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    • 专利摘要:

    公开号:WO1987000649A1
    申请号:PCT/JP1986/000368
    申请日:1986-07-17
    公开日:1987-01-29
    发明作者:Kunio Tanaka；Yasushi Onishi
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 害
    [0002] 領域加工方法
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は領域加工方法にかか り 、 特に閉曲線に囲ま れ た領域の内部を加工す る領域加工方法に関す る 。
    [0005] 背景技術
    [0006] 数値制御加工 と し ては、 閉曲線に よ り 囲ま れた領域内 部を所定の深さ に り 抜く 加工や、 領域内部を型^ り す る加工があ る 。 かか る加工において は従来、 第 9 図 （ A ) に示す よ う に一方向 （実線矢印方向） に第 （ i — 1 ) 番 目 の切削通路 P T i — 1 に沿 って加工を行い、 切削完了 後工具を所定量上昇さ せ、 ついで該工具を次の第 i 番目 の切削通路 P T i の加工開始点 P s の真上に位置決め し 、 し か る のち工具を加工開始点 P s 迄降ろ し 、 第 i 切削通 路 P T i に沿っ て実線矢印方向に工具を移動さ せて加工 を行い以後該ー方向切削を繰 り 返す領域加工方法が実施 さ れて い る 。
    [0007] 又、 別の領域加工方法 と し て は、 第 9 図 （ B ) に示す よ う に第 （ i — 1 ) 番目 の切削通路 P T i — 1 に沿 っ た 切削完了後、 加工終点 P e か ら次の第 i 番目 の切削通路 P T i の加工開始点 P s 迄工具を移動さ せ、 しか る後該 第 i 番目 の切削通路 P T i に沿 っ て 、 矢印方向に往復切 削す る領域加工方法も 実施さ れて い る 。
    [0008] 更に 、 他の領域加工と し て は、 第 9 図 （ C ) に示す よ う に外形曲線 O L C に対し て所定量づっ オ フ セ タ ト し た オ フ セ タ ト通路 O F C l , O F C 2 , · · · Ο Ρ 0! ιι を 求め、 該オ フ セ タ ト通路に沿って工具を順次移動さ せ る 領域加工方法も 実施さ れて い る 。
    [0009] しかし 、 第 1 の一方向切削に よ る領域加工方法では第 ( i 一 1 ) 番目の切削通路 P T i — 1 に沿っ た加工完了 後工具を第 i 番目の切削通路 P T i の加工開始点 P s 迄 位置決め し な く てはな らず、 工具の移動距雜が長 く な る 欠点があ る 。
    [0010] 又、 第 2 の往復切削に よ る領域加工方法では、 削 り 残 し部分が生じ 、 該削 り 残し部分を加工す る ために往復切 削完了後外形曲線 0 L C に沿っ て工具を移動さ せな く て はな らず、 往復切削制御 と 外形曲線に沿っ た切削制御の 両者を必要 と す る ため制御が煩雑と な る欠点がある 。 又 第 2 の方法では第 9 図 （ D ) に示す よ う に領域 A Rが凸 凹 し て い る と 点線で示す位置决めのための移動が必要に な り 工具の移動距離が長 く な って 、 加工時間が長 く な る 欠点があ る 。 更に 、 こ の第 2 の方法では往路の切削方法 と 複路の切削方法が異な り 、 全体的に効率の よ い切削が で き ない と い う 欠点があ る 。 尚、 こ こ で 、 切削方法 と は ア ツ パ カ ツ ト法と ダ ウ ン カ ツ ト法を意味し 、 第 1 0 図
    [0011] ( A ) , ( B ) は ダウ ン カ ク ト 法の例で あ り 、 第 1 0 図 ( C ) , ( D ) は ア ツ パ カ タ ト 法の例で あ る 。 ワ ー ク の 材料が決ま ればアツ パカ ツ ト 法、 ダ ウ ン カ ツ ト法の う ち 該ワ ー ク を効率よ く 切削で き る切削方法が決ま る 。 し か し 、 第 2 の方法では必ずァ タ パ カ タ ト法 （たと えば第 1 0 図 （ A ) ) と ダ ウ ン カ タ ト法 （た と えば第 1 0 図 （ C ) ) が混在す る ため効率の よ い切削がで き な い。
    [0012] 更に 、 第 3 のオ フ セ タ ト 通路に沿 っ た領域加工方法で は外形曲線の形状に よ つ ては領域の中央部な ど に削 り 残 しが生じ 、 該削 り 残し処理が煩雑 と な る欠点があ る 。
    [0013] こ のため本願出願人は上記従来方法の欠点を解決す る ために領域内部に蜘の巣状に工具通路を定め、 該工具通 铬に沿って工具を移動さ せて領域加工す る方法を提案し て い る （た と え ば、 米国出頼番号 744, 746号明細書を参 照） 。 第 1 1 図 （ A ) , ( B ) はかか る領域加工方法説 明図で あ る 。 こ の領域加工方法は 、
    [0014] (1)多数の直線 S l ， S 2 , · · ' S 6 と 円弧 A 1 よ り な る外形曲線 0 L C で囲ま れた領域 A R の内部を加工 す る場合、 外形曲線か ら所定量オ フ セ ッ ト し たオ フ セ ッ ト 曲線 O F C の円弧部分 A 1 ' を直線近似す る ス テ ッ プ 、
    [0015] (2)直線で近似さ れたオ フ セ ッ ト 曲線に よ り 囲ま れた領 域を複数の凸多角形 P G 1〜 P G 3 に分割す る ス テ ツ プ 、
    [0016] (3)各凸多角形の重心 W i と 、 互いに隣接す る 2 つの凸 多角形の境界線 B l , B 2 の中点 M l , M 2 と を それ ぞれ演算し 、 各重心 と各中点を順次結んでな る基線 B L を生成す る ス テ ジ プ 、
    [0017] (4)凸多角形の重心 W i と 該凸多角形の各頂点 P 1〜 P 1 0 を結ぶ直線乙 1 〜 し 1 4 , 並びに中点 M l , M 2 と 該中点に よ り 2 分 さ れる境界線の 2 つの端点 P I , P 4 ； P 4 , P 7 を結ぶ直線 B L 1〜 B L 4 を それぞれ所定 の分割数に分割す る ス テ ツ プ、
    [0018] (5)各直線 L 1 〜 L 1 4 , B L 1 〜 B L 4 の対応す る分 割点 P a i , P a 2 , · · · - P a 18： P b t , P b 2 , ·
    [0019] • · ♦ P b 1 S (第 1 1 図 （ B ) 参照） を基線 B L を囲む よ う に結んでな る褸数の閉通路 C P T 1 , C P T 2
    [0020] • ♦ * に沿っ て工具を移動さ せる と 共に基線 B L に沿 つ て移動さ せる ス テ ッ プ、
    [0021] (6)前記オ フ ッ ト曲線 O F C に沿って工具を移動さ せる ス テ ツ プを有し て構成さ れて い る 。
    [0022] そ して 、 こ の方法に よれば工具を連铳的に移動さ せな が ら領域加工がで き る ため、 従来方法に比べて工具のむ だな動き がな く な り 加工時間を短縮で き 、 し かも 領域の 中心部な ど に削 り 残し部分が生じ る こ と はない と い う 利 点力，あ る 。
    [0023] 、し かし 、 かか る提案さ れた蜘の巣状の領域加工方法に よ れば領域形状が凹多角形で あれば、 該領域を必ず複数 の凸多角形に分割し 、 分割し た各凸多角形に基づ いてェ 具通路を決定して領域加工する も ので あ る 。
    [0024] し かし 、 領域形状が凹多角形で あ っ て も 凸多角形部分 に分割す る必要がな い場合があ る 。 換言すれば領域形状 が凹多角形で あ つて も 凸多角形に分割す る こ と な く 蜘の 巣状の工具通路を決定で き る場合があ る 。 従来はかか る 場合で も 領域を複数の凸多角形に分割し 、 分割し た各凸 多角形に基づいて工具通路を決定す る も ので あ る ためェ 具通路決定処理が煩雑と な り 、 しかも 工具通《s決定に長 時間を要す る と い う 問超があ っ た。
    [0025] 以上か ら本発明の目的は領域形状が凹多角形で も 複数 の凸多角形に分割す る こ と な く 蜘の巣状に工具通路を決 定し て領域加工がで き る方法を提供す る こ と で あ る 。
    [0026] 本発明の別の目的は領域加工のための工具通路決定処 理を容易に 、 かつ短時間にで き る領域加工方法を提供す る こ と で あ る 。
    [0027] 発明の開示
    [0028] 本発明は領域を特定す る 閉曲線か ら所定量づっ領域の 内側に順次オ フ セ ッ ト し た複数のオ フ セ ッ ト 通路に沿 つ て工具を移動 さ せて領域内部を加工す る領域加工方法で あ 。
    [0029] こ の領域加工方法に おいて は 、 領域の重心を求め、 該 重心が領域の内部に存在す る か ど う かを チ ヱ ク ク す る 。 ま た 、 重心 と 領域の各頂点を それぞれ結ぶ各線分が閉曲 線 と 交差す る か ど う かを チ ヱッ ク す る 。
    [0030] そ し て 、 重心が領域内部に存在し 、 し かも 各線分が閉 曲線と 交差し な い場合に は 、 領域が凹多角形で あ っ て も 該領域を複数の凸多角形に分割す る こ と な く 、 各線分を 所定の分割数に分割し 、 各線分の対応す る分割点を結ん でな る複数の閉通路に沿っ て工具を移動さ せて加工す る 図面の簡単な説明
    [0031] 第 1 図は本発明の領域加工方法の概略説明図、 第 2 図は本発明方法を実施す る N C 装置のブ ロ タ ク 図 第 3 図は本発明の領域加工方法の処理の流れ図、 - - 第 4 図はオ フ セ ッ ト 曲線の算出説明図、
    [0032] 第 5 図は円弧部分を直線近似する方法の説明図、 第 6 図は重心算出法説明図、
    [0033] 第 7 図 （ A ) は重心が領域外部に存在す る場合の領域 形状例、
    [0034] 第 7 図 （ B ) は重心 と 頂点を結ぶ線分が閉曲線 と 交差 す る塲合の形状例、
    [0035] 第 8 図は領域を複数の凸多角形に分割す る場合の領域 加工方法説明図、
    [0036] 第 9 図は従来の領域加工方法説明図、
    [0037] 第 1 0 図は アツ パ カ ツ ト法及びダウ ン カツ ト 法の説明 図、
    [0038] 第 1 1 図は既に提案さ れて い る蜘の巣状領域加工方法 説明図で あ る 。
    [0039] 発明を実施す る ため の最良の形態 第 1 図は本発明の概略説明図で あ る 。 図中、 A R は領 域、 O L C は領域 A R を特定す る た め の閉曲線、 O F C はオ フ セ ッ ト 曲線、 Wは領域の重心、 P i は領域の頂点、 L i は重心 と 項点を結ぶ線分、 C 7 〜 P Tnは閉通 铬で あ る 。
    [0040] 閉曲線 0 L C で囲ま れた領域 A R の重心 Wを演算し 、 該重心 Wが領域 A R の内部に存在す るか ど う かを チ エツ ク す る 。 尚、 時計方向角度を正あ る い は負 と し て
    [0041] 子 iWPi + 1=a
    [0042] を求め、 a == 0 の時重心は領域外部に存在する も の と し 、 a = 2 ;r の時重心は領域内部に存在す る も の と判定す る 。 重心 Wが領域内部に存在す る塲合には重心 W と領域の 各頂点 P i ( i = l , 2 , · · . ) を それぞれ結ぶ各線 分 L I , L 2 , L 3 · · ' が閉曲線 O L C と 交差す る か ど う か を チ Xタ ク す る 。
    [0043] 尚、 時計方向の角度を正あ る いは負 と し た時、 角度
    [0044] P s _ , W P . ( i = 1 , 2 , · · - n ) の符号を チ ェ ッ ク し 、 すべて同一符^の場合に は全線分 L 1 〜 し 1 0 は閉 曲線と 交差し な い と 判定し 、 符号が異な る も のがあれば 少な く と も 1 本の線分が交差す る と 判定す る 。
    [0045] 重心 Wが領域内部に存在し 、 し かも 前記各線分が閉曲 線 と 交差し な い場合に は各線分を所定の分割数に分割し 、 各線分の対応す る分割点 P — P ^— P — P ^— P i 5
    [0046] -* P i 6 → P , 7 → P > 8 → P ; s→ Ρ , ιο ( i = a , b , · - n ) を結んでな る複数の閉通路 C P T l 〜 C P T n に沿 っ て 工具を移動さ せて加工す る 。
    [0047] 第 2 図は本発明方法を実施す る N C 装置のブ π ッ ク 図、 第 3 図は処理の流れ図で あ る 。 以下、 第 1 図乃至第 3 図 に従って本発明の領域加工方法を説明す る 。
    [0048] N C テ ー プ或いは メ モ リ （以後 N C テ ー プ と す る ）
    [0049] 1 0 1 の適所には領域加工に必要な領域加工データ が記 録さ れて い る 。 すな わち 、 N C テ ー プ 1 0 1 には通常の 数値制御データ に加えて 、 領域加工命令と 、 領域の頂点 Q 1 〜 Q 1 0 の位置座檫値 （ χ ·、 y . ) と 、 円弧の半径 r , と 、 仕上げ代 t と 、 切 り 込み ピタ チ P と 、 切削速度 f - - c と 、 領域加工データ の終わ り を識別さ せる ためのデー タ が記録さ れてい る 。 尚、 項点の位置と 円弧の半径はた と え ば組に し て （ X j , y j , r . ) の形式で指令さ れ、 直 線の場合には Γ 」 = 0 と し て指令さ れる 。 従って 、 第 1 図 に示す領域 A R の領域加工においては
    [0050] X X 1 Y y 1 R 0
    [0051] X X
    [0052] 2 Y y 2 R 0
    [0053] X X 3 Y y 3 R 0
    [0054] X X 4 Y y 4 R 0
    [0055] X X 5 Y y 5 R 0
    [0056] X X
    [0057] 6 Y y 6 R 0
    [0058] X X 7 Y y 7 R r
    [0059] に よ り 領域が特定さ れ る 。
    [0060] (1) 操作盤 1 0 2 上のサ イ ク ル ス タ ー ト釦を抻圧 し て 起動を かけ る と 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は N C デー タ 読取装 置 1 0 4 を し て 1 ブ ロ ヅ ク 分の N C デー タ を N C テ ー プ 1 0 1 か ら読み取 らす。
    [0061] (2) つ いで 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は R 0 M 1 0 5 に記億 さ れて い る制御プ ロ グ ラ ム の制御のも と で該読み取っ た N C デー タ を デ コ ー ド し 、 該 N C デー タ がプ ロ グ ラ ム ェ ン ド " M 0 2 " あ る いはテ ー プエ ン ド " M 3 0 " を示す デー タ で あ る か を判別す る 。
    [0062] そ し て 、 プ ロ グ ラ ム ェ ン ド又は テ ー プェ ン ドで あれば 処理を停止す る 。
    [0063] (3)ェ ン ドデータ でなければプ ロ セ タ サは N Cデー タ が 領域加工指令か ど う か を チ エ タ ク す る 。
    [0064] (4) N C データ が領域加工指令でな く 、 通路デー タ で あ れば通路処理を行い、 又 N C データ が機械側に出力すベ き M— ， S—， T 一機能命令であれば こ れを強髦回路 1 0 7 を介し て工作機械 1 0 8 に入力す る 。
    [0065] さ て 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は N C デー タ が通路デー タ で あれば各軸イ ン ク リ メ ン タ ル値 X i , Y i , Z i と 送 り 速度 F に基づ いて車位時間 Δ Τ 当た り の各軸移動量厶 X Δ Υ , Δ Ζ を求め、 パル ス分配器 1 0 6 に入力す る 。
    [0066] パ ル ス分配器 1 0 6 は入力デー タ に基づ いて同時 3 軸 の パ ル ス分配演算を行って分配パ ル ス Χ ρ , Υ ρ , Ζ ρ を発生し 、 こ れを各軸のサ ー ボ回路 1 1 0 Χ , 1 1 0 Υ , 1 1 0 Ζ に出力 し 、 工具を切削通路に沿 って移動 さ せ る ο
    [0067] 又、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は Τ毎に R A M I 1 1 に記億 さ れて い る現在位置 X a 、 Y a 、 Z a を次式に よ り
    [0068] X a 士 厶 X— X a . . . ( l a )
    [0069] Y a 土 A Y→ Y a * ' . ( l b )
    [0070] Ζ & ± Ζ— Ζ & · · · ( 1 c )
    [0071] 更新し （符号は移動方向に依存す る ） 、 同様に Τ秒毎 に R A M I 1 1 に記億さ れて い る残移動量 X r , Y r , Z r ( X r , Y r , Z r の初期値は イ ン ク リ メ ン タ ル値 X i , Y i , Z i で あ る ） を
    [0072] 次式に よ り
    [0073] X r - Δ Χ— X r - « - ( 2 a ) Υ Γ - Δ Υ — Υ Γ - ( 2 b )
    [0074] Z r — Ζ ~* Ζ Γ * · · ( 2 C )
    [0075] 更新す る 。 そ し て プ ロ セ ク サ 1 0 3 は
    [0076] Χ Γ = Υ Γ = Ζ Γ = 0 - - - ( 3 )
    [0077] と なれば、 可動部が目檫位置に到達し た も の と し て N C データ 読取装置 1 0 4 を し て次の N C データ を読み取 ら す。
    [0078] (5) —方、 N C チ ー プ 1 0 1 か ら読み取 られた N C デ ータ が領域加工指令で あればプ ロ セ シ サ 1 0 3 は領域 加工データ の終わ り を示す コ ー ドが読み出 さ れる迄領域 加工データ を N C データ 読取装置 1 0 4 を し て読み取 ら せ、 R A M I 1 1 に格納す る 。
    [0079] (6)プロ セ ッ サ 1 0 3 は N C データ が読み取 られ る毎に 該 N C データ が領域加工データ の終わ り を示す コ ー ドか ど う か を チ ： n ッ ク す る 。
    [0080] (7) N C データ が領域加工データ の終わ り で あれば次に プ u セ ツ サ 1 0 3 は外形曲線 O L C (第 1 図参照） か ら 工具半径 r a と仕上げ代 t を加算し た距離 D ( = r a + t ) だ け オ フ セ ッ ト し た曲線 O F C を演箅す る 。 尚工具 半径 r a は、 工具番号 と 工具半径 と の対応を記憶す る ォ フ セ タ ト メ モ リ 1 1 2 か ら 、 指令工具番号に対応す る 半 径値を読み取る こ と に よ り 得 られる 。
    [0081] 又、 オ フ セ ッ ト 曲線 O F C は以下の処理に よ り 求め ら れ る 。 すなわち 、 第 4 図に示す よ う に外形曲線 O L C を 特定する 2 つの直線を S I , S 2 と すれば、 直線 S 1 , S 2 か ら それぞれ距離 D だけ雜れた直線 S I ' 、 S 2 ' を求め、 直線 S I ' 、 S 2 ' の交点 P 2 を求めれば、 該 交点 P 2 がオ フ セ ッ ト 曲線 O F C を特定す る 1 つ の ボ イ ン ト と な る 。 従っ て 、 以下同様に して交点を求め、 R A M l 1 1 に記億すればオ フ セ ッ ト 曲線 O F C が求ま る こ と にな る 。
    [0082] (8) つ いで、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は オ フ セ タ ト 曲線 0 F C に 円弧部分があれば該円弧部分を直線近似す る 。
    [0083] 尚、 直線近似処理にお いて は円弧部分 と 直線間の最大 距離が切 り 込み ピッ チ以下 と な る よ う にす る 。 第 5 図は かか る直線近似処理説明図で あ る 。
    [0084] 第 5 図 （ A ) に示す よ う に円弧 A 1 の内側を領域加工 す る場合、 該円弧 A 1 と 直線 （弦） L N 間の最大距離 d は 、 円弧半径を r 、 弦 L N の中心角を と すれば
    [0085] d= r-r - c o s {θ/2 ) . ♦ · (4)
    [0086] と な る 。 従っ て 、 d ≤ P と な る 中心角 0 、 換言すれば c o s {Θ/2 ) ≥ 1 - (P/r) . . . (5)
    [0087] を満足す る 0 を求め、 該 で円弧 A 1 の中心角 0 を分割 し 、 各分割点の座標値を R A M I 1 1 に記億すれば円弧 部分の直線近似処理が終了す る 。
    [0088] 又、 第 5 図 （ B ) に示す よ う に円弧 A 1 の外側を領域 加工す る場合に は、 直線 L N , L N ' の交点 P と 円弧 A 1 間の最大距雜 d は
    [0089] d= (r/c o s Θ) -r · · ♦ · (7)
    [0090] と な る 。 従って 、 d ≤ P と な る角度 、 換言すれば c o s θ≥τ/ (Γ+Ρ) ， · · (8)
    [0091] を満たす を求め該 S に よ り 円弧部分を直線近似す る ボ ィ ン ト R i を求めて R A M I 1 1 に記億すれば直線近似 処理が終了する 。
    [0092] (9)直線近似処理が終了すればプロ セ タ サ 1 0 3 は直線 近似さ れた オ フ セ ッ ト 曲線 O F C ' に よ り 囲ま れた領域 の重心 Wを求め る 。
    [0093] 尚、 領域の重心 Wは以下の処理に よ り 演算さ れる 。 い ま 、 第 6 図に示す領域 P G の重心を求め る も の と すれば 該領域 P G を複数の三角形 T R 1 〜 T R 3 に分解し 、 各 三角形の重心 W^ W と面積 S Q i S Q3を演算す.る 。 ついで、 重心 W i t と 重心 W i 2 を結ぶ線分 W i 2 W t i を S Q x ： S Q2 (面積比） に分割す る ポ イ ン ト W2 i を求め る 。 た だ し 、 ポ イ ン ト W21 は四辺形 P i P a Ps P の重心で あ る 。 そ し て ポ イ ン ト W21 を算出後、 線分 W13 W21 を面積 比 （ S Q i + S Qs ) ： S Q3に分割す る ポ イ ン ト Wを求め れば、 該ポ イ ン ト Wが領域 P G の重心 と な る 。
    [0094] (id以上に よ り 、 領域の重心 Wが求ま れば、 該重心 Wが 領域 A R の外部に存在す るか ど う かを チ ； I：ッ ク す る 。 尚、 重心 Wが領域の外部に存在す るか ど う かは反時計方向角 度を た と え ば正と し て
    [0095] を求め （ただ し P ^ - P i ) 、
    [0096] (i) a = 0 の時重心は領域外部に存在す る も の と し 、 (ϋ) a = 2 ； r の時重心は領域内部に存在する も の と し 、 (iii) 0 < a < 2 r の時重心はオ フ セ タ ト 曲線 O F C ' 上 に存在する と 判定す る 。
    [0097] 第 7 図 （ A ) は重心 Wが領域外部に存在す る例で あ り 、 (9)式に よ り 得 られる角度の総和 a は零 と な る こ と が理解 さ れ る 。
    [0098] (11)重-心 wが領域内部に存在す る場合に は重心 W と 領域の 各項点 P i ( i = l , 2 , . . 1 0 ) を それぞれ結ぶ各 線分 L i ( i = l , 2 , · · 1 0 ) が閉曲線 O F C ' と 交差するか ど う かを チ エツ ク す る 。 尚、 交差す るか ど う かは反時計方向の角度を た と えば正 と し た時、 角度
    [0099] Z_P . W P . + , ( i = l , 2 ， · · . ， 1 0 ) の符号を チ エツ ク し 、 すべて同一符号の場合に は全線分 （ L 1 〜 L 1 0 ) は閉曲線 0 F C ' と 交差し な い と 判定し 、 符号が 異な る も のがあれば少な く と も 1 本の線分が閉曲線 と 交 差す る と 判定す る 。
    [0100] 第 7 図 （ B ) は 1 つ の線分がオ フ セ ッ ト 曲線 O F C ' と 交差す る領域形状例で あ り 、 角度 / _P5 W P6のみ時計 方向角度 と な っ て い る 。 そ し て 、 重心 W と項点 P6を結ぶ 線分 L6がオ フ セ ッ ト 曲線 O F C ' と 交差し て い る 。
    [0101] (13全線分 L 1 〜 L 1 0 がオ フ セ ッ ト 曲線 O F C ' と 交 差し な ければ、 各線分 L 1 〜 L 1 0 の う ち最も 長い線分 の線長 を求め、 し か る後次式 を満足す る最大の整数 n を求め、 該整数 n を分割数 と す る 。 ただ し 、 P は切 込み ピッ チであ る 。 ( 各線分 L 1 〜 L 1 0 を n で分割す る分割点
    [0102] P ,, Pbt, PnA;
    [0103] Pa2, Pb2, P 2;
    [0104] Pa3, Pb3, Pn3;
    [0105] P aio» P bio» P n 10
    [0106] の座標値を求め、 R A M I 1 1 に記億す る 。
    [0107] (14)各線分の分割 の座標値が求ま れば、 該各線分の対 応す る分割点
    [0108] P ,, Pa2, Pa3 P a 10;
    [0109] Pb Pb2, Pb3, · , · · Phio;
    [0110] Pnt, Pn2, Pn3, P n 10;
    [0111] を結んでな る複数の閉通路 C P T 1 , C P T 2 , ♦ · ·c P T n を生成する 。
    [0112] (）閉通路が生成さ れればプ ロ セ ッ サ 1 0 3 は該生成さ れた閉通路に沿 っ て工具を移動さ せ、 最後に オ フ セ ッ ト 曲線 O F C ' に沿 っ て工具を移動さ せて領域 A R の加工 を行 う 。
    [0113] すな わち 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は R A M 1 1 1 に記億さ れて い る第 1 閉通路 C P T 1 の始点 の座標値を用 い て工具を初期位置か ら該始点 P & i に ア プロ ー チ さ せ る た めの数値データ （初期位置と 始点 P a t間の イ ン ク リ メ ン タ ル値） を求め、 該イ ン ク リ メ ン タ ル値を用いて前述の 通路処理を実行す る 。 そ し て 、 ァ プ s —チ完了後、 プ セ タ サ は工具を第 1 閉通铬 C P T 1 に沿 っ て ポ ィ ン ト P a 2迄切削送 り で移動さ せ、 以後順次工具を第 1 閉通路 C P T 1 に沿 っ て P a 2→ P a 3— P a 4→ →
    [0114] P a 10— P a t と 移動さ せて切削を行 う 。 第 1 閉通路に沿 つ た切削が終了すればポ イ ン ト P b iに工具を切削送 り で シ フ ト さ せ （ P a 1 → P b t ) 、 以後同様に第 2 閉通 路 C P T 2 、 第 3 閉通路、 · · · * 第 11 閉通路 C P T n に沿っ た切削を行 、 最後に R A M 1 1 1 に記億さ れて い る オ フ セ ッ ト 曲線 O F C ' を特定す る デ ー タ に従 っ て 工具を該オ フ セ ッ ト 曲線に沿っ て移動 さ せれば領域加工 処理が終了す る 。 以後次の N C データ を N C テ ープか ら 読み取っ て上記処理を緣 り 返す。
    [0115] 尚、 切削に際し て は工具の移動順序が C P T 1 -→ C P T 2 → · · · — C P T n → O F C ' と な る場合につ い て 説明 し たが、 C P T n— → C P T 2 → C P T
    [0116] 1 → O F C ' の順序で加工し て も よ い 。
    [0117] (16)—方、 ス テ ツ プ（10)、 (11)に おいて重心が領域の外部に 存在す る場合、 あ る いは重心 と項点を結ぶ線分がオ フ セ ッ ト 曲線と 交差す る場合に は オ フ セ ッ ト 曲線に よ り 囲 ま れた領域を複数の凸多角形に分割す る 。 凸多角形分割処 理は た と えば米国出願第 776, 205号明細書を参照さ れた い o
    [0118] 尚、 以後領域形状が第 8 図に示す形状で あ る と し て説 明す る 。 さ て 、 凸多角形生成処理に よ り 2 つの凸多角形 P G t , P G が生成さ れる 。 (1 凸多角形の生成処理が終了すれば、 プロ セ ッ サ 1 0 3 は各凸多角形 P G t 、 ？ 02の重心 ^ , W2 (第 8 図
    [0119] ( A ) 参照） と 、 互いに隣接す る 2 つの凸多角形の境界 線 B , ( = ) の中点 ( = ) を演算する 。 尚、 重 心 Wt , W2 と 中点 Mt を順次結んでな る 曲線は基線 B S L と い う 。
    [0120] (1 し か る後、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は各凸多角形 P G t , P G2毎に、 重心 と'項点を結ぶ線分 （ S ^ S ； S 21〜 S 24 ) の う ち最大の長さ を有す る線分を求め る 。 第 8 図 の例では凸多角形 P G t に つ いて は線分 S 1 &が最大長に な り 、 凸多角形 P G2について は線分 S 23が最大長にな る 。
    [0121] (1 ついで、 プ ロ セ ッ サ は最大線分 S i s を等分割し て な る分割線分の長さ が切 り 込み ピッ チ P以下で、 該切 り 込 み ピッ チ に最も 近い値と な る分割数 N 1 を求め、 ついで 同様に最大線分 S 23に つ いて分割数 N 2 を求め る 。 すな わち 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は各最大線分毎に分割数 N i ( i = l , 2 , · . ) を求め る 。
    [0122] しかる後、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は最大の分割数 M と 、 最 大の凸多角形を求め る 。 第 8 図の例では M = 1 0 で最大 の凸多角形は で あ る 。
    [0123] (^ついで、 プ π セ ッ サ 1 0 3 は最大の凸多角形に隣接 す る 凸多角形の分割数 N i の う ち最大の分割数 m を求め る 。 第 8 図の例では隣接す る凸多角形は P G2 しかないか ら該凸多角形の分割数が m と な り 、 m = 4 で あ る 。
    [0124] (21) mが求ま れば、 最大の凸多角形 P G iの重心 W i と 項点 Ρ ^ 〜 Ρ 16 を結ぶ線分 S ^ S ^ を M等分 し 、 又該 最大の凸多角形 P G i に隣接す る 凸多角形 P G2の重心 W2 と頂点 P2 i 〜 P24 を結ぶ線分 S 21 〜 S 24を それぞれ m等 分し 、 並びに境界線 ( = B t ) の中点 ( = Μ, ) と 該境界線の 2 つの端点 P 14 , P 1 S と を結ぶ中線 Β ^ 、 Β 12 を それぞれ m等分す る ♦
    [0125] (22) 各分割点が求ま ればプロ セ ジ サ 1 0 3 は最大の凸 多角形 P G Tの重心' WT と 項点 Ρ Η 〜 Ρ 16を結ぶ線分 S T L 〜 S 16の う ち重心側の対応す る分割点 Q — Q i e— Q i 5
    [0126] — Q i 4 → Q i 3 → Q i 2 ( i = l , 2 ， · · · · 5 ) を順次 結んでな る （ M— m — 1 ) 餾の閉通路 L P i L Ps (第 8 図 （ B ) 参照） を生成す る 。
    [0127] (23) し 力 > る 後、 プ ロ セ ッ サ は最大の凸多角形 の 重心 Wt と 中点 を結ぶ線分 Wt Mi を M等分し 中点側 よ り 数えて m番目 の分割点 K i ( = K t ) を求め る （第 8 図 ( A ) 参照） 。
    [0128] (24) 分割点 K ^が求ま れば、 プロ セ ッ サ は K t 点 と 前記 中点 Mi に よ り 2 分 さ れ る境界線 B t の 2 つ の端点 P 15 , P 14 と を結ぶ 2 つの線分 B L t , B L2 を それぞれ m等分 す る分割点 q tt q is , q 21 〜 q 23を求め る 。
    [0129] (25) し か る後、 プロ セ ッ サ 1 0 3 は各凸多角形の重心 と 項点を結ぶ線分 ( S S , s2 i〜 s24 ) と 、
    [0130] K t ( = K t ) 点 と 端点 P i 4 , P 1 S を結ぶ 2 本の線分 B L^ B L2 と 、 各中線 B2の それぞれ対応す る分割点を順 次結んで （ m— l ) 餾の閉通路 C P i C Pgを生成す る 。 一 o一
    [0131] ただ し 、 閉通路 C P t は ¾73- Ά72一 ^71
    [0132] と な り 、 又、 閉通铬 C P2は
    [0133] Q"→Qes— Qes"*q 12→m12→R24-*R23→R22-*R21-*m22→q22— Q84— と な り 、 以下同様に閉通路 C P3が生成さ れる 。
    [0134] ま た C P は
    [0135] と す る 。
    [0136] (26) 以上に よ り 各閉通路 L P i〜 L P5及び閉通路
    [0137] C Pn〜 C P 3が求 ま れば、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は
    [0138] (a)ま ず、 Wtへ工具を移動さ せ、
    [0139] (b)ついで、 閉通路 L P t -→ L P 2→ L P 3→ L P 4 -* L P 5 — C P o - C P i— C P 2→ C P3に沿 って工具を移動さ せ、
    [0140] (c)最後に オ フ セ ッ ト曲線 O F C に沿 っ て工具を移動 さ せれば領域 A R の加工が終了す る 。
    [0141] 従っ て 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は上記処理よ り R A M I 1 1 に記億さ れて い る基線 B S L の始点 Wtの座標値を用 い て 、 工具を初期位置か ら該始点 Wt に ア プロ ー チ さ せ る た め の数値デ ー タ （初期位置と始点 wt間のイ ン ク リ メ ン タ ル値） を求め、 該ィ ン ク リ メ ン タ ル値を用いて通常の通 路制御を実行す る 。
    [0142] そ し て 、 ア プ ロ ー チ完了後プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は工具を ポ イ ン ト に移動さ せた後第 1 の閉通路し に沿 っ て 切削送 り で移動さ せ、 以後同棣に順次工具を L P2、
    [0143] L P 3 , · · · L P 5 , C P0 , C P , , C P2 , · - C P 3 に沿って移動さ せて切削を行 う 。
    [0144] そ して 、 最後に R A M I 1 1 に記憶さ れて い る オ フ セ ッ ト 曲線 O F C を特定す る データ に従って工具を オ フ セ ト 曲線 O F C に沿 って移動さ せれば領域加工処理が終 了す る 。 以後、 次の N C データ を N C テ ー プか ら読み取 り 上記処理を繰 り 返す。
    [0145] 尚、 切削に際し て工具の移動順序が L P i→ L P 2 · · L Ps— C Po— C P t— C Ps— C Psの場合につて説明 し たがそ の逆で あ っ て も よ い。
    [0146] 又、 本発明は実施例に限定 さ れ る も のではな く 、 上記 方法に よ り 領域加工のための工具通路データ を含む N C テ ー プ （ N C データ ） を生成し 、 該 N C データ を N C 装置に入力 し て領域加工す る よ う に構成す る こ と も で き る
    [0147] 以上本発明に よ れば、 蜘の巣状の領域加工方法に おい て領域を複数の凸多角形に分割すべ き か ど う かを チ エ ツ ク し 、 分割す る必要がな い場合には分割す る こ と な く 蜘 の巣状の工具通路を決定し 、 該通路に沿っ て工具を移動 さ せて加工を行 う よ う に構成し たか ら 、 通路決定の処理 が容易にな り 、 通路決定に要す る時間や加工時間を短縮 す る こ と がで き る 。
    权利要求:
    Claims 請求の範囲
    1 . 閉曲線で囲ま れた領域内部を加工す る領域加工方法 に お いて 、
    該閉曲線で囲ま れた領域の重心を演算す る第 1 ス テ ツ 該重心が領域の内部に存在す るか ど う かを チ ヱッ ク す る第 2 ス テ タ プ、
    重心が領域内部 ^存在す る場合に は重心 と 領域の各頂 点を それぞれ結ぶ線分が閉曲線と 交叉す る か ど う かを チ エッ ク す る第 3 ス テ ッ プ、
    重心が領域内部に存在し 、 し かも 前記各線分が閉曲線 と交差し な い場合に は各線分を所定の分割数に分割す る 第 4 ス テ ッ プ、
    前記各線分の対応す る分割点を結んでな る複数の閉通 路に沿っ て工具を移動さ せて加工す る第 5 ス テ ッ プを有 す る こ と を特徵 と す る領域加工方法。
    2 ♦ 前記第 2 ス テ ッ プは 、
    領域の重心を W , 領域の項点を連続的に P t , P 2 , P 3
    • · · · Ρ Π と し 、 時計方向の角度を正あ る いは負と し た 時、
    を求め る ス テ ッ プ と 、
    a = 0 の時重心は領域外部に存在す る も の と し 、 a = 2 7Γ の時重心は領域内部に存在す る も の と判定す る ス テ ツ プを有す る こ と を特徴と す る請求の範面第 1 項記載の 領域加工方法。
    3 . 前記第 3 ス テ ツ プは時計方向の角度を正あ る いは負 と し た時、
    角度 lP i W P i ( i = 1 , 2 , · · · n ) の符号を チ ェッ ク す る ス テ タ プ、 、
    すべて同一符号の場合には線分は閉曲線 と交差し な い と判定し 、 符号が異な る も のがあれば交差す る と 判定す る ス テ ツ プを有す こ と を特徵と す る讅求の範囲第 1 項 ま たは第 2 項記載の領域加工方法。
    4 * 重心が領域外部に存在す る塲合、 あ る いは重心が領 域内部に存在し て も 該重心 と 領域の各項点を それぞれ結 ぶ線分が閉曲線 と 交叉す る場合に は領域を複数の凸多角 形に分割し て工具通路を求め る第 6 ス テ ツ プを有す る請 求の範囲第 1 項記載の領域加工方法。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0229190A1|1987-07-22|
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    EP0229190B1|1993-03-31|
    KR880700339A|1988-02-22|
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    1987-01-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
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    1987-07-22| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986904384 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP60/157927||1985-07-17||
    JP60157927A|JPS6219908A|1985-07-17|1985-07-17|Area processing method|DE8686904384T| DE3688187T2|1985-07-17|1986-07-17|Verfahren zur bearbeitung eines gebietes.|
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