(57)【要約】【課題】ワーク形状のＣＡＤデータを参照しなくても、ＮＣデータのみからワーク形状の曲面を復元し、当該曲面からＮＣデータを修正するＮＣデータの修正方法及び装置を提供する。【解決手段】工作機械の加工パス用に作成されたワーク形状のＮＣデータを、当該ワーク形状のＣＡＤデータを用いずに修正するＮＣデータの修正方法及び装置において、ＮＣデータを全て読み込んで、加工パス毎に分解し（ステップＳ１、Ｓ２）、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルを作成し（ステップＳ３、Ｓ４）、１つの隣接パステーブルに属する全ての加工パスのＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての隣接パステーブルについての曲面を復元し（ステップＳ１５）、復元した曲面上にＮＣデータの位置を補正する（ステップＳ１６）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の加工パス用に作成したワーク形状のＮＣデータを、当該ワーク形状のＣＡＤデータを用いずに修正するＮＣデータの修正方法であって、
ＮＣデータ全てを加工パス毎に分解し、
当該加工パスについて、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルを作成し、
１つの前記隣接パステーブルの全ての加工パスの範囲を１つの領域とし、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルについての曲面を復元し、
全ての隣接パステーブルの各ＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲面上の位置に補正することを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＮＣデータの修正方法において、
１つの前記隣接パステーブルに属する加工パスについて、任意の１つの加工パスと当該加工パスに前後して隣接する複数の加工パスとからなるグループを加工パス毎に作成すると共に、１つの前記グループを１つの領域として規定し直し、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルの全ての前記領域についての曲面を復元することを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＮＣデータの修正方法において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出し、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割し、
１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元することを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のＮＣデータの修正方法において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出し、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割し、
１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元し、
当該曲面に基づいて、全ての前記隣接パステーブルの各ＮＣデータの曲率を求め、当該曲率に基づいて曲面の境界を示す変曲点を検出し、
検出した前記変曲点に基づいて、前記領域又は前記分割領域のＮＣデータを複数の再分割領域に分割し、
１つの前記再分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記再分割領域についての曲面を復元することを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項５】
請求項４に記載のＮＣデータの修正方法において、
隣接する加工パス間で変曲点検出に相違が有る場合、変曲点検出のための変曲点判定閾値を変更し、変曲点が検出されなかった加工パスに対して変曲点検出を再度行い、再度行った変曲点検出で検出された変曲点を加えて、再分割領域への分割を行うことを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１つに記載のＮＣデータの修正方法において、
隣接する加工パス間でエッジ検出に相違が有る場合、エッジ検出のためのエッジ判定閾値を変更し、エッジが検出されなかった加工パスに対してエッジ検出を再度行い、再度行ったエッジ検出で検出されたエッジを加えて、分割領域への分割を行うことを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＮＣデータの修正方法において、
隣接する加工パスが存在しない加工パスは、当該加工パスのＮＣデータを用いて、１つの曲線として復元し、
当該加工パスのＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲線上の位置に補正することを特徴とするＮＣデータの修正方法。
【請求項８】
工作機械の加工パス用に作成したワーク形状のＮＣデータを、当該ワーク形状のＣＡＤデータを用いずに修正するＮＣデータの修正装置であって、
ＮＣデータ全てを加工パス毎に分解する分解手段と、
当該加工パスについて、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルを作成する作成手段と、
１つの前記隣接パステーブルの全ての加工パスの範囲を１つの領域とし、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルについての曲面を復元する曲面復元手段と、
全ての隣接パステーブルの各ＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲面上の位置に補正する曲面補正手段とを有することを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＮＣデータの修正装置において、
前記曲面復元手段は、１つの前記隣接パステーブルに属する加工パスについて、任意の１つの加工パスと当該加工パスに前後して隣接する複数の加工パスとからなるグループを加工パス毎に作成すると共に、１つの前記グループを１つの領域として規定し直し、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルの全ての前記領域についての曲面を復元することを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載のＮＣデータの修正装置において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出するエッジ検出手段と、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割する分割手段とを更に備え、
前記曲面復元手段は、１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元することを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【請求項１１】
請求項８又は請求項９に記載のＮＣデータの修正装置において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出するエッジ検出手段と、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割する分割手段と、
１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元すると共に、当該曲面に基づいて、全ての前記隣接パステーブルの各ＮＣデータの曲率を求め、当該曲率に基づいて曲面の境界を示す変曲点を検出する変曲点検出手段と、
検出した前記変曲点に基づいて、前記領域又は前記分割領域のＮＣデータを複数の再分割領域に分割する再分割手段とを更に備え、
前記曲面復元手段は、１つの前記再分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記再分割領域についての曲面を復元することを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＮＣデータの修正装置において、
変曲点検出のための変曲点判定閾値を変更する変曲点変更手段を更に備え、
前記変曲点検出手段は、隣接する加工パス間で変曲点検出に相違が有る場合、前記変曲点判定閾値を変更し、変曲点が検出されなかった加工パスに対して変曲点検出を再度行い、
前記再分割手段は、再度行った変曲点検出で検出された変曲点を加えて、再分割領域への分割を行うことを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２のいずれか１つに記載のＮＣデータの修正装置において、
エッジ検出のためのエッジ判定閾値を変更するエッジ変更手段を更に備え、
前記エッジ検出手段は、隣接する加工パス間でエッジ検出に相違が有る場合、前記エッジ判定閾値を変更し、エッジが検出されなかった加工パスに対してエッジ検出を再度行い、
前記分割手段は、再度行ったエッジ検出で検出されたエッジを加えて、分割領域への分割を行うことを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【請求項１４】
請求項８から請求項１３のいずれか１つに記載のＮＣデータの修正装置において、
隣接する加工パスが存在しない加工パスを、当該加工パスのＮＣデータを用いて、１つの曲線として復元する曲線復元手段と、
当該加工パスのＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲線上の位置に補正する曲線補正手段を更に備えたことを特徴とするＮＣデータの修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＣデータの修正方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、工作機械用のＮＣ（Numerical Control）データは、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）で作成したワーク形状のデータ（以降、ＣＡＤデータと呼ぶ。）を基に、ＣＡＭ（Computer-Aided Manufacturing）で加工パス等の情報を与えて作成される。例えば、図８（ａ）を参照すると、ＣＡＤデータを示す線ＬCADに基づいて、複数のＮＣデータの点列Ｄ（ｉ）がＣＡＭにより作成される。この際、ＣＡＭは、ある与えられたトレランス（許容範囲）Ｔ内の精度で点列Ｄ（ｉ）を作成する。トレランスＴは小さくすればするほど計算時間が長くなるため、ワーク形状が大きい場合、あまり小さく設定できず、適切な大きさの値が設定される。
【０００３】
ＣＡＭから出力されたＮＣデータの点列Ｄ（ｉ）のまま加工すると、点線ＬNCに示すように、加工面は凸凹の粗い面になる。そのため、加工の際に、スムージング補正（平滑化、曲線補間等）を行い、図８（ｂ）中の線ＬFに示すような滑らかな曲線として加工を実施する。このようなスムージング補正を、全ての加工パス各々について行うことにより、滑らかなワーク形状の面を実現するようにしている。なお、図８（ａ）、（ｂ）は、一例として、１つの加工パスの時間軸ｔに対する１次元方向（Ｘ方向）の変位を示している。又、“ｉ”には、加工順番を示す数が付される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−０７２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記スムージング補正は、連続した１列の点列（加工パス）について、面の境界を示すエッジの検出を行うと共に、検出されたエッジで分割して、滑らかな曲線となるように実施していた。しかしながら、この方法では、隣接する他の加工パスとの間で、面の境界に段差が生じる問題があった。
【０００６】
これを、図９を参照して説明する。例えば、２つの曲面Ｂ１、Ｂ２を有し、曲面Ｂ１と曲面Ｂ２との間に境界Ｅを有するワーク形状のＮＣデータとして、図９（ａ）に示すような複数の点列Ｄ（ｉ）からなる複数の加工パスＰ１〜Ｐ５が与えられた場合を考える。この場合、一定ピッチ毎に往復する加工パスＰ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５を経て、加工が実施される。
【０００７】
これらの加工パスに対して、従来のスムージング補正を行うと、例えば、図９（ｂ）に示すように、加工パスＰ２のＡ１部において、エッジが検出された場合には、エッジが検出された部分の点列のスムージング補正をＯＦＦとし、それ以外の点列のスムージング補正をＯＮとして、補正が行われる。一方、加工パスＰ３のＡ２部において、存在するエッジが検出されなかった場合には、加工パスＰ３全体の点列のスムージング補正をＯＮとして、補正が行われることになる。これは、ワーク形状のＣＡＤデータを参照することなく、ＮＣデータのみに基づいて、エッジ検出を行うと、このような相違が起こり得る。
【０００８】
そして、図９（ａ）に示した加工パスについて、ＮＣデータのみに基づいたエッジ検出が、例えば、Ｐ１：エッジ検出○、Ｐ２：エッジ検出○、Ｐ３：エッジ検出×、Ｐ４：エッジ検出○、Ｐ５：エッジ検出×となった仮定すると、実際の境界Ｅに対して、スムージング補正後は、図９（ｃ）に示すような境界ＥFとなり、エッジ検出の有無により、隣接する他の加工パスとの間に、加工パスの往復段差が発生していた。
【０００９】
加えて、ＮＣデータの点列は、ワーク形状の点列のみではなく、加工パスから加工パスへの移動、加工面から加工面への移動等のワーク形状以外の点列を多く含んでおり、更に、曲率が大きい曲面加工の場合等には、リトラクト、アプローチ等の点列も含んでいる。従って、上記スムージング補正のためには、ワーク形状以外の点列を除去することが望ましい。この除去は、ワーク形状のＣＡＤデータを参照できれば容易である。しかしながら、ＣＡＤデータ等が参照できない場合には、ワーク形状以外の点列を除去するための判別作業を別途行っていた。ここでの問題点について、１０（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００１０】
例えば、図１０（ａ）に示すように、ある曲面Ｂｓの加工のため、加工ＰＣ１、リトラクトＰＣ２、アプローチＰＣ３、加工ＰＣ４の加工手順を有し、点列Ｄ（１）〜Ｄ（ｉ＋４）からなる加工パスが与えられたとする。この場合、加工ＰＣ１における点列Ｄ（１）、Ｄ（２）、加工ＰＣ４における点列Ｄ（ｉ＋２）、Ｄ（ｉ＋３）、Ｄ（ｉ＋４）は、ワーク形状である曲面Ｂｓ上の点列である。一方、リトラクトＰＣ２における点列Ｄ（３）、Ｄ（４）、アプローチＰＣ３における点列Ｄ（ｉ）、Ｄ（ｉ＋１）は、ワーク形状以外の点列である。
【００１１】
このような点列Ｄ（１）〜Ｄ（ｉ＋４）から、リトラクト、アプローチの点列を除去する判別作業を行う場合、判別のために膨大な作業量、複雑な処理が必要となる上、ワーク形状近傍のリトラクト、アプローチの点列については、その判別が非常に難しい。例えば、リトラクトＰＣ２における点列Ｄ（３）、Ｄ（４）、アプローチＰＣ３における点列Ｄ（ｉ）、Ｄ（ｉ＋１）が、曲面Ｂｓの近傍にある場合には、それらをワーク形状以外の点列と判別し、完全に除去することは難しい。その場合、図１０（ｂ）に示すように、点列Ｄ（１）〜Ｄ（ｉ＋４）を誤ってスムージング補正し（図中の点線矢印参照）、誤った曲面ＢEを復元してしまい、ワーク形状の曲面を正しく復元することは難しかった。
【００１２】
このように、ワーク形状以外の点列が含まれる場合、ＣＡＤデータ等を参照しなければ、ワーク形状の面を正しく復元することが難しかった。しかも、図１０（ａ）に示した点列は、例えば、図１０（ｃ）に示すように、ワーク形状の曲面Ｂｓだけでなく、他の加工曲面Ｂｓ’を含んでいる可能性も有る。
【００１３】
従って、ＮＣデータからワーク形状を正しく復元するには、ワーク形状のＣＡＤデータを参照することが望ましいが、現実的には、ＣＡＤデータを参照することができずに、ＮＣデータのみで加工する場合が多く、実使用面では問題となっていた。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ワーク形状のＣＡＤデータを参照しなくても、ＮＣデータのみからワーク形状の曲面を復元し、当該曲面からＮＣデータを修正するＮＣデータの修正方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する第１の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
工作機械の加工パス用に作成したワーク形状のＮＣデータを、当該ワーク形状のＣＡＤデータを用いずに修正するＮＣデータの修正方法であって、
ＮＣデータ全てを加工パス毎に分解し、
当該加工パスについて、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルを作成し、
１つの前記隣接パステーブルの全ての加工パスの範囲を１つの領域とし、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルについての曲面を復元し、
全ての隣接パステーブルの各ＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲面上の位置に補正することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第２の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
上記第１の発明に記載のＮＣデータの修正方法において、
１つの前記隣接パステーブルに属する加工パスについて、任意の１つの加工パスと当該加工パスに前後して隣接する複数の加工パスとからなるグループを加工パス毎に作成すると共に、１つの前記グループを１つの領域として規定し直し、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルの全ての前記領域についての曲面を復元することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第３の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
上記第１又は第２の発明に記載のＮＣデータの修正方法において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出し、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割し、
１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第４の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
上記第１又は第２の発明に記載のＮＣデータの修正方法において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出し、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割し、
１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元し、
当該曲面に基づいて、全ての前記隣接パステーブルの各ＮＣデータの曲率を求め、当該曲率に基づいて曲面の境界を示す変曲点を検出し、
検出した前記変曲点に基づいて、前記領域又は前記分割領域のＮＣデータを複数の再分割領域に分割し、
１つの前記再分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記再分割領域についての曲面を復元することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第５の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
上記第４に記載のＮＣデータの修正方法において、
隣接する加工パス間で変曲点検出に相違が有る場合、変曲点検出のための変曲点判定閾値を変更し、変曲点が検出されなかった加工パスに対して変曲点検出を再度行い、再度行った変曲点検出で検出された変曲点を加えて、再分割領域への分割を行うことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する第６の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
上記第３〜第５のいずれか１つの発明に記載のＮＣデータの修正方法において、
隣接する加工パス間でエッジ検出に相違が有る場合、エッジ検出のためのエッジ判定閾値を変更し、エッジが検出されなかった加工パスに対してエッジ検出を再度行い、再度行ったエッジ検出で検出されたエッジを加えて、分割領域への分割を行うことを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決する第７の発明に係るＮＣデータの修正方法は、
上記第１〜第６のいずれか１つの発明に記載のＮＣデータの修正方法において、
隣接する加工パスが存在しない加工パスは、当該加工パスのＮＣデータを用いて、１つの曲線として復元し、
当該加工パスのＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲線上の位置に補正することを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決する第８の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
工作機械の加工パス用に作成したワーク形状のＮＣデータを、当該ワーク形状のＣＡＤデータを用いずに修正するＮＣデータの修正装置であって、
ＮＣデータ全てを加工パス毎に分解する分解手段と、
当該加工パスについて、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルを作成する作成手段と、
１つの前記隣接パステーブルの全ての加工パスの範囲を１つの領域とし、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルについての曲面を復元する曲面復元手段と、
全ての隣接パステーブルの各ＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲面上の位置に補正する曲面補正手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決する第９の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
上記第８の発明に記載のＮＣデータの修正装置において、
前記曲面復元手段は、１つの前記隣接パステーブルに属する加工パスについて、任意の１つの加工パスと当該加工パスに前後して隣接する複数の加工パスとからなるグループを加工パス毎に作成すると共に、１つの前記グループを１つの領域として規定し直し、１つの前記領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記隣接パステーブルの全ての前記領域についての曲面を復元することを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決する第１０の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
上記第８又は第９の発明に記載のＮＣデータの修正装置において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出するエッジ検出手段と、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割する分割手段とを更に備え、
前記曲面復元手段は、１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元することを特徴とする。
【００２５】
上記課題を解決する第１１の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
上記第８又は第９の発明に記載のＮＣデータの修正装置において、
前記隣接パステーブルの全ての加工パスについて、曲面の境界を示すエッジを検出するエッジ検出手段と、
検出した前記エッジに基づいて、前記領域のＮＣデータを複数の分割領域に分割する分割手段と、
１つの前記分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記分割領域についての曲面を復元すると共に、当該曲面に基づいて、全ての前記隣接パステーブルの各ＮＣデータの曲率を求め、当該曲率に基づいて曲面の境界を示す変曲点を検出する変曲点検出手段と、
検出した前記変曲点に基づいて、前記領域又は前記分割領域のＮＣデータを複数の再分割領域に分割する再分割手段とを更に備え、
前記曲面復元手段は、１つの前記再分割領域のＮＣデータを用いて、１つの曲面として復元することにより、全ての前記再分割領域についての曲面を復元することを特徴とする。
【００２６】
上記課題を解決する第１２の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
上記第１１の発明に記載のＮＣデータの修正装置において、
変曲点検出のための変曲点判定閾値を変更する変曲点変更手段を更に備え、
前記変曲点検出手段は、隣接する加工パス間で変曲点検出に相違が有る場合、前記変曲点判定閾値を変更し、変曲点が検出されなかった加工パスに対して変曲点検出を再度行い、
前記再分割手段は、再度行った変曲点検出で検出された変曲点を加えて、再分割領域への分割を行うことを特徴とする。
【００２７】
上記課題を解決する第１３の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
上記第１０〜上記第１２のいずれか１つの発明に記載のＮＣデータの修正装置において、
エッジ検出のためのエッジ判定閾値を変更するエッジ変更手段を更に備え、
前記エッジ検出手段は、隣接する加工パス間でエッジ検出に相違が有る場合、前記エッジ判定閾値を変更し、エッジが検出されなかった加工パスに対してエッジ検出を再度行い、
前記分割手段は、再度行ったエッジ検出で検出されたエッジを加えて、分割領域への分割を行うことを特徴とする。
【００２８】
上記課題を解決する第１４の発明に係るＮＣデータの修正装置は、
上記第８〜上記第１３のいずれか１つの発明に記載のＮＣデータの修正装置において、
隣接する加工パスが存在しない加工パスを、当該加工パスのＮＣデータを用いて、１つの曲線として復元する曲線復元手段と、
当該加工パスのＮＣデータの位置を、当該ＮＣデータに最も近接する前記曲線上の位置に補正する曲線補正手段を更に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ワーク形状のＣＡＤデータを参照しなくても、ＮＣデータのみから隣接する加工パス同士を用いて曲面を復元し、当該曲面上に位置するようにＮＣデータを修正するので、曲面を滑らかで、往復段差のないものに復元でき、その結果、ＮＣデータを適切に修正して、より使用しやすい、実用的なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るＮＣデータの修正装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るＮＣデータの修正方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係るＮＣデータの修正方法の概要を説明する図である。
【図４】本発明に係るＮＣデータの修正方法における加工パスの判別を説明する図である。
【図５】本発明に係るＮＣデータの修正方法におけるエッジ検出を説明する図である。
【図６】隣接パスが有る場合を説明する図である。
【図７】隣接パスが無い場合を説明する図である。
【図８】従来のスムージング補正を説明する図である。
【図９】従来のスムージング補正の問題点を説明する図である。
【図１０】リトラクト、アプローチ等の点列を含む場合の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るＮＣデータの修正方法及び装置の実施形態について、図１〜図７を参照して説明をする。
【００３２】
（実施例１）
図１は、本発明に係るＮＣデータの修正装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。又、図２は、本発明に係るＮＣデータの修正方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
図１に示すように、本実施例に係るＮＣデータの修正装置１０はコンピュータであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の補助記憶装置１３、キーボードやマウス等の入力装置１４及びディスプレイ、プリンタ等の出力装置１５等を備え、バス１６を介して、互いの情報の入出力を行っている。なお、この修正装置１０は、工作機械本体と独立した装置として構成してもよいし、又、工作機械本体に組み込んだ装置として構成してもよい。
【００３４】
そして、本発明に係るＮＣデータの修正方法は、上記修正装置１０において実施される。これを、図２及び図３〜図５を参照して説明する。ここで、図３は、本発明に係るＮＣデータの修正方法の概要を説明する図であり、図４は、加工パスの判別を説明する図であり、図５は、エッジ検出を説明する図である。なお、図３、図４、図５中の矢印は、加工パスの進行方向を示す。
【００３５】
最初に、修正装置１０の主記憶装置１２、補助記憶装置１３にワーク形状のＮＣデータ全てを読み込む（ステップＳ１）。このＮＣデータは、工作機械の加工パス用に、ワーク形状のＣＡＤデータに基づき、事前にＣＡＭにより作成されたものであり、点列Ｄ（ｉ）毎に座標、ベクトル情報等を有している。なお、本発明においては、ＣＡＤデータは不要であり、以下の手順により、ＮＣデータのみの情報を用いて、曲面を復元し、ＮＣデータを修正している。
【００３６】
次に、ＮＣデータの点列Ｄ（ｉ）全てを加工パス毎に分解する（ステップＳ２；分解手段）。具体的には、各点列Ｄ（ｉ）の座標、ベクトル情報等を解析することにより、各点列Ｄ（ｉ）を加工パス毎に分解する。例えば、図３（ａ）に示すように、各点列Ｄ（ｉ）は、一定間隔でずれながら往復移動する加工パスＰ１〜Ｐ５毎に分解されることになる。このとき、従来は、ＣＡＤデータ等を参照して、事前にリトラクト、アプローチ等に該当する点列Ｄ（ｉ）を除外していたが、本発明において、これらを除外する必要は無い。これについては、図６〜図７を用いて、後述する。
【００３７】
次に、ステップＳ２で作成された加工パスについて、隣接パスが有るか無いか確認し、ある場合には、以下のステップＳ４〜Ｓ１６の処理を実施し、無い場合には、以下のステップＳ１７の処理を実施する（ステップＳ３）。例えば、図４を参照して説明すると、加工パスＰ１〜Ｐ５、加工パスＰ７〜Ｐ１１については、隣接パスがあるため、ステップＳ４〜Ｓ１６の処理を実施し、又、加工パスＰ６については、隣接パスがないため、ステップＳ１７の処理を実施することになる。なお、加工パス同士が隣接するかどうかは、加工パス同士の距離（ピッチ）、ベクトルの角度等から判別する。
【００３８】
次に、隣接パスが有る加工パスについて、隣接する加工パス同士を整理することにより、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルを作成する（ステップＳ４；作成手段）。例えば、図３（ａ）を参照して説明すると、加工パスＰ１〜Ｐ５同士を隣接すると判別して、１つの隣接パステーブルＴ１を作成することになる。又、図４に示すように、加工パスＰ１〜Ｐ５とは隣接しないが、互いに隣接すると判別される加工パスＰ７〜Ｐ１１については、隣接パステーブルＴ１とは別に、隣接パステーブルＴ２を作成する。このように、隣接すると判別される加工パス群毎に隣接パステーブルを作成する。又、隣接パステーブルは、少なくとも、互いに隣接する２つの加工パスから構成すればよいが、互いに隣接する３つ以上の加工パスから構成することが望ましい。
【００３９】
なお、以下のステップＳ６〜Ｓ１５は、ステップＳ４で作成された隣接パステーブル毎に実施されるが、以降の説明では、基本的には、１つの隣接パステーブルに対する処理として説明する。
【００４０】
次に、１つの隣接パステーブルに属する全ての加工パスについて、各点列Ｄ（ｉ）のベクトルの角度等を用いて、曲面の境界を示すエッジを検出し（エッジ検出手段）、エッジを検出した場合にはステップＳ６へ進み、１つの隣接パステーブルに属する加工パスからエッジの検出が全く無い場合には、以下のステップＳ６〜Ｓ１４をスキップし、ステップＳ１５へ進む（ステップＳ５）。
【００４１】
エッジ検出が全く無い場合には、１つの隣接パステーブルに属する全ての加工パスの範囲を１つの領域と判断し、この１つの領域から１つの単純な曲面が復元できるため、以下のステップＳ６〜Ｓ１４をスキップし、ステップＳ１５へ進むことになる。一方、図５（ａ）に示すように、１つの隣接パステーブルに属する全ての加工パスＰ１〜Ｐ５について、加工パスＰ１、Ｐ２においては、エッジＥ１、Ｅ２を検出し、加工パスＰ３〜Ｐ５においては、エッジを検出していない場合は、ステップＳ６へ進むことになる。
【００４２】
次に、隣接する加工パス間でエッジ検出の有無の相違が有るか無いか確認し、有る場合には、ステップＳ７を実行し、無い場合には、ステップＳ７をスキップして、ステップＳ８へ進む（ステップＳ６）。
【００４３】
隣接する加工パス間でエッジ検出の有無の相違が有る場合、エッジ検出のためのエッジ判定閾値を局所的に変更し、再度、エッジ検出を行う（ステップＳ７；エッジ変更手段、エッジ検出手段）。これは、実在するエッジを検出できていない可能性があるためであり、エッジ判定閾値を緩やかな条件に変更することにより、確実にエッジ検出を行うようにするものである。エッジ判定閾値としては、ベクトルの角度を用いる場合には、例えば、ステップＳ５において、２５°でエッジと判定していたものを、このステップＳ７では、２０°でエッジと判定するというように変更する。なお、ここでの「局所的」の意味は、全ての加工パスに適用するということではなく、エッジが検出されなかった加工パスに暫定的に適用するということである。
【００４４】
ステップＳ７における処理を、図５（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。図５（ｂ）に示すように、ステップＳ５において、加工パスＰ１、Ｐ２、Ｐ４にエッジＥ１、Ｅ２、Ｅ４が検出され、加工パスＰ３、Ｐ５にエッジが検出されない場合、隣接する加工パス間でエッジ検出の有無の相違が有ることになる。このような場合に、ステップＳ７において、エッジ判定閾値を変更し、エッジが検出されなかった加工パスＰ３、Ｐ５に対して、再度エッジ検出を行うことにより、図５（ｃ）に示すように、１つの隣接パステーブルにおける全ての加工パスＰ１〜Ｐ５において、エッジＥ１〜Ｅ５が検出されることになる。このようにしてエッジを検出することにより、従来、エッジ周辺部で発生していた往復段差の発生を、軽減させることが可能になる。
【００４５】
そして、以上の処理により取得した隣接パス、エッジ情報に基づいて、１つの隣接パステーブルに属する加工パスの点列Ｄ（ｉ）を複数の分割領域に分割し、そして、再度のエッジ検出で検出されたエッジが有る場合には、そのエッジも加えて、分割領域への分割を行う（分割手段）。その後、１つの分割領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、１つの曲面として復元し、これを、全ての分割領域について行うことにより、ワーク形状の曲面全てを復元する（ステップＳ８；曲面復元手段）。
【００４６】
例えば、図５（ａ）の場合には、１つの隣接パステーブルに属する加工パスＰ１〜Ｐ５と、エッジと判定されたエッジＥ１、Ｅ２との情報から、１つの隣接パステーブルにおいて、曲面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が存在すると判断して、各々の曲面Ｂ１〜Ｂ３に対応する領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、各曲面が滑らかな面となるように復元することになる。又、図５（ｃ）の場合には、１つの隣接パステーブルに属する加工パスＰ１〜Ｐ５と、エッジと判定されたエッジＥ１〜Ｅ５との情報から、１つの隣接パステーブルにおいて、曲面Ｂ１、Ｂ２が存在すると判断して、各々の曲面Ｂ１、Ｂ２に対応する領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、各曲面が滑らかな面となるように復元する。なお、曲面の復元方法としては、公知の方法、例えば、ＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-Spline）等を用いればよい。
【００４７】
次に、ステップＳ８で復元した各曲面に基づいて、対応する分割領域の各点列Ｄ（ｉ）の位置を、各点列Ｄ（ｉ）から最も近接する曲面上の位置となるように補正する（ステップＳ９；曲面補正手段）。例えば、２分法探索により、点列Ｄ（ｉ）から最も近接する曲面上の点を探索し、この点となるように補正すればよい。
【００４８】
次に、ステップＳ８で復元した各曲面に基づいて、対応する分割領域の各点列Ｄ（ｉ）における曲率（ガウス曲率等）を算出し（ステップＳ１０）、算出した曲率情報に基づいて、曲面の境界を示す変曲点（特異点）を検出し（変曲点検出手段）、変曲点を検出した場合にはステップＳ１２へ進み、１つの領域又は１つの分割領域から変曲点の検出が全く無い場合には、以下のステップＳ１２〜Ｓ１６をスキップし、ステップＳ１８へ進む（ステップＳ１１）。変曲点としては、例えば、ガウス曲率であれば、ガウス曲率が０になると変曲点として判断する。
【００４９】
次に、ステップＳ１１で検出した変曲点が、隣接する加工パス間で連続しているかどうか確認し、連続しない場合には、ステップＳ１３を実行し、連続する場合には、ステップＳ１３をスキップして、ステップＳ１４へ進む。
【００５０】
隣接する加工パス間で変曲点が連続しない場合、つまり、変曲点検出に相違が有る場合、変曲点検出のための変曲点判定閾値を局所的に変更し、再度、変曲点を求める（ステップＳ１３；変曲点変更手段、変曲点検出手段）。これは、上述したステップＳ７と同様に、実在するエッジを検出できていない可能性があるためであり、変曲点判定閾値を緩やかな条件に変更することにより、変曲点を抽出しやすくして、更に確実にエッジ検出を行うようにするものである。なお、ここでの「局所的」の意味は、全ての加工パスに適用するということではなく、変曲点が検出されなかった加工パスに暫定的に適用するということである。
【００５１】
ステップＳ７における処理と略同様の説明になってしまうが、ステップＳ１３における処理を、図５（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。図５（ｂ）に示すように、加工パスＰ１、Ｐ２、Ｐ４に変曲点があり、変曲点に基づくエッジＥ１、Ｅ２、Ｅ４が検出され、加工パスＰ３、Ｐ５には変曲点が無く、エッジが検出されない場合、ステップＳ１１において、隣接する加工パス間で変曲点が連続しないと判断される。このような場合、ステップＳ１３において、変曲点判定閾値を変更し、変曲点が無かった加工パスＰ３、Ｐ５に対して、再度、変曲点を求めることにより、図５（ｃ）に示すように、１つの隣接パステーブルにおける全ての加工パスＰ１〜Ｐ５に変曲点が抽出されて、エッジＥ１〜Ｅ５が検出されることになる。このようにしてエッジを検出することにより、従来、エッジ周辺部で発生していた往復段差の発生を、より軽減させることが可能になる。
【００５２】
なお、ある加工パスについて、両隣の加工パスにおいて変曲点（エッジ）が検出されていない場合であって、当該加工パスに変曲点判定閾値にもわずかに満たないものがある場合には、逆に、変曲点（エッジ）が無いと判断して、後述するステップＳ１４において、領域を分割しないようにしてもよい。
【００５３】
そして、以上の処理により取得した隣接パス、変曲点情報に基づいて、上記ステップＳ５で判断した１つの領域又は上記ステップＳ８で分割した分割領域を、更に小さい再分割領域に分割し、そして、再度の変曲点検出で検出された変曲点が有る場合には、その変曲点を加えて、再分割領域への分割を行う（ステップＳ１４；再分割手段）。
【００５４】
次に、ステップ１４において分割した１つの再分割領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、１つの曲面として復元し、これを、全ての再分割領域について行うことにより、ワーク形状の曲面全てを復元する（ステップＳ１５；曲面復元手段）。例えば、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、隣接パスＰ１〜Ｐ５、変曲点により検出されたエッジＥFに基づいて、領域を曲面Ｂ１F、Ｂ２Fに該当する領域に分割し、分割した領域の点列Ｄ（ｉ）から曲面Ｂ１F、Ｂ２Fを復元することになる。その結果、滑らかで、往復段差のない曲面を復元することができる。
【００５５】
一方、ステップＳ５において、１つの隣接パステーブルに属する全ての加工パスについて、エッジの検出が全く無い場合には、１つの隣接パステーブルに属する全ての加工パスの範囲を１つの領域と判断し、この領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、１つの曲面として復元し、これを、全ての隣接パステーブルについて行うことにより、ワーク形状の曲面全てを復元することになる（曲面復元手段）。この場合であっても、１つの領域から１つの単純な曲面が復元できるため、滑らかで、往復段差のない曲面を復元できることになる。
【００５６】
次に、ステップＳ８又はステップＳ１５で復元した曲面に基づいて、全ての隣接パステーブルの各点列Ｄ（ｉ）の位置を、各点列Ｄ（ｉ）から最も近接する曲面上の位置となるように補正する（ステップＳ１６；曲面補正手段）。例えば、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明すると、当初の点列Ｄ（ｉ）が、復元した曲面Ｂ１F、Ｂ２F上の位置となるように、位置Ｄ（ｉ）Fの位置に補正されることになる。なお、点列Ｄ（ｉ）の補正方法としては、例えば、２分法探索により、点列Ｄ（ｉ）から最も近接する曲面上の点を探索し、この点となるように補正すればよい。
【００５７】
上記ステップＳ８〜Ｓ９、Ｓ１５〜Ｓ１６では、同一面と判断できる１つの領域（１つの隣接パステーブル）、１つの分割領域又は１つの再分割領域を１つの曲面として復元している。一方、同一面と判断できる１つの領域（１つの隣接パステーブル）、１つの分割領域又は１つの再分割領域に属する加工パスについて、対象となる加工パスと隣接する前後各２本〜４本程度の加工パス、つまり、全体で５本〜９本程度の加工パスからなるグループを加工パス毎に作成し、作成された複数のグループについて、１つのグループを１つの領域と規定し直し、その１つの領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、１つの曲面として復元するようにしてもよい（曲面復元手段）。その場合、対象とする加工パスをＮＣデータの順にずらしていき、その度に、１つの領域を規定し直し、当該１つの領域の点列Ｄ（ｉ）を用いて、１つの曲面として復元し、それを、全ての隣接パステーブルの全ての領域に対して行うことにより、ワーク形状の曲面全てを復元するようにしてもよい。
【００５８】
一方、ステップＳ３において、隣接パスが無い場合、例えば、図４に示す加工パスＰ６のように、隣接する加工パスが存在しない加工パスについては、当該加工パスの点列Ｄ（ｉ）を用いて、これが滑らかな曲線になるように、１つの曲線として復元し、当該加工パスの各点列Ｄ（ｉ）の位置を、当該点列Ｄ（ｉ）に最も近接する曲線上の位置に補正する（ステップＳ１７；曲線復元手段、曲線補正手段）。通常、加工パスＰ６のように、隣接パスが無いパスは、移動のためのパスであると考えられ、従来は、ＣＡＤデータ等を参照して、事前に前処理により除外していたが、本発明では除外する必要は無く（前処理不要）、全ての点列Ｄ（ｉ）を用いて補正を行っている。なお、隣接する加工パスが存在しない加工パスにおける点列Ｄ（ｉ）が２点である場合には、曲線としての補正は行わずに、この２点間を結ぶ直線として補正してもよい。
【００５９】
そして、以上のようにして補正された全ての点列Ｄ（ｉ）について、元の点列順に整列する（ステップＳ１８）。その結果、ＮＣデータが修正されることになる（ステップＳ１９）。従って、上記処理手順を実施することにより、ＣＡＤデータを参照しなくて、隣接パスが特定できる範囲で曲面を復元し、その曲面上にＮＣデータの点列Ｄ（ｉ）を補正するので、ＮＣデータを工作機械ユーザがより使用しやすい実用的なものとすることができる。
【００６０】
又、本発明においては、従来、ＣＡＤデータ等を参照して、事前に前処理により除外していたリトラクト、アプローチに該当する点列も、除外すること無く、上述した処理が行われている。これを、隣接パスが有る場合を図６に、隣接パスが無い場合を図７に示して説明する。
【００６１】
上記ステップＳ１〜Ｓ４の処理により、リトラクト、アプローチに該当する点列も含めて、全点列は加工パス毎に分解されて、隣接する加工パス同士からなる隣接パステーブルとして作成される。例えば、図６（ａ）に示すように、曲面Ｂｓのための加工ＰＣ１、ＰＣ４だけではなく、リトラクトＰＣ２、アプローチＰＣ３に該当する点列を含む加工パスＰ１〜Ｐ５が互いに隣接する場合には、加工パスＰ１〜Ｐ５を１つの隣接パステーブルとして作成する。
【００６２】
そして、上記ステップＳ５〜Ｓ１５の処理により、エッジ（曲面の境界）が検出され、領域が分割されると共に、分割された領域毎に曲面が復元され、その後、上記ステップＳ１６の処理により、加工パスの点列の位置を復元曲面上に補正することになる。例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に一例を示すと、加工ＰＣ１対応する曲面Ｂ１、加工ＰＣ４に対応する曲面Ｂ４だけではなく、リトラクトＰＣ２に対応する曲面Ｂ２、アプローチＰＣ３に対応する曲面Ｂ３等も復元され、加工パスＰｎの点列の位置を復元された曲面Ｂ１〜Ｂ４上に補正している。
【００６３】
このように、本発明においては、リトラクト、アプローチに該当する点列も含めて、曲面として復元しているため、ＣＡＤデータ等を参照して、事前に前処理によりアプローチ、リトラクトの点列を除去しなかった場合に発生する不具合、即ち、誤った曲面を復元してしまったり（図１０（ｂ）等参照）、実際の加工に使用する点列まで除去してしまったり（図１０（ｃ）等参照）することはない。
【００６４】
一方、上記ステップＳ３において、リトラクト、アプローチに該当する点列を含む加工パスについて、隣接パスが無いと判断された場合には、上記ステップＳ１７に進み、当該加工パスの点列を用いて、これが滑らかな曲線になるように、１つの曲線として復元し、当該加工パスの各点列の位置を、当該点列に最も近接する曲線上の位置に補正する。例えば、図７（ａ）に示すように、曲面Ｂｓのための加工ＰＣ１、ＰＣ４だけではなく、リトラクトＰＣ２、アプローチＰＣ３に該当する点列を含む加工パスＰｎについて、隣接パスが無い場合には、加工パスＰｎの点列を用い、１つの曲線ＬFとして復元し、この曲線ＬF上の位置となるように補正を行えば、図７（ｂ）、（ｃ）に一例を示すように、加工ＰＣ１、リトラクトＰＣ２、アプローチＰＣ３、加工ＰＣ４に対応する曲線ＬF上に加工パスＰｎの点列の位置を補正することになる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、数値制御工作機械に用いるＮＣデータを修正するものであり、ＣＡＤデータを参照できない場合でも滑らかな加工面を実現するのに好適である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  修正装置
１１  ＣＰＵ
１２  主記憶装置
１３  補助記憶装置
１４  入力装置
１５  出力装置
１６  バス
【図１】
2010176447.tif 000003
【図２】
2010176447.tif 000004
【図３】
2010176447.tif 000005
【図４】
2010176447.tif 000006
【図５】
2010176447.tif 000007
【図６】
2010176447.tif 000008
【図７】
2010176447.tif 000009
【図８】
2010176447.tif 000010
【図９】
2010176447.tif 000011
【図１０】
2010176447.tif 000012