WO2015037429A1 - 工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
WO2015037429A1
WO2015037429A1 PCT/JP2014/072253 JP2014072253W WO2015037429A1 WO 2015037429 A1 WO2015037429 A1 WO 2015037429A1 JP 2014072253 W JP2014072253 W JP 2014072253W WO 2015037429 A1 WO2015037429 A1 WO 2015037429A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
path
tool
machining
cutting
movement limit
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/072253
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一夫 森地
大平　尚
Original Assignee
株式会社シグマ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社シグマ filed Critical 株式会社シグマ
Priority to US15/021,643 priority Critical patent/US20160224005A1/en
Priority to JP2015516940A priority patent/JP5830198B2/ja
Publication of WO2015037429A1 publication Critical patent/WO2015037429A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35121—Generate connection between two paths
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35567—Each block contains connection, index to other blocks, to form patterns
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36211—Using different cutter sizes, largest as possible for minimizing machining time
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36311—Machining mode selection, pocket, grooving, raster, area, profile
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39573—Tool guidance along path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40512—Real time path planning, trajectory generation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a tool path generation device, a tool path generation method, a program for functioning as a tool path generation device, and a recording medium on which the program is recorded. More specifically, a tool path for generating a tool path for a tool for moving a rotating tool on a plane perpendicular to the rotation axis and continuously cutting a cutting portion of the workpiece at a predetermined pitch along the plane.
  • the present invention relates to a generation device, a tool path generation method, a program for functioning as a tool path generation device, and a recording medium on which the program is recorded.
  • a path generation method as shown in Patent Document 1 is known. This method calculates a path in which the contact angle between the machining site and the cutting tool is equal to or smaller than a predetermined angle. However, calculation for obtaining a path whose contact angle is a predetermined angle or less depending on the shape is complicated, and since the contact angle is given priority, the generated path may not be a path with good machining efficiency. .
  • a method of generating a line segment obtained by cutting parallel lines L at regular intervals along the machining direction inside the outer contour B of the machining range as a path P of a portion cutting the actual shape is also known.
  • branching in an island shape as shown in (a) of the figure it is necessary to consider the merging after the path P is split. If the path is generated for both branches, the same place is processed twice or more. Resulting in.
  • the path P which is a line segment obtained by cutting parallel lines with the outer contour B, is divided into a plurality of parts, but since it is not a branch, it is necessary to proceed from one side and back. As described above, it may be difficult to generate a path with high processing efficiency depending on the shape of the processing range.
  • the spiral path can be generated by expanding the spiral from the processing start point to the outer contour of the processing range, but when the outer contour is not a circle, it is possible to generate a spiral that fills the entire processing range. Have difficulty. In particular, when the machining start point is close to one of the machining ranges, it is impossible for a spiral with a constant pitch, and it is inefficient to change the pitch or perform another machining after machining at a constant pitch. Met.
  • the present invention functions as a tool path generation device, a tool path generation method, and a tool path generation device that easily generate a path with high machining efficiency without excessive tool load regardless of the shape.
  • An object of the present invention is to provide a program for recording the program and a recording medium on which the program is recorded.
  • the feature of the tool path generation device is that a rotating tool is moved in a plane perpendicular to the rotation axis, and a cutting portion of a workpiece is continuously provided at a predetermined pitch along the plane.
  • the tool movement limit line is set by offsetting the machining range based on the shape data of the cutting part to the inside by at least the radius of the tool in the configuration for generating the tool path of the tool for cutting periodically
  • a contour setting unit for setting a contour line of a portion to be cut by the tool, the contour line is offset by a difference between the radius of the tool and the pitch, and the tool in the offset contour line A machining path for generating a machining path by extracting a portion located inside the movement limit line and generating an arc-shaped return path at both ends of the cutting path.
  • a non-machined part update unit that updates a non-machined part by removing a tool movement area formed by moving the tool according to the machining path from the machined part of the machining range, and the machining path.
  • a connection path generation unit that generates a connection path that connects to the machining path generated immediately before, and until the machining path cannot be generated inside the tool movement limit line, the unmachined part update unit performs the machining
  • the raw part is updated based on the path
  • the contour setting unit newly sets the contour line in the updated raw part
  • the processing path generation unit is based on the newly set contour line
  • the next machining path is generated, and the connection path generation unit generates a connection path that connects the generated next machining path and the machining path.
  • the machining path generation unit offsets the contour line of the part that the tool intends to cut from now on by the difference between the radius and the pitch of the tool, and is positioned inside the tool movement limit line in the offset contour line.
  • a part to be cut is extracted to generate a cutting path.
  • the part that the tool intends to cut from now on is a raw part that has not been cut yet in the machining range, and its outline indicates a part to be cut next.
  • the cutting path is always generated based on the unmachined portion. Further, since the portion located inside the tool movement limit line in the offset contour line is extracted and used as the cutting path, the tool moving on the cutting path does not interfere with the workpiece.
  • the machining path generation unit generates a machining path by giving arc-shaped return paths to both ends of the cutting path, so that a smooth path without abrupt path change can be obtained, and the tool load is excessive (rapidly). Stable without increasing.
  • the unmachined part update unit updates the unmachined part by removing the tool movement area formed by moving the tool according to the created machining path from the unmachined part of the machining range, the contour line is always Based on the unprocessed part.
  • the unmachined part is updated based on the machining path, the contour line in the updated unmachined part is newly set, and the newly set A next machining path is generated based on the contour line, and a connection path that connects the generated next machining path and the machining path is generated, thereby generating a tool path with high machining efficiency that fills most of the machining range. It becomes possible.
  • the machining path generation unit selects any one of the generated plurality of offset contour lines and performs the next A machining path may be generated. As a result, for example, even when the shape of the unmachined portion is branched, the generation of the tool path can be continued, and a tool path with higher machining efficiency can be generated.
  • the connection path generation unit is configured to return the machining path return path and the next machining path so that the advancing direction of the tool is constant in the cutting path of the machining path and the cutting path of the next machining path.
  • a line segment connecting the two lines may be generated as the connection path. Thereby, it can be made a smooth path without a sudden path change, and a tool load can be stabilized.
  • the line segment is a tangent line that is in contact with the return path of the machining path and the return path of the next machining path. As a result, the machining paths can be connected at the shortest distance, and the machining efficiency is improved.
  • the connection path generation unit may correct the connection path of the extension portion along the tool movement limit line.
  • the connection path generation unit is configured to extend the interference part along a detour that is offset from the unprocessed part by a radius of the tool. It is recommended to correct the connection path. As a result, the interference of the tool moving along the connection path with the workpiece is prevented.
  • the machining path generator When the return path cannot be given to the next machining path within the tool movement limit line, the machining path generator generates a radius of the return path so that the return path is within the tool movement limit line. Should be reduced. Thereby, the remaining part of cutting can be reduced and processing efficiency improves more.
  • An initial unmachined part setting unit for setting the machining range as an initial unmachined part; and a machining start path generating unit for creating a machining start path for starting cutting with respect to the initial unmachined part
  • the machining start path generation unit uses the contour of the initial unmachined part corresponding to the opening as the radius of the tool. Offset by the difference with the pitch, extract the portion located inside the tool movement limit line in the offset contour line to generate the machining start path, the unmachined part update unit, the machining start path
  • the tool movement area may be removed from the initial unprocessed portion and the unprocessed portion may be updated.
  • an initial unmachined part setting unit for setting the machining range as an initial unmachined part, and a machining start path generating unit for creating a machining start path for starting cutting with respect to the initial unmachined part are further provided.
  • the cutting part has an introduction part for introducing the tool and the outer periphery in the plane is closed, the machining start path generation part moves from the part corresponding to the introduction part to the tool movement limit line.
  • the spiral of the pitch until contact is set as the machining start path, and the unmachined part update unit updates the unmachined part by removing the tool movement region from the initial unmachined part according to the machining start path.
  • the unmachined part update unit updates the unmachined part by removing the tool movement region from the initial unmachined part according to the machining start path.
  • a feature of the tool path generation method according to the present invention is that a rotating tool is moved in a plane perpendicular to the rotation axis, and a cutting portion of a workpiece is set at a predetermined pitch along the plane.
  • a tool movement limit line is set by offsetting the machining range based on the shape data of the cutting part to the inside by at least the radius of the tool A line setting step, a contour setting step for setting a contour line of a part to be cut by the tool, and offsetting the contour line by a difference between the radius of the tool and the pitch, and in the offset contour line A portion that is located inside the tool movement limit line is extracted to generate a cutting path, and an arc-shaped return path is added to both ends of the cutting path to generate a machining path.
  • a machining path generating step a tool moving region formed by moving the tool according to the machining path, removing a tool moving area from an unmachined portion of the machining range and updating the unmachined portion, and the machining
  • the unprocessed part is updated based on the processing path, the contour line in the unprocessed part updated by the contour line setting step is newly set, and the contour line newly set by the processing path generation step is set. Based on this, the next machining path is generated, and the generation of a connection path that connects the next machining path generated by the connection path generation step and the machining path is repeated.
  • any one of the tool path generation devices described above is realized by a computer program for causing a computer to function as any one of the tool path generation devices described above, and the computer program is recorded on a recording medium.
  • a feature of a program for functioning as a tool path generation device is that a computer moves a rotating tool on a plane perpendicular to its rotation axis, and a cutting site of a workpiece is determined.
  • the computer has at least a processing range based on the shape data of the cutting part.
  • Tool movement limit line setting means for setting a tool movement limit line by offset inward by the radius of the tool, contour line setting means for setting a contour line of a portion to be cut by the tool, and the contour line Offset by the difference between the radius of the tool and the pitch, and the tool movement limit line in the offset contour line
  • a machining path generating means for generating a machining path by extracting a portion located in the part and generating a cutting path and providing an arcuate return path to both ends of the cutting path, and the tool moves according to the machining path
  • the unprocessed part update means updates the unprocessed part based on the process path until the process path is generated within the tool movement limit line, and functions as a connection path generating means for generating,
  • the contour line setting means newly sets the contour line in the updated unprocessed portion,
  • a computer-readable recording medium storing a program for functioning as a tool path generation device according to the present invention is characterized in that a computer is rotated on a plane perpendicular to its rotation axis.
  • a computer readable record for causing a computer program to move and function as a tool path generation device for generating a tool path for a tool for continuously cutting a cutting portion of a workpiece at a predetermined pitch along the plane.
  • a computer sets a tool movement limit line by offsetting a machining range based on the shape data of the cutting part to the inside by at least the radius of the tool, and the tool intends to cut from now on.
  • Contour setting means for setting the contour line of the portion to be performed, and the contour line as the radius of the tool
  • the offset is offset by the difference from the pitch, and the part located inside the tool movement limit line in the offset contour line is extracted to generate a cutting path, and arc-shaped return paths are given to both ends of the cutting path.
  • Machining path generating means for generating a machining path, and an unmachined part for removing a tool movement area formed by moving the tool according to the machining path from an unmachined part of the machining range and updating the machined part Update means and function as connection path generation means for generating a connection path for connecting the machining path to the machining path generated immediately before, until the machining path cannot be generated inside the tool movement limit line
  • An unprocessed part update unit updates the unprocessed part based on the processing path, and the contour line setting unit newly sets the contour line in the updated unprocessed part
  • the path generation means generates a next machining path based on the newly set contour line
  • the connection path generation means stores a program for generating a connection path that connects the generated next machining path and the machining path.
  • the tool path generation method and the tool path generation device described above and the characteristics of the recording medium storing the program, the tool load is not excessive regardless of the shape. In addition, it is possible to easily generate a path with high processing efficiency.
  • FIG. 1 It is a hardware block diagram of the tool path
  • (A) is a figure which shows an example of a workpiece
  • (b) is a figure which shows the relationship between the machining range corresponding to the cutting site
  • (A) is a figure which shows the relationship between the machining range corresponding to the cutting site
  • (b) is a figure explaining the production
  • (a) is the state before adjustment
  • (b) is the state after adjustment
  • (c) is the state which updated the unprocessed part based on the processing path after adjustment Indicates. It is a figure explaining correction of a connection path.
  • the hardware configuration of the tool path generation device 1 is such that a monitor 3 and a processing device 4 including a CPU 4a and a memory 4b are connected to a bus 2 including an address bus and a data bus. Further, an input device 5 including an operation keyboard and a mouse is connected.
  • a computer program 10 shown in FIG. 2 is stored in the hard disk, RAM, and the like included in the memory 4b. The computer program 10 is operated by an instruction from the input device 5 and processed by the CPU 4a. The processing result is displayed on the monitor 3. The created data is input to the NC device 6 as CAM data, and cutting is performed.
  • the program 10 implemented as the tool path generation device 1 is roughly configured by a machining condition setting unit 11, a contour line setting unit 12, a machining path generation unit 13, and an unmachined part.
  • the update unit 14 and the connection path generation unit 15 are configured.
  • the machining condition setting unit 11 generally includes a dimensional condition setting unit 11a, a tool movement limit line setting unit 11b, an initial unmachined part setting unit 11c, and a machining start path setting unit 11d.
  • the machining path generation unit 13 includes a cutting path generation unit 13a and a return path generation unit 13b.
  • the dimension condition setting unit 11a sets the pitch p (the amount of cutting in the tool radial direction with respect to the cutting part 101), the radius r2 of the return path 62, and the tool diameter d of the selected cutting tool T as cutting conditions. These are set by being input by the input device 5 and used for processing in the following units.
  • the tool movement limit line setting unit 11b sets the tool movement limit line 30 by offsetting the machining range 20 based on the shape data of the cutting part 101 inward by the radius r1 of the tool T.
  • the processing range 20 is shape data of the cutting part 101 extracted from the CAD data of the workpiece 100, and is a portion (region) to be cut from the raw material by cutting.
  • the inside of the contour 102 (boundary line between the material and the space) in a plane orthogonal to the cutting depth (depth) of the tool T in the axial direction with respect to the cutting site 101.
  • the region becomes the processing range 20.
  • the tool movement limit line 30 is a line indicating an area where a machining path 60 (tool path TP) described later can be generated. Within this region, even if the tool T moves, it does not interfere with the product shape. Therefore, the tool T that moves on the generated machining path 60 does not interfere with the workpiece 100. Since the machining range 20 and the tool movement limit line 30 are determined based on the shape of the cutting site 101, they are not changed in the process of generating the tool path TP. For the opening 103, the machining range 20 may be offset to the outside of the machining range 20 by a tool radius r1 or more.
  • the tool path TP is a trajectory along which the center of the tool T moves, and includes a machining start path 50, a machining path 60 (a cutting path 61 and a return path 62), and a connection path 70 that connects them.
  • the initial unprocessed part setting unit 11c sets the above-described processing range 20 as the initial unprocessed part 40 '.
  • the unprocessed portion 40 indicates a portion to be cut from now on in the processing range 20. That is, the initial unprocessed portion 40 ′ is the same as the processing range 20.
  • the unprocessed part 40 is a variable part that is updated and reduced by an unprocessed part update unit 14 described later.
  • the machining start path setting unit 11d generates a machining start path 50 for starting cutting with respect to the initial unmachined part 40 '.
  • the cutting part 101 has a shape having an opening 103 in at least a part of the outer periphery in a plane orthogonal to the rotation axis of the tool T (FIG. 3A, open pocket), as shown in FIG.
  • the contour line 41 ′ of the initial unmachined portion 40 ′ corresponding to the portion 103 is offset by the difference between the radius r1 of the tool T and the pitch p (cut amount), and the tool movement limit line 30 in the offset contour line 42 ′.
  • a processing start path 50 is generated by extracting a portion 43 ′ located inside the machining center. Then, return paths 62 described later are given to both ends of the machining start path 50. Thereby, the tool T can be smoothly advanced along the opening 103, and an increase in the tool load is prevented.
  • the contour line setting unit 12 sets the contour line 45 of the part that the tool T intends to cut from now on.
  • the contour 45 is not the contour (entire circumference) of the unmachined portion 40 but a portion where the tool T enters the unmachined portion 40. That is, it is a boundary in the machining range 20 between a portion regarded as cut by the generated machining path 60 and a portion regarded as uncut.
  • the contour 45 is newly obtained based on the updated unprocessed portion 40 every time the unprocessed portion 40 is updated by the unprocessed portion update section 14 described later.
  • the machining path generation unit 13 generates a machining path 61 by generating a cutting path 61 inside the tool movement limit line 30 and giving arc-shaped return paths 62 to both ends of the cutting path 61.
  • the cutting path 61 mainly indicates a path for cutting the cutting site 101
  • the return path 62 mainly indicates a path for the tool to move from the cutting path 61 to the next cutting path 61. Since the machining path 60 is generated inside the tool movement limit line 30, the final shape of the workpiece 100 is not impaired. Further, there is no need to lift the tool T moving on the tool path TP, and the machining efficiency is good.
  • the cutting path generator 13a offsets the contour line 45 by the difference between the radius r1 of the tool T and the pitch p, and the inside of the tool movement limit line 30 in the offset contour line 46. A portion 47 located at is extracted and a cutting path 61 is generated. The direction of the offset is the direction opposite to the direction D of cutting.
  • the return path generation unit 13b gives arc-shaped return paths 62 to both ends of the generated cutting path 61 in a direction in which the contour line 45 is offset. As shown in FIG. 3C, the return path 62 is obtained as an arc that touches both the cutting path 61 and the tool movement limit line 30. This prevents a sudden path change in the tool path, smoothes the path, and suppresses an excessive increase in tool load.
  • the return path 62 ′ when the return path 62 ′ cannot be given to the next cutting path 61 ′ within the tool movement limit line 30, the return path 62 ′ is set to be within the tool movement limit line 30.
  • the radius r2 of the return path 62 ′ is reduced.
  • the next cutting path 61 ′ has been obtained based on the unmachined portion 40, but the radius r 2 of the set return path 62 is large, so the return path 62 is changed to the next cutting path 61. Cannot be granted to '. Therefore, the return path radius r2 is reduced so that the return path 62 is within the tool movement limit line 30 as shown in FIG.
  • the unmachined portion 40 can be updated based on the generated machining path 60, the remaining portion of cutting is reduced, and machining efficiency is improved.
  • the unmachined part update unit 14 removes the tool movement area W formed by the movement of the tool T according to the machining start path 50 or the machining path 60 from the unmachined part 40 in the machining range 20 and updates the unmachined part 40. To do. Thereby, the updated unprocessed portion 40 indicates an area to be cut after the next processing pass 60. That is, the unmachined portion 40 does not include a cut (machined) portion, and the next machining pass 60 is generated based on the unmachined portion 40, so that it is possible to prevent the machining twice. .
  • connection path generation unit 15 generates a connection path 70 that connects the generated processing path 60 to the processing path 60 generated immediately before.
  • This connection path 70 is connected to the return path 62 of the machining path 60 and the next path so that the traveling direction of the tool T of the cutting path 61 of the machining path 60 generated immediately before and the cutting path 61 of the machining path 60 generated immediately before are the same. It is generated as a line segment connecting the return path 62 of the machining path 60. As shown in FIG. 3C, in the present embodiment, this line segment is further obtained as a return path 62 of the machining path 60, a return path 62 of the next machining path 60, and a tangent line that touches both arcs.
  • connection path can connect the machining paths with the shortest distance, and is efficient.
  • connection path 70 may be extended outside the tool movement limit line 30.
  • a connection path 70 is generated from the return path 62 on the left side of the drawing to the outside of the tool movement limit line 30 and connected to the return path 62 on the right side of the drawing.
  • the extension path 71 a is corrected along the tool movement limit line 30 to generate the detour line 71.
  • the connection path 70b of the interference portion is corrected so as to be along the detour line 72 offset from the unmachined portion 40 by the radius r1 of the tool T.
  • the tool path generation method will be described with reference to FIGS. 7, 8a and 8b.
  • the tool path generation method according to the present invention generally includes a machining condition setting process S1, a machining start path generation process S2, an unmachined part update process S3, and an unmachined part contour line setting process S4. And a processing path generation step S6 and a connection path generation step S7.
  • the dimension condition setting unit 11a sets the pitch p input by the input device 5, the radius r2 of the return path, and the tool diameter d (radius r1) of the selected cutting tool T.
  • the tool movement limit line setting unit 11b sets a machining range 20 based on the read shape data (CAD data) of the cutting part 101 of the workpiece 100 (FIG. 8a (a)), and based on the machining range 20 Then, the tool movement limit line 30 is set (FIG. 8a (b)).
  • the initial unmachined part setting unit 11c sets the set machining range 20 as the initial unprocessed part 40 '(FIG. 8a (c)).
  • the machining start path setting unit 11d generates a machining start path 50 for starting cutting with respect to the initial unmachined part 40 ′ set by the initial unmachined part setting unit 11c.
  • the machining start path 50 is generated based on the initial unmachined part 40 ′ corresponding to the opening 103 (FIG. 8 a (d)).
  • the machining start path 50 is set as the current machining path.
  • the unmachined part updating unit 14 is a tool formed by moving the tool T according to the current machining path generated by the machining start path setting unit 11d or the machining path generating unit 13.
  • the moving area W is removed from the unprocessed portion 40 and updated (FIG. 8a (e)).
  • the contour setting unit 12 newly sets the contour 45 of the part that the tool T is going to cut in the unprocessed part 40 updated by the unprocessed part update unit 14. This is set (FIG. 8a (e)). Then, the machining path generation unit 13 offsets the contour line 45 obtained by the contour line setting unit 12 by the difference between the tool radius r1 and the pitch p, and the tool movement limit line setting unit 11b sets the offset contour line 46. The portion 47 located inside the tool movement limit line 30 is extracted (calculated). If the portion 47 cannot be extracted (FIG. 8b (j), step S5), the machining path generated and connected so far is output as the tool path TP (FIG. 8b (k), step S8).
  • the machining path generation unit 13 In the machining path generation step S6, the machining path generation unit 13 generates the portion 47 extracted in the previous unmachined part outline setting step S4 as the cutting path 61 (FIG. 8a (f)) and at both ends of the cutting path 61.
  • An arcuate return path 62 is provided to generate a machining path 60 (FIG. 8b (g)).
  • the return path generator 13b adjusts the return path radius r2.
  • the generated machining path 60 is set as the current machining path.
  • connection path generation unit 15 generates a connection path 70 that connects the current processing path 60 generated by the processing path generation unit 13 and the processing path 60 generated immediately before it, These machining paths 60 are connected (FIG. 8b (g)).
  • connection path 70 of the part is corrected.
  • the unprocessed portion 40 is generated separately in the process of generating the tool path TP.
  • the unprocessed portion 40 is generated separately (FIGS. 9a (b) and (c)). Therefore, one of the offset contour lines 46 is selected, and the process is continued for one unprocessed portion 40a (FIG. 9b (d)).
  • the process proceeds to the other unprocessed portion 40b (FIG. 9b (f)).
  • connection path 70 is corrected so as to avoid the intersection with the tool movement limit line 30 and the tool interference with the unmachined portion 40 (FIG. 9b (g)).
  • the connection path 70 is corrected so as to avoid the intersection with the tool movement limit line 30 and the tool interference with the unmachined portion 40 (FIG. 9b (g)).
  • the generation of the tool path TP when the cutting site 101 is an open pocket has been described.
  • the outer periphery of the plane orthogonal to the rotation axis of the tool T may be closed (closed pocket).
  • it has the introduction part 104 which introduces the tool T (FIG. 10a (a)).
  • the machining start path generation unit 11 c forms a spiral 51 that spreads outward at a pitch p from the portion 41 ′ of the initial unmachined portion 40 ′ corresponding to the introduction unit 104 to the tool movement limit line 30. It is generated as a machining start path 50 (FIGS. 10a (b) to (d)). Similarly, the return path 62 is also given to the spiral 51 (FIG. 10a (e)).
  • reference numeral 45 ′ indicates a circle whose radius is a length obtained by adding a tool radius r 1 to a straight line from the center to the tip of the spiral 51.
  • the later-described unmachined part update unit 14 updates the initial unmachined part 40 ′, and the later-described machining path generation unit 13 creates the next machining path (FIG. 10a (f)). ). If a plurality of offset contour lines 46 are generated, one of the contour lines 46 is selected in the same manner as described above. In the example of the figure, the offset outline 46 on the upper side of the drawing is selected, and the processing is continued in the same manner as in the above embodiment (FIGS. 10b (g) to (j)). In this example, the radius r2 of the return path 62 is adjusted as shown in FIG.
  • the generation of the tool path TP in the substantially rectangular machining range 20 has been described, but the shape is merely an example.
  • the shape of the machining range 20 (the shape of the cutting part 101) is not limited, and the tool path TP can be similarly generated even in the machining range 20 having an indefinite shape.
  • the spiral 51 that spreads outward at the pitch p is generated as the machining start path 50.
  • the present invention is not limited to this, and it is also possible to generate the spiral 51 extending inward as the machining start path 50 according to the shape. As described above, the present invention can be carried out regardless of the shape of the machining range 20 (the cutting portion 101).
  • the tool movement limit line 30 is set by offsetting the machining range 20 inward by the radius r1 of the tool T.
  • the present invention is not limited to this.
  • an offset corresponding to the finishing margin for the subsequent process may be used.
  • a computer program that causes a computer to function as a tool path generation device is stored in the memory 4b, and the CPU 4a executes the program.
  • the program and data may be stored in an external storage device such as a magnetic disk device or an optical disk device, and loaded into the memory 4b for execution. It is also possible to record the program and data on a computer-readable recording medium and execute the program via a reading device. Examples of the recording medium include optical disks such as CD-ROM, DVD, and Blu-ray (registered trademark), magneto-optical disks, flash memories such as USB memory and SD card, and the like.
  • Tool path generation device 2: Bus, 3: Monitor, 4: Processing device, 4a: CPU, 4b: Memory, 5: Input device, 6: NC device, 10: Program, 11: Machining condition setting unit, 11a : Dimension condition setting part, 11b: tool movement limit line setting part, 11c: initial unmachined part setting part, 11d: machining start path setting part, 12: contour line setting part, 13: machining path generation part, 13a: cutting path Generation part, 13b: Return path generation part, 14: Unprocessed part update part, 15: Connection path generation part, 20: Processing range, 30: Tool movement limit line, 40: Unprocessed part, 40 ': Initial unprocessed part 41 ′: Offset contour line, 43 ′: Extraction part, 45: Contour line, 46: Offset contour line, 47: Extraction part (cutting path), 50: Processing start path, 51: Spiral, 60: Processing pass, 61: Cutting pass, 62: 70: connection path, 71, 72: detour, 100:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

　形状によらず工具負荷が過大とならずに加工効率の高いパスを簡便に生成する工具経路生成装置、工具経路生成方法及びプログラムを提供すること。　加工パス（６０）が工具移動限界線（３０）の内部で生成不能となるまで、加工パス（６０）に従って工具Ｔが移動することにより形成される工具移動領域を加工範囲（２０）の未加工部（４０）から除去して未加工部（４０）を更新し、更新された未加工部（４０）における工具（Ｔ）がこれから切削しようとする部分の輪郭線（４５）を新たに設定し、輪郭線（４５）を工具（Ｔ）の半径（ｒ１）とピッチ（ｐ）との差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線（４６）における工具移動限界線（３０）の内部に位置する部分（４７）を抽出して切削パス（６１）を生成すると共に切削パス（６１）の両端に円弧状の戻りパス（６２）を付与して次の加工パス（６０）を生成する。

Description

工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体
　本発明は、工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体に関する。さらに詳しくは、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体に関する。
　従来、被加工物の領域を削り出す加工（ポケット加工）などにおいて、高速加工に対応するパスとして、図１１に示す如き、領域の外輪郭Ｂをオフセットして周回するパスＰが知られている。しかし、このパスＰでは折れ曲がりが多く発生し、工具の負荷も一定にはならない。特に、周回から周回に移る部分では工具負荷が大きくなっていた。
　そこで、工具負荷を安定させるために、例えば特許文献１に示す如きパスの生成方法が知られている。この方法は、加工部位と切削工具との接触角度を所定角度以下となるパスを算出する。しかし、適宜形状に応じて接触角度を所定角度以下となるパスを求める計算は煩雑であり、また、接触角度が優先されるため、生成されるパスが加工効率のよいパスとならない場合もあった。
　また、図１２に示す如く、加工方向に沿った一定間隔の平行線Ｌを加工範囲の外輪郭Ｂの内側で切り取った線分を実際の形状を切削している部分のパスＰとして生成する方法も知られている。しかし、同図（ａ）に示す如き島形状で分岐した場合、パスＰが分かれた後の合流について考慮しなければならず、両方の分岐についてパス生成を行うと、同じ場所を２回以上加工してしまう。また、同図（ｂ）に示す如き形状では、平行線を外輪郭Ｂで切り取った線分であるパスＰは複数に分かれるが、分岐ではないため、一方から進んで後戻りが必要になる。このように、加工範囲の形状によって、加工効率のよいパスを生成することが困難となる場合があった。
　また、渦巻きのパスは、加工開始点からの螺旋を加工範囲の外輪郭まで広げることで生成することが可能であるが、外輪郭が円でない場合、加工範囲全てを埋める螺旋を生成することは困難である。特に、加工開始点が加工範囲の一方に寄っている場合、一定のピッチの螺旋では無理があり、ピッチを変更するか、一定ピッチの加工後に新たに別の方式で加工するしかなく、非効率であった。
米国特許出願公開第２０１１／０１７８６２９明細書
　かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、形状によらず工具負荷が過大とならずに加工効率の高いパスを簡便に生成する工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る工具経路生成装置の特徴は、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する構成において、前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定部と、前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定部と、前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成部と、前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新部と、前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成部とを備え、前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、前記未加工部更新部は前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定部は更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成部は新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成部は生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成することにある。
　上記構成によれば、加工パス生成部は、工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を工具の半径とピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成する。工具がこれから切削しようとする部分は、加工範囲において未だ切削されていない未加工部分であり、その輪郭線は次に切削すべき部分を示す。よって、切削パスは常に未加工部分に基づいて生成される。また、オフセットされた輪郭線における工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスとするので、切削パスを移動する工具が被加工物と干渉することもない。そして、加工パス生成部は、切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成するので、急激な経路変更のない滑らかな経路にでき、工具負荷が過度に（急激に）増加することもなく、安定する。しかも、未加工部更新部は、生成された加工パスに従って工具が移動することにより形成される工具移動領域を加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新するので、輪郭線は常に未加工部に基づくものとなる。従って、加工パスが工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、加工パスに基づいて未加工部を更新し、更新された未加工部における輪郭線を新たに設定し、新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成することで、加工範囲の大部分を埋める加工効率のよい工具経路を生成することが可能となる。
　前記オフセットされた輪郭線が前記工具移動限界線によって分離して複数生成された場合に、前記加工パス生成部は、生成された複数のオフセットされた輪郭線のいずれかを選択して前記次の加工パスを生成するとよい。これにより、例えば未加工部に分岐が生じる形状となっても工具経路の生成を続行でき、より加工効率の工具経路を生成することができる。
　前記接続パス生成部は、前記加工パスの切削パスと前記次の加工パスの切削パスの前記工具の進行方向が一定方向となるように前記加工パスの戻りパスと前記次の加工パスの戻りパスとを結ぶ線分を前記接続パスとして生成するとよい。これにより、急激な経路変更のない滑らかな経路にでき、工具負荷を安定させることができる。係る場合、前記線分は、前記加工パスの戻りパスと前記次の加工パスの戻りパスにそれぞれ接する接線であることが望ましい。これにより、最短距離で加工パスを接続でき、加工効率が向上する。
　前記接続パスに前記工具移動限界線の外部へ延長された延長部分が生じた場合に、前記接続パス生成部は、前記工具移動限界線に沿うように前記延長部分の接続パスを補正するとよい。また、前記接続パスに前記未加工部と干渉する干渉部分が生じた場合に、前記接続パス生成部は、前記未加工部から前記工具の半径分をオフセットした迂回線に沿うように前記干渉部分の接続パスを補正するとよい。これらにより、接続パスを移動する工具の被加工物との干渉を防止する。
　前記工具移動限界線の内部で前記次の加工パスに前記戻りパスを付与できない場合に、前記加工パス生成部は、前記戻りパスが前記工具移動限界線の内部に収まるように前記戻りパスの半径を縮小させるとよい。これにより、切削の残余部分を低減でき、より加工効率が向上する。
　前記加工範囲を初期の未加工部として設定する初期未加工部設定部と、前記初期の未加工部に対して切削を開始する加工開始パスを生成する加工開始パス生成部をさらに有し、前記切削部位が前記平面における外周の少なくとも一部に開口部を有する形状である場合、前記加工開始パス生成部は、前記開口部に相当する前記初期の未加工部の輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して前記加工開始パスを生成し、前記未加工部更新部は、前記加工開始パスに従って前記工具移動領域を前記初期の未加工部から除去して未加工部を更新するとよい。これにより、外周の少なくとも一部に開口部を有する形状（オープンポケット）において、その開口部から所定ピッチ（切り込み量）で切削を開始し、滑らかな工具経路を生成することができる。
　また、前記加工範囲を初期の未加工部として設定する初期未加工部設定部と、前記初期の未加工部に対して切削を開始する加工開始パスを生成する加工開始パス生成部をさらに有し、前記切削部位が前記工具を導入する導入部を有し前記平面における外周が閉じられた形状である場合、前記加工開始パス生成部は、前記導入部に相当する部分から前記工具移動限界線に接するまでの前記ピッチの螺旋を前記加工開始パスとして設定し、前記未加工部更新部は、前記加工開始パスに従って前記工具移動領域を前記初期の未加工部から除去して未加工部を更新するとよい。これにより、外周が閉じられた形状（クローズポケット）において、加工開始位置から所定ピッチで切削を開始し、工具が加工範囲に接した後に続けて、次の加工パスを生成でき、効率がよい。
　また、上記目的を達成するため、本発明に係る工具経路生成方法の特徴は、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する方法において、前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定工程と、前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定工程と、前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成工程と、前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新工程と、前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成工程とを含み、前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、前記未加工部更新工程により前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定工程により更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成工程により新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成工程により生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成することを繰り返すことにある。
　また、上記いずれかに記載の工具経路生成装置は、コンピュータを、上記いずれかに記載の工具経路生成装置として機能させるためのコンピュータプログラムにより実現され、当該コンピュータプログラムは記録媒体に記録される。
　上記目的を達成するため、本発明に係る工具経路生成装置として機能させるためのプログラムの特徴は、コンピュータを、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成装置として機能させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定手段と、前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定手段と、前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成手段と、前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新手段と、前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成手段として機能させ、前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、前記未加工部更新手段は前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定手段は更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成手段は新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成手段は生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る工具経路生成装置として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体の特徴は、コンピュータを、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成装置として機能させるためのコンピュータプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体において、コンピュータを、前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定手段と、前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定手段と、前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成手段と、前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新手段と、前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成手段として機能させ、前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、前記未加工部更新手段は前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定手段は更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成手段は新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成手段は生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成するプログラムを記憶したことにある。
　上記本発明に係る工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体の特徴によれば、形状によらず工具負荷が過大とならずに加工効率の高いパスを簡便に生成することが可能となった。
　本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
本発明に係る工具経路生成装置のハードウエア構成図である。 本発明に係る工具経路生成装置のソフトウエア構成図である。 （ａ）は被加工物の一例を示す図、（ｂ）は（ａ）の切削部位に対応する加工範囲と工具移動限界線と未加工部の関係を示す図、（ｃ）は未加工部輪郭線と加工パスとの関係を示す図である。 （ａ）は図３（ａ）の切削部位に対応する加工範囲と初期の未加工部の関係を示す図、（ｂ）は加工開始パスの生成を説明する図である。 戻りパスの半径の調整を説明する図であり、（ａ）は調整前の状態、（ｂ）は調整後の状態、（ｃ）は調整後の加工パスに基づいて未加工部を更新した状態を示す。 接続パスの補正を説明する図である。 工具経路生成の工程を示すフローチャート図である。 工具経路生成過程を示す図である。 工具経路生成過程を示す図である。 複数の輪郭線が生じた場合の加工パスの生成を説明する図である。 複数の輪郭線が生じた場合の加工パスの生成を説明する図である。 本発明の他の実施形態における加工開始パスの生成を説明する図である。 本発明の他の実施形態における加工開始パスの生成を説明する図である。 従来の工具経路の生成の一例を示す図である。 従来の他の工具経路の生成の一例を示す図である。
　次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
　図１に示すように、本発明に係る工具経路生成装置１のハードウエア構成は、アドレスバス・データバスを含むバス２にモニタ３と、ＣＰＵ４ａ及びメモリ４ｂを含む処理装置４とが接続され、更に操作用のキーボードやマウス等を含む入力装置５が接続されている。メモリ４ｂに含まれるハードディスク、ＲＡＭ等には、図２に示すコンピュータプログラム１０が記憶され、入力装置５の指示により操作されてＣＰＵ４ａにより処理がなされ、モニタ３に処理結果が表示される。作成されたデータはＣＡＭデータとしてＮＣ装置６に入力され、切削加工が行われる。
　図２に示すように、本発明に係る工具経路生成装置１として実施されるプログラム１０は、大略、加工条件設定部１１と、輪郭線設定部１２と、加工パス生成部１３と、未加工部更新部１４と、接続パス生成部１５とから構成されている。加工条件設定部１１は、大略、寸法条件設定部１１ａと、工具移動限界線設定部１１ｂと、初期未加工部設定部１１ｃと、加工開始パス設定部１１ｄを含む。また、加工パス生成部１３は、切削パス生成部１３ａと戻りパス生成部１３ｂを有する。
　寸法条件設定部１１ａは、切削加工条件として、ピッチｐ（切削部位１０１に対する工具径方向への切り込み量）、戻りパス６２の半径ｒ２、選択された切削工具Ｔの工具径ｄを設定する。これらは、入力装置５によって入力されることで設定され、以下の各部における処理に用いられる。
　工具移動限界線設定部１１ｂは、切削部位１０１の形状データに基づく加工範囲２０を工具Ｔの半径ｒ１分内側へオフセットして工具移動限界線３０を設定する。加工範囲２０は、被加工物１００のＣＡＤデータから抽出した切削部位１０１の形状データであり、切削加工によって原材料より削られるべき部分（領域）である。図３（ａ）に示す被加工物１００の例では、切削部位１０１に対する工具Ｔの軸方向への切り込み量（深さ）に直交する平面における輪郭１０２（材料と空間との境界線）の内部領域が加工範囲２０となる。工具移動限界線３０は、後述の加工パス６０（工具経路ＴＰ）が生成可能な領域を示す線である。この領域内であれば、工具Ｔが移動しても製品形状に干渉することはない。よって、生成される加工パス６０上を移動する工具Ｔが被加工物１００と干渉することはない。加工範囲２０及び工具移動限界線３０は、切削部位１０１の形状に基づいて決定されるため、工具経路ＴＰの生成過程において不変である。なお、開口部１０３については、加工範囲２０を工具半径ｒ１分以上加工範囲２０の外側へオフセットしてもよい。
　図３の例において、工具Ｔは図面の右から左へ移動して加工範囲２０を切削し、切削加工は図面の下から上へ向かって進行する。工具経路ＴＰは、工具Ｔの中心が移動する軌跡であり、加工開始パス５０、加工パス６０（切削パス６１及び戻りパス６２）及びこれらを接続する接続パス７０を含む。
　初期未加工部設定部１１ｃは、上述の加工範囲２０を初期の未加工部４０’として設定する。未加工部４０は、加工範囲２０においてこれから切削すべき部分を示す。すなわち、初期の未加工部４０’は、加工範囲２０と同一である。未加工部４０は、後述の未加工部更新部１４によって更新され縮小されていく可変なものである。
　加工開始パス設定部１１ｄは、初期の未加工部４０’に対して切削を開始する加工開始パス５０を生成する。ここで、切削部位１０１が工具Ｔの回転軸に直交する平面における外周の少なくとも一部に開口部１０３を有する形状（図３（ａ）、オープンポケット）の場合、図４に示すように、開口部１０３に相当する初期の未加工部４０’の輪郭線４１’を工具Ｔの半径ｒ１とピッチｐ（切り込み量）との差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線４２’における工具移動限界線３０の内部に位置する部分４３’を抽出して加工開始パス５０を生成する。そして、後述する戻りパス６２が加工開始パス５０の両端に付与される。これにより、開口部１０３に沿うように滑らかに工具Ｔを進入させることができ、工具負荷の増大を防止する。
　輪郭線設定部１２は、工具Ｔがこれから切削しようとする部分の輪郭線４５を設定する。この輪郭線４５は、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、未加工部４０の輪郭（全周）ではなく、未加工部４０に対して工具Ｔが進入する部分である。すなわち、生成済の加工パス６０によって切削済とみなされる部分と未切削とみなされる部分との加工範囲２０における境界となる。輪郭線４５は、後述の未加工部更新部１４によって未加工部４０が更新される度に、更新された未加工部４０に基づいて新たに求められる。
　加工パス生成部１３は、工具移動限界線３０の内部に切削パス６１を生成すると共に切削パス６１の両端に円弧状の戻りパス６２を付与して加工パス６０を生成する。切削パス６１は、主として切削部位１０１に対し切削を行う経路を示し、戻りパス６２は主として切削パス６１から次の切削パス６１へ工具が移動するための経路を示す。加工パス６０を工具移動限界線３０の内部に生成するので、被加工部１００の最終形状を損なうことがない。また、工具経路ＴＰを移動中の工具Ｔを持ち上げる必要もなく加工効率もよい。
　切削パス生成部１３ａは、図３（ｃ）に示すように、輪郭線４５を工具Ｔの半径ｒ１とピッチｐとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線４６における工具移動限界線３０の内部に位置する部分４７を抽出して切削パス６１を生成する。オフセットの方向は、切削加工の進行方向Ｄの反対方向である。
　戻りパス生成部１３ｂは、生成した切削パス６１の両端に円弧状の戻りパス６２を輪郭線４５をオフセットした方向に向けて付与する。この戻りパス６２は、図３（ｃ）に示すように、切削パス６１及び工具移動可能限界線３０の双方に接する円弧として求められる。これにより、工具経路中の急激な経路変更を防止して経路を滑らかとし、工具負荷の過度の増加を抑制する。
　また、戻りパス生成部１３ｂは、工具移動限界線３０の内部で次の切削パス６１’に戻りパス６２’を付与できない場合に、戻りパス６２’が工具移動限界線３０の内部に収まるように戻りパス６２’の半径ｒ２を縮小させる。例えば、図５（ａ）の例では、未加工部４０に基づいて次の切削パス６１’は求まったが、設定した戻りパス６２の半径ｒ２が大きいため、戻りパス６２を次の切削パス６１’に付与できない。そこで、同図（ｂ）に示すように、戻りパス６２が工具移動限界線３０の内部に収まるように戻りパス半径ｒ２を縮小させる。これにより、半径ｒ２’の戻りパス６２’が次の切削パス６１’に付与される。よって、同図（ｃ）に示すように、生成された加工パス６０に基づいて未加工部４０を更新することができ、切削の残余部分が減少し、加工効率も向上する。
　未加工部更新部１４は、加工開始パス５０又は加工パス６０に従って工具Ｔが移動することにより形成される工具移動領域Ｗを加工範囲２０の未加工部４０から除去して未加工部４０を更新する。これにより、更新された未加工部４０は、次の加工パス６０以降に切削すべき領域を示すものとなる。すなわち、未加工部４０には、切削された（加工された）部分は含まれておらず、未加工部４０に基づいて次の加工パス６０を生成するので、二度加工することも防止できる。
　接続パス生成部１５は、生成した加工パス６０を直前に生成した加工パス６０に接続する接続パス７０を生成する。この接続パス７０は、生成した加工パス６０の切削パス６１と直前に生成した加工パス６０の切削パス６１の工具Ｔの進行方向が同一方向となるように加工パス６０の戻りパス６２と次の加工パス６０の戻りパス６２とを結ぶ線分として生成される。図３（ｃ）に示すように、本実施形態において、さらに、この線分は、加工パス６０の戻りパス６２と次の加工パス６０の戻りパス６２と両円弧に接する接線として求められる。これにより、次の加工パス６０へ移動する際に、急激な工具経路の変更がなく、工具負荷が過大に増大することを防止できる。しかも、接線であるので、接続パスは加工パスを最短距離で接続でき、効率もよい。
　しかし、接続パス７０が工具移動限界線３０の外部へ延長される場合がある。図６に示すように、図面上左側の戻りパス６２から工具移動限界線３０外へ延長されて図面上右側の戻りパス６２へ接続パス７０が生成される。係る場合、工具移動限界線３０に沿うように延長部分の接続パス７０ａを補正し迂回線７１を生成する。さらに、接続パス７０を移動する工具が未加工部４０と干渉する場合も存在する。同図の例では、未加工部４０から工具Ｔの半径ｒ１分をオフセットした迂回線７２に沿うように干渉部分の接続パス７０ｂを補正する。これらにより、被加工物１００の形状や未加工部４０への干渉を防止する。
　ここで、図７，８ａ，８ｂを参照しながら、工具経路生成方法について説明する。図７に示すように、本発明に係る工具経路生成方法は、大略、加工条件設定工程Ｓ１と、加工開始パス生成工程Ｓ２と、未加工部更新工程Ｓ３と、未加工部輪郭線設定工程Ｓ４と、加工パス生成工程Ｓ６と、接続パス生成工程Ｓ７からなる。
　まず、加工条件設定工程Ｓ１において、寸法条件設定部１１ａは、入力装置５によって入力されたピッチｐ、戻りパスの半径ｒ２、選択された切削工具Ｔの工具径ｄ（半径ｒ１）を設定する。工具移動限界線設定部１１ｂは、読み込まれた被加工物１００の切削部位１０１の形状データ（ＣＡＤデータ）に基づいて加工範囲２０を設定し（図８ａ（ａ））、その加工範囲２０に基づいて工具移動限界線３０を設定する（図８ａ（ｂ））。また、初期未加工部設定部１１ｃは、設定された加工範囲２０を初期の未加工部４０’として設定する（図８ａ（ｃ））。
　次に、加工開始パス生成工程Ｓ２において、加工開始パス設定部１１ｄは、初期未加工部設定部１１ｃが設定した初期の未加工部４０’に対して切削を開始する加工開始パス５０を生成する。切削部位１０１がオープンポケットの場合、開口部１０３に相当する初期の未加工部４０’に基づいて加工開始パス５０を生成する（図８ａ（ｄ））。そして、この加工開始パス５０を現在の加工パスとする。
　次に、未加工部更新工程Ｓ３において、未加工部更新部１４は、加工開始パス設定部１１ｄ又は加工パス生成部１３が生成した現在の加工パスに従って工具Ｔが移動することにより形成される工具移動領域Ｗを未加工部４０から除去して更新する（図８ａ（ｅ））。
　次に、未加工部輪郭線設定工程Ｓ４において、輪郭線設定部１２は、未加工部更新部１４が更新した未加工部４０において工具Ｔがこれから切削しようとする部分の輪郭線４５を新たに設定する（図８ａ（ｅ））。そして、加工パス生成部１３は、輪郭線設定部１２が求めた輪郭線４５を工具半径ｒ１とピッチｐとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線４６から工具移動限界線設定部１１ｂが設定した工具移動限界線３０の内部に位置する部分４７を抽出（算出）する。ここで、当該部分４７を抽出できない場合（図８ｂ（ｊ）、ステップＳ５）、これまでに生成し接続された加工パスを工具経路ＴＰとして出力し（図８ｂ（ｋ）、ステップＳ８）、処理を終了する。例えば、図８ｂ（ｊ）の例では、未加工部４０が存在しているが、この未加工部４０に基づいてオフセットされた輪郭線４６は工具移動限界線３０の外側に位置することとなり、工具移動限界線３０の内部に位置する部分４７が存在しないので、加工パス６０の生成は終了となる。一方、抽出できた場合、次の加工パス生成工程Ｓ６へ進む。
　加工パス生成工程Ｓ６において、加工パス生成部１３は、先の未加工部輪郭線設定工程Ｓ４で抽出した部分４７を切削パス６１として生成する（図８ａ（ｆ））と共に切削パス６１の両端に円弧状の戻りパス６２を付与して加工パス６０を生成する（図８ｂ（ｇ））。ここで、戻りパス６２が工具移動限界線３０の内部に収まらない場合、戻りパス生成部１３ｂは戻りパス半径ｒ２を調整する。そして、生成した加工パス６０を現在の加工パスとする。
　次に、接続パス生成工程Ｓ７において、接続パス生成部１５は、加工パス生成部１３が生成した現在の加工パス６０とその直前に生成した加工パス６０とを接続する接続パス７０を生成し、これら加工パス６０を接続する（図８ｂ（ｇ））。生成した接続パス７０の少なくとも一部が、工具移動限界線３０の外へ延長、又は未加工部４０と干渉する場合、当該部分の接続パス７０を補正する。
　そして、上述の未加工部更新工程Ｓ３に戻り、加工パス６０が工具移動限界線３０の内部で生成不能となるまで（図８ｂ（ｊ））、未加工部更新工程Ｓ３乃至接続パス生成工程Ｓ７を順次繰り返し行う（図８ｂ（ｈ）（ｉ））。このように、加工範囲２０の工具移動限界線３０の内部を網羅した加工効率のよい工具経路ＴＰが生成される。なお、工具移動限界線３０の外部に残存した未加工部分は、他の方法により切削することとなる。
　最後に、本発明の他の実施形態の可能性について言及する。なお、上述の実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。
　上記実施形態では、未加工部４０が分離して生成されない例を説明したが、例えば、図９に示す如き形状では、工具経路ＴＰの生成過程において未加工部４０が分離して生成される。係る場合、オフセットされた輪郭線４６が工具移動限界線３０に当接するように生成されると、未加工部４０は分離して生成される（図９ａ（ｂ）（ｃ））。そこで、オフセットされた輪郭線４６のいずれかを選択し、一方の未加工部４０ａに対し処理を続行する（図９ｂ（ｄ））。そして、一方の未加工部４０ａでのパス生成が完了すれば（図９ｂ（ｅ））、他方の未加工部４０ｂに移行する（図９ｂ（ｆ））。本例では、工具移動限界線３０との交差及び未加工部４０との工具干渉を回避するように接続パス７０を補正する（図９ｂ（ｇ））。このように、複数のオフセットされた輪郭線４６が求まった場合（分岐）においても連続する工具経路ＴＰの生成を簡便に行うことができる。
　上記実施形態において、切削部位１０１がオープンポケットである場合の工具経路ＴＰの生成について説明した。しかし、図１０に示すように、工具Ｔの回転軸に直交する平面における外周が閉じられた形状（クローズポケット）であっても構わない。係る場合、工具Ｔを導入する導入部１０４を有する（図１０ａ（ａ））。
　クローズポケットの場合、加工開始パス生成部１１ｃは、導入部１０４に相当する初期の未加工部４０’の部分４１’から工具移動限界線３０に接するまでのピッチｐで外方へ広がる螺旋５１を加工開始パス５０として生成する（図１０ａ（ｂ）～（ｄ））。また、この螺旋５１にも同様に戻りパス６２が付与される（図１０ａ（ｅ））。ここで、符号４５’は、螺旋５１の中心から先端までの直線に工具半径ｒ１を加えた長さを半径とする円を示す。そして、加工開始パス５０に基づいて後述の未加工部更新部１４が初期の未加工部４０’を更新し、後述の加工パス生成部１３が次の加工パスを生成する（図１０ａ（ｆ））。複数のオフセットされた輪郭線４６が生成された場合は、上記と同様にいずれかの輪郭線４６を選択する。同図の例では、図面の上側のオフセットされた輪郭線４６が選択され、上記実施形態と同様に処理が続行される（図１０ｂ（ｇ）～（ｊ））。なお、本例では、図５に示す如き戻りパス６２の半径ｒ２の調整が行われる。
　上記各実施形態において、略矩形の加工範囲２０における工具経路ＴＰの生成について説明したが、当該形状はあくまで一例に過ぎない。加工範囲２０の形状（切削部位１０１の形状）は限定されるものではなく、不定形状の加工範囲２０であっても同様に工具経路ＴＰの生成が可能である。また、図１０の例では、ピッチｐで外方へ広がる螺旋５１を加工開始パス５０として生成した。しかし、これに限られるものではなく、形状に応じて、内方へ広がる螺旋５１を加工開始パス５０として生成することも可能である。このように、本発明は加工範囲２０（切削部位１０１）の形状に関わらず実施することができる。
　上記実施形態において、工具移動限界線３０を加工範囲２０を工具Ｔの半径ｒ１分内側へオフセットして設定した。しかし、これに限られず、例えば工具Ｔの半径ｒ１に加え、後工程のための仕上げしろ分オフセットしても構わない。
　上記実施形態において、コンピュータを工具経路生成装置として機能させるコンピュータプログラムをメモリ４ｂに格納し、ＣＰＵ４ａが当該プログラムを実行した。しかし、このプログラム及びデータを、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置等の外部記憶装置に記憶させておき、これらをメモリ４ｂにロードして実行させることもできる。また、このプログラム及びデータをコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録し、読取装置を介して当該プログラムを実行することも可能である。記録媒体としては、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）等の光ディスクや光磁気ディスク、ＵＳＢメモリーやＳＤカード等のフラッシュメモリ等がある。
１：工具経路生成装置、２：バス、３：モニタ、４：処理装置、４ａ：ＣＰＵ、４ｂ：メモリ、５：入力装置、６：ＮＣ装置、１０：プログラム、１１：加工条件設定部、１１ａ：寸法条件設定部、１１ｂ：工具移動限界線設定部、１１ｃ：初期未加工部設定部、１１ｄ：加工開始パス設定部、１２：輪郭線設定部、１３：加工パス生成部、１３ａ：切削パス生成部、１３ｂ：戻りパス生成部、１４：未加工部更新部、１５：接続パス生成部、２０：加工範囲、３０：工具移動限界線、４０：未加工部、４０’：初期未加工部、４１’：オフセットされた輪郭線、４３’：抽出部分、４５：輪郭線、４６：オフセットされた輪郭線、４７：抽出部分（切削パス）、５０：加工開始パス、５１：螺旋、６０：加工パス、６１：切削パス、６２：戻りパス、７０：接続パス、７１，７２：迂回線、１００：被加工物、１０１：切削部位、１０２：輪郭、１０３：開口部、１０４：導入部、Ａ：中心軸、Ｂ：外輪郭、ｄ：工具径、ｐ：ピッチ、Ｌ：平行線、Ｐ：パス、ｒ１：工具半径、ｒ２：戻りパス半径、Ｔ：工具、ＴＰ：工具経路

Claims (12)

  1. 回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成装置であって、
    前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定部と、
    前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定部と、
    前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成部と、
    前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新部と、
    前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成部とを備え、
    前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、
    前記未加工部更新部は前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定部は更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成部は新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成部は生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成する工具経路生成装置。
  2. 前記オフセットされた輪郭線が前記工具移動限界線によって分離して複数生成された場合に、前記加工パス生成部は、生成された複数のオフセットされた輪郭線のいずれかを選択して前記次の加工パスを生成する請求項１記載の工具経路生成装置。
  3. 前記接続パス生成部は、前記加工パスの切削パスと前記次の加工パスの切削パスの前記工具の進行方向が一定方向となるように前記加工パスの戻りパスと前記次の加工パスの戻りパスとを結ぶ線分を前記接続パスとして生成する請求項１又は２記載の工具経路生成装置。
  4. 前記線分は、前記加工パスの戻りパスと前記次の加工パスの戻りパスにそれぞれ接する接線である請求項３記載の工具経路生成装置。
  5. 前記接続パスに前記工具移動限界線の外部へ延長された延長部分が生じた場合に、前記接続パス生成部は、前記工具移動限界線に沿うように前記延長部分の接続パスを補正する請求項３又は４記載の工具経路生成装置。
  6. 前記接続パスに前記未加工部と干渉する干渉部分が生じた場合に、前記接続パス生成部は、前記未加工部から前記工具の半径分をオフセットした迂回線に沿うように前記干渉部分の接続パスを補正する請求項３又は４記載の工具経路生成装置。
  7. 前記工具移動限界線の内部で前記次の加工パスに前記戻りパスを付与できない場合に、前記加工パス生成部は、前記戻りパスが前記工具移動限界線の内部に収まるように前記戻りパスの半径を縮小させる請求項１～６のいずれかに記載の工具経路生成装置。
  8. 前記加工範囲を初期の未加工部として設定する初期未加工部設定部と、
    前記初期の未加工部に対して切削を開始する加工開始パスを生成する加工開始パス生成部をさらに有し、
    前記切削部位が前記平面における外周の少なくとも一部に開口部を有する形状である場合、
    前記加工開始パス生成部は、前記開口部に相当する前記初期の未加工部の輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して前記加工開始パスを生成し、
    前記未加工部更新部は、前記加工開始パスに従って前記工具移動領域を前記初期の未加工部から除去して未加工部を更新する請求項１～７のいずれかに記載の工具経路生成装置。
  9. 前記加工範囲を初期の未加工部として設定する初期未加工部設定部と、
    前記初期の未加工部に対して切削を開始する加工開始パスを生成する加工開始パス生成部をさらに有し、
    前記切削部位が前記工具を導入する導入部を有し前記平面における外周が閉じられた形状である場合、
    前記加工開始パス生成部は、前記導入部に相当する部分から前記工具移動限界線に接するまでの前記ピッチの螺旋を前記加工開始パスとして設定し、
    前記未加工部更新部は、前記加工開始パスに従って前記工具移動領域を前記初期の未加工部から除去して未加工部を更新する請求項１～７のいずれかに記載の工具経路生成装置。
  10. 回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成方法であって、
    前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定工程と、
    前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定工程と、
    前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成工程と、
    前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新工程と、
    前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成工程とを含み、
    前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、
    前記未加工部更新工程により前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定工程により更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成工程により新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成工程により生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成することを繰り返す工具経路生成方法。
  11. コンピュータを、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成装置として機能させるためのプログラムであって、
    コンピュータを、前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定手段と、
    前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定手段と、
    前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成手段と、
    前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新手段と、
    前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成手段として機能させ、
    前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、
    前記未加工部更新手段は前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定手段は更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成手段は新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成手段は生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成するプログラム。
  12. コンピュータを、回転する工具をその回転軸に直交する平面で移動させ、被加工物の切削部位を前記平面に沿う所定のピッチで連続的に切削するための工具の工具経路を生成する工具経路生成装置として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体であって、
    コンピュータを、前記切削部位の形状データに基づく加工範囲を少なくとも前記工具の半径分内側へオフセットして工具移動限界線を設定する工具移動限界線設定手段と、
    前記工具がこれから切削しようとする部分の輪郭線を設定する輪郭線設定手段と、
    前記輪郭線を前記工具の半径と前記ピッチとの差分でオフセットし、オフセットされた輪郭線における前記工具移動限界線の内部に位置する部分を抽出して切削パスを生成すると共に前記切削パスの両端に円弧状の戻りパスを付与して加工パスを生成する加工パス生成手段と、
    前記加工パスに従って前記工具が移動することにより形成される工具移動領域を前記加工範囲の未加工部から除去して未加工部を更新する未加工部更新手段と、
    前記加工パスを直前に生成された加工パスに接続する接続パスを生成する接続パス生成手段として機能させ、
    前記加工パスが前記工具移動限界線の内部で生成不能となるまで、
    前記未加工部更新手段は前記加工パスに基づいて前記未加工部を更新し、前記輪郭線設定手段は更新された未加工部における前記輪郭線を新たに設定し、前記加工パス生成手段は新たに設定された輪郭線に基づいて次の加工パスを生成し、前記接続パス生成手段は生成した次の加工パスと前記加工パスを接続する接続パスを生成するプログラムを記録した記録媒体。
PCT/JP2014/072253 2013-09-13 2014-08-26 工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体 WO2015037429A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/021,643 US20160224005A1 (en) 2013-09-13 2014-08-26 Tool path generation apparatus, tool path generation method, program for providing function as tool path generation apparatus, and storage medium having the program stored therein
JP2015516940A JP5830198B2 (ja) 2013-09-13 2014-08-26 工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013190839 2013-09-13
JP2013-190839 2013-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015037429A1 true WO2015037429A1 (ja) 2015-03-19

Family

ID=52665542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/072253 WO2015037429A1 (ja) 2013-09-13 2014-08-26 工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160224005A1 (ja)
JP (1) JP5830198B2 (ja)
WO (1) WO2015037429A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105676775A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 厦门理工学院 基于双轨迹缓存区的数控加工原轨迹回退和继续加工的控制法
CN114115118A (zh) * 2022-01-24 2022-03-01 广州中望龙腾软件股份有限公司 一种自动识别槽特征的刀轨生成方法、设备及存储介质

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616849B (zh) * 2013-12-06 2018-10-09 北京配天技术有限公司 一种刀具轨迹规划方法、装置，工件加工方法、装置
CN109725593B (zh) * 2017-10-30 2021-08-03 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种难加工材料三轴转角特征高效加工刀轨生成方法
JP6823032B2 (ja) * 2018-10-25 2021-01-27 ファナック株式会社 プログラム修正装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222822A (ja) * 1993-01-28 1994-08-12 Mitsubishi Electric Corp Ｃａｄ／ｃａｍ装置
JPH08249032A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Honda Motor Co Ltd 工具軌跡を求める方法
JPH103310A (ja) * 1996-06-18 1998-01-06 Nissan Motor Co Ltd 工具経路データ作成装置
JPH11309645A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Toyota Motor Corp 加工方法、加工装置およびデータ作成装置
JP2000305615A (ja) * 1999-04-16 2000-11-02 Nissan Motor Co Ltd 荒加工用ポケット形状加工領域作成方法
JP2002023814A (ja) * 2000-06-07 2002-01-25 Parametric Technology Corp 工作物の選択した部分の機械加工をコンピュータによって実行する方法
US20110251715A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-13 Surfware, Inc. Method of milling an interior region

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0569274A (ja) * 1991-09-12 1993-03-23 Fanuc Ltd 自由曲面のポケツト加工ｎｃデータ作成方法
JPH10283009A (ja) * 1997-04-07 1998-10-23 Arugo Technos 21:Kk 荒取加工用工具軌跡の自動生成方法及び装置並びに 荒取加工用工具軌跡の自動生成プログラムを記録した記録媒体
US6606528B1 (en) * 2000-06-21 2003-08-12 The Boeing Company Method for creating computer-aided design (CAD) solid models from numerically controlled (NC) machine instructions
JP5476323B2 (ja) * 2011-02-09 2014-04-23 株式会社日立製作所 加工パスの生成方法及び加工方法
US9690282B2 (en) * 2011-02-28 2017-06-27 Solidcam Ltd. Computerized tool path generation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222822A (ja) * 1993-01-28 1994-08-12 Mitsubishi Electric Corp Ｃａｄ／ｃａｍ装置
JPH08249032A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Honda Motor Co Ltd 工具軌跡を求める方法
JPH103310A (ja) * 1996-06-18 1998-01-06 Nissan Motor Co Ltd 工具経路データ作成装置
JPH11309645A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Toyota Motor Corp 加工方法、加工装置およびデータ作成装置
JP2000305615A (ja) * 1999-04-16 2000-11-02 Nissan Motor Co Ltd 荒加工用ポケット形状加工領域作成方法
JP2002023814A (ja) * 2000-06-07 2002-01-25 Parametric Technology Corp 工作物の選択した部分の機械加工をコンピュータによって実行する方法
US20110251715A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-13 Surfware, Inc. Method of milling an interior region

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105676775A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 厦门理工学院 基于双轨迹缓存区的数控加工原轨迹回退和继续加工的控制法
CN105676775B (zh) * 2016-01-13 2018-11-13 厦门理工学院 一种数控加工原轨迹回退和继续加工的控制方法
CN114115118A (zh) * 2022-01-24 2022-03-01 广州中望龙腾软件股份有限公司 一种自动识别槽特征的刀轨生成方法、设备及存储介质
CN114115118B (zh) * 2022-01-24 2022-06-10 广州中望龙腾软件股份有限公司 一种自动识别槽特征的刀轨生成方法、设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20160224005A1 (en) 2016-08-04
JPWO2015037429A1 (ja) 2017-03-02
JP5830198B2 (ja) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5830198B2 (ja) 工具経路生成装置、工具経路生成方法及び工具経路生成装置として機能させるためのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体
JP5755380B1 (ja) 工具経路生成装置及び方法
US10599126B2 (en) Tool-path correcting apparatus and tool-path correcting method
US9489339B2 (en) Method and system for generating material remover cutting paths for a machine tool
US8560113B2 (en) Method of milling an interior region
JP5615377B2 (ja) 工具経路の生成方法および生成装置
US9841751B2 (en) Numerical-control machining-program creation device
WO2018123023A1 (ja) 積層造形支援装置、積層造形支援方法、および積層造形支援プログラム
JP6038331B2 (ja) 工具経路生成方法および工具経路生成装置
JP7448322B2 (ja) 工具経路修正装置
JP5726041B2 (ja) 工具経路生成装置及び方法
JP6584697B1 (ja) 機械学習装置、数値制御加工プログラム生成装置および機械学習方法
JP2007200121A (ja) 工具経路作成方法および工具経路作成プログラム
US9740189B2 (en) Machining program creating apparatus, machining program creating method, and machining program creating program
JP2006127213A (ja) 加工データ作成方法、加工データ作成方法のプログラム及び加工データ作成方法のプログラムを記録した記録媒体
JP6157793B1 (ja) 数値制御装置
JP5686975B2 (ja) 点列生成方法、点列生成プログラム、並びに点列生成装置及びこれを備えた工作機械
JP6124721B2 (ja) 数値制御装置および数値制御方法
JP6021690B2 (ja) 数値制御装置
JP2007276036A (ja) 等高線作成装置、制御方法、及びプログラム
JP4459745B2 (ja) フィレット面を算出する方法およびプログラム
JP5447809B2 (ja) 先鋭な角度を形成し得る切削加工方法
KR101340983B1 (ko) 오프셋 공구경로 생성방법
JP5606886B2 (ja) 工具経路作成方法及び工具経路作成装置
JPH10283009A (ja) 荒取加工用工具軌跡の自動生成方法及び装置並びに 荒取加工用工具軌跡の自動生成プログラムを記録した記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015516940

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14844067

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15021643

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14844067

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1