データ入力部、１０４ 工具データ記憶部、１０５ 形状データ入力部、１０６ 形状データ記憶部、１０７ 被切削点算出部、１０８ 被切削点記憶部、１０９ 修正指令点抽出部、１１０ 修正指令点記憶部、１１１ 指令点修正方向決定部、１１２ 指令点修正方向記憶部、１１３ 工具経路データ修正部、１１４ 修正工具経路データ記憶部。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の工具経路修正装置は、加工対象物を加工する工具または加工対象物の移動が記述された工具経路データ、工具の工具データ、および加工対象物の加工形状の形状データに基づいて、工具を工具経路データに記述される指令点へ配置した際の加工形状の加工曲面上であって工具による被加工点の情報である被切削点情報として、工具が加工曲面に接する場合には工具と加工曲面との接触点の座標を求め、工具が加工曲面から離反する場合には加工曲面上であって工具と加工曲面との最近接点の座標を求め、または加工曲面が工具の内部に入り込む場合には加工曲面上であって工具と加工曲面との最も離れた点の座標を求める被切削点算出部と、工具経路データおよび被切削点情報に基づいて、工具経路データに記述される指令点のうち工具が加工曲面から離反する場合および工具の内部に加工曲面が入り込む場合の指令点を修正すべき指令点である修正指令点として抽出する修正指令点抽出部と、修正指令点に基づいて、修正指令点の修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定部と、工具データ、形状データ、被切削点情報、修正指令点、および指令点修正方向に基づいて、工具が加工曲面に接するように指令点修正方向に従って修正指令点を修正することにより工具経路データを修正する工具経路データ修正部と、を備えることを特徴とする。

Claims (7)

1. 加工対象物を加工する工具または前記加工対象物の移動が記述された工具経路データ、前記工具の工具データ、および前記加工対象物の加工形状の形状データに基づいて、前記工具を前記工具経路データに記述される指令点へ配置した際の前記加工形状の加工曲面上であって前記工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出する被切削点算出部と、
   前記工具経路データおよび前記被切削点情報に基づいて、前記工具経路データに記述される指令点のうち修正すべき指令点である修正指令点を抽出する修正指令点抽出部と、
   前記修正指令点に基づいて、前記修正指令点の修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定部と、
   前記工具データ、前記形状データ、前記被切削点情報、前記修正指令点、および前記指令点修正方向に基づいて、前記工具が前記加工曲面に接するように前記指令点修正方向に従って前記修正指令点を修正することにより前記工具経路データを修正する工具経路データ修正部と、
   を備えることを特徴とする工具経路修正装置。
2. 前記被切削点算出部は、
   前記工具を前記指令点へ配置した際の前記工具と前記加工曲面の相対位置関係を判別し、前記工具が前記加工曲面に接する場合には前記工具と前記加工曲面との接触点の座標を前記被切削点情報として求め、
   前記工具が前記加工曲面から離反する場合には前記加工曲面上であって前記工具と前記加工曲面との最近接点の座標を前記被切削点情報として求め、
   または前記加工曲面が前記工具の内部に入り込む場合には前記加工曲面上であって前記工具と前記加工曲面との最も離れた点の座標を前記被切削点情報として求め、
   前記修正指令点抽出部は、
   前記相対位置関係に基づいて、前記指令点において前記工具が前記加工曲面から離反する場合および前記工具の内部に前記加工曲面が入り込む場合に前記被切削点に対応する前記指令点を前記修正指令点とすること、
   を特徴とする請求項１に記載の工具経路修正装置。
3. 前記指令点修正方向決定部は、
   前記修正指令点の指令点修正方向を前記修正指令点に対応する被切削点における前記加工曲面の曲面法線ベクトル方向とすること、
   を特徴とする請求項１に記載の工具経路修正装置。
4. 前記指令点修正方向決定部は、
   前記指令点を同一の平面内に存在する連続した前記指令点の集合である平面部指令点群と前記平面部指令点群に含まれない接続部指令点群とに区別し、前記平面部指令点群に含まれる前記指令点における工具軸ベクトルが互いに平行であるか否かを判断し、前記工具軸ベクトルが互いに平行であると判断した場合、さらに前記工具軸ベクトルと前記平面の関係を判断し、前記工具軸ベクトルと前記平面が平行であると判断したとき、前記平面部指令点群に含まれる前記修正指令点の前記指令点修正方向を工具軸ベクトル方向と決定し、
   前記工具軸ベクトルと前記平面が垂直であると判断したとき、前記平面部指令点群に含まれる前記修正指令点の前記指令点修正方向を前記平面内方向と決定し、
   前記工具軸ベクトルが互いに平行でないと判断した場合、前記平面部指令点群に含まれる前記修正指令点の前記指令点修正方向を当該修正指令点に対応する被切削点における前記加工曲面の曲面法線ベクトル方向であると決定し、
   前記接続部指令点群に含まれる前記修正指令点の前記指令点修正方向を当該修正指令点に対応する被切削点における前記加工曲面の曲面法線ベクトル方向であると決定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の工具経路修正装置。
5. 加工対象物を加工する工具または前記加工対象物の移動が記述された工具経路データ、前記工具の工具データ、および前記加工対象物の加工形状の形状データに基づいて、前記工具を前記工具経路データに記述される指令点へ配置し前記形状データによる前記加工形状の加工曲面上における前記工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出する被切削点算出部と、
   前記工具経路データ、および前記被切削点情報に基づいて、前記工具経路データに記述される連続する二つの第一および第二の前記指令点に各々対応する第一および第二の被切削点が前記加工曲面に沿って不連続である場合に二つの第一および第二の前記指令点を修正すべき指令点である修正指令点として抽出する修正指令点抽出部と、
   前記工具データ、前記形状データ、前記被切削点情報、および前記修正指令点に基づいて、二つの第一および第二の前記指令点が各々対応する第一および第二の被切削点が存在する二つの加工曲面に対して同時に被切削点を有するか、または前記第一および第二の被切削点が存在する二つの加工曲面の境界上に被切削点を有するように前記工具経路データを修正する工具経路データ修正部と、
   を備えることを特徴とする工具経路修正装置。
6. 前記被切削点算出部は、
   前記被切削点の位置が前記加工形状のいずれの加工曲面上に存在するかを判別する曲面判別情報を前記被切削点情報として求め、
   前記修正指令点抽出部は、
   前記曲面判別情報に基づいて、連続する二つの第一および第二の前記指令点に各々対応する第一および第二の前記被切削点が存在するそれぞれの加工曲面群の間で少なくとも一つ以上の加工曲面が共有されない場合に二つの第一および第二の前記指令点を修正すべき指令点である修正指令点として抽出すること、
   を特徴とする請求項５に記載の工具経路修正装置。
7. 加工対象物を加工する工具または前記加工対象物の移動が記述された工具経路データ、前記工具の工具データ、および前記加工対象物の加工形状の形状データに基づいて、前記工具を前記工具経路データに記述される指令点へ配置した際の前記加工形状の加工曲面上であって前記工具による被加工点の情報である被切削点情報を算出する被切削点情報算出ステップと、
   前記工具経路データおよび前記被切削点情報に基づいて、前記工具経路データに記述される指令点のうち修正すべき指令点である修正指令点を抽出する修正指令点抽出ステップと、
   前記修正指令点に基づいて、前記修正指令点の修正すべき方向である指令点修正方向を決定する指令点修正方向決定ステップと、
   前記工具データ、前記形状データ、前記被切削点情報、前記修正指令点、および前記指令点修正方向に基づいて、前記工具が前記加工曲面に接するように前記指令点修正方向に従って前記修正指令点を修正することにより前記工具経路データを修正する工具経路データ修正ステップと、
   を含むことを特徴とする工具経路修正方法。

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