(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの指定された任意の領域内を削り取っていく加工を行う、領域加工方法において、
部品輪郭及び各種加工条件を設定し（ステップＳ１）、
前記部品輪郭に沿って少なくとも工具半径分内側にオフセットされた最外周のオフセット輪郭と前記最外周のオフセット輪郭の内側に切り込み量分ずつ内側にオフセットされたオフセット輪郭とを求め（ステップＳ２）、
隣接する２つの前記オフセット輪郭の間に作られる削り残し部分の削り残し輪郭を求め（ステップＳ３）、
前記オフセット輪郭同士及び前記オフセット輪郭と前記削り残し輪郭との間を結んだ工具経路を出力する（ステップＳ４）、
ことからなることを特徴とする領域加工方法。
【請求項２】
前記オフセット輪郭を求めるステップ（Ｓ２）は、求められた前記オフセット輪郭をオフセット輪郭テーブルに格納するステップを含んでいることを特徴とする請求項１記載の領域加工方法。
【請求項３】
前記削り残し輪郭を求めるステップ（Ｓ３）は、あるオフセット輪郭の外側に工具半径分オフセットされた第１の輪郭を求め、前記あるオフセット輪郭の外側に隣接するオフセット輪郭の内側に工具半径分オフセットされた第２の輪郭を求め、前記第１の輪郭の定義方向を第１の方向に定め、前記第２の輪郭の定義方向を前記第１の方向と逆方向の第２の方向に定め、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭との重なる部分を取り除いた輪郭を求め、求められた輪郭の内、定義方向が前記第２の方向の輪郭のみを削り残し輪郭とするステップを含んでいることを特徴とする請求項１記載の領域加工方法。
【請求項４】
前記削り残し輪郭を求めるステップ（Ｓ３）は、削り残し輪郭を、最も外側にあるオフセット輪郭と前記最も外側にあるオフセット輪郭の内側に隣接するオフセット輪郭との間の領域から求め、以下、内側に向けて順次求めていくことを特徴とする請求項１記載の領域加工方法。
【請求項５】
前記第１の輪郭の定義方向を定めた第１の方向は反時計方向であり、前記第２の輪郭の定義方向を定めた第２の方向は時計方向であることを特徴とする請求項３記載の領域加工方法。
【請求項６】
前記削り残し輪郭を求めるステップ（Ｓ３）は、求められた前記削り残し輪郭を削り残し輪郭テーブルに格納するステップを含んでいることを特徴とする請求項１記載の領域加工方法。
【請求項７】
前記工具経路を出力するステップ（Ｓ４）は、最も内側にあるオフセット輪郭と前記最も内側にあるオフセット輪郭の外側に位置又は隣接する前記削り残し輪郭又はオフセット輪郭との間の工具経路を出力し、以下、外側に向けて順次工具経路を出力していくことを特徴とする請求項１記載の領域加工方法。
【請求項８】
前記工具経路を出力するステップ（Ｓ４）は、前記隣接するオフセット輪郭間に前記削り残し輪郭があるとき、前記オフセット輪郭を構成する各要素の始点と前記削り残し輪郭との間の距離が最も近い経路を求めるステップを含んでいることを特徴とする請求項１記載の領域加工方法。
【請求項９】
前記最も近い経路を求めるステップは、前記各要素の始点と削り残し輪郭との間の距離が切り込み量以下であるとき、前記始点と前記削り残し輪郭との間の工具経路を出力することを特徴とする請求項８記載の領域加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は領域加工方法に関し、特にワークの指定された任意の領域内を削り取る領域加工において、削り残し部分のない工具経路を作成することができる領域加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動プログラミング装置では、部品輪郭を指定し、さらに残したい部分を島という形で定義しておくと、その島を避けるような形で、指定された部品輪郭内を削っていく領域加工のプログラムが作られる。この自動プログラミング装置により、ワークの指定された任意の領域内を削り取るための工具経路を作成するときには、加工時間を短縮するために、加工するための工具経路をできるだけ短くするようにされる。工具経路は一般に切り込み量を大きくすることによって短くすることができるが、加工される領域によっては、工具の径や切り込んでいく量などの関係によって削り残しの部分が発生することがある。このような削り残しの部分は、たとえば鋭角なコーナでの加工のように、工具の半径よりも切り込み量が大きくなる場合に発生する。
【０００３】
従来では、このような削り残しの部分の発生に対して、切り込み量を小さくすることで、隣接する工具経路で加工される領域を重ね合わせるようにし、これによって削り残し部分の発生を防ぐようにしている。又は、削り残しの部分が発生するのを承知で領域加工し、後から削り残しの部分だけを手動で削り取るという方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来では、領域加工時に削り残しの部分が発生するような場合には、切り込み量を小さくして対処するか、後から削り残しの部分だけを手動で削り取るようにしているが、しかし、切り込み量を小さくすれば、加工するための工具経路が長くなり、削り残しの部分だけを手動で削り取る場合には、後処理に非常に手間が掛かることになり、いずれにしても、加工時間が長くなってしまうことになる、という問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、自動プログラミング装置で領域加工の工具経路作成時に、削り残しの部分が発生するようであれば、この削り残しの部分をも削り取るような工具経路を作成するような領域加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、ワークの指定された任意の領域内を削り取っていく加工を行う、領域加工方法において、部品輪郭及び各種加工条件を設定し、前記部品輪郭に沿って少なくとも工具半径分内側にオフセットされた最外周のオフセット輪郭と前記最外周のオフセット輪郭の内側に切り込み量分ずつ内側にオフセットされたオフセット輪郭とを求め、隣接する２つの前記オフセット輪郭の間に作られる削り残し部分の削り残し輪郭を求め、前記オフセット輪郭同士及び前記オフセット輪郭と前記削り残し輪郭との間を結んだ工具経路を出力することからなることを特徴とする領域加工方法が提供される。
【０００７】
【作用】
上述の手段によれば、設定された部品輪郭及び各種加工条件に従ってオフセット輪郭を求める。次に、隣接するオフセット輪郭間に削り残し部分があるかどうかを調べ、あれば削り残し輪郭を求める。そして、先に求めたオフセット輪郭をなぞって工具経路とするが、途中に削り残し部分があれば、その削り残し輪郭に移ってそこを工具経路とし、この削り残し輪郭が終わればオフセット輪郭に戻ってそこを工具経路とするようにして、工具を動かすための工具経路を順次出力していく。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明による領域加工方法を示すフローチャートである。図において、自動プログラミング装置により、領域加工の工具経路を作成するときの領域加工方法において、まず、部品輪郭及び各種加工条件を設定する（ステップＳ１）。すなわち、最初に、ワークから削り取りたい領域の輪郭を表す部品輪郭と、工具径、切り込み量、仕上げ代などの領域加工を行う上で必要な各種加工条件とを設定する。
【０００９】
次に、オフセット輪郭の作成処理を行う（ステップＳ２）。すなわち、ステップＳ１にて設定された部品輪郭に沿って工具半径に仕上げ代をプラスした分だけ内側にオフセットされた一番外側のオフセット輪郭を求める。その後、その一番外側のオフセット輪郭の内側に向かって、それぞれ切り込み量ずつ内側にオフセットされたオフセット輪郭を求めていく。
【００１０】
次に、隣接するオフセット輪郭の間に作られる削り残し部分の削り残し輪郭を作成する処理を行う（ステップＳ３）。すなわち、前のステップＳ２では、互いに切り込み量ずつオフセットされたオフセット輪郭が求められるが、特に、鋭角なコーナ部分において削り残し部分が発生されるので、そのコーナ部分にて発生される削り残し部分を検知し、その部分の削り残し輪郭を求める。
【００１１】
最後に、工具が実際に通る工具径路を出力する（ステップＳ４）。すなわち、工具径路は、ステップＳ２で求められたオフセット輪郭をなぞっていき、その途中で削り残し部分があればステップＳ３で求められた削り残し輪郭に移ってその削り残し輪郭をなぞっていき、終わればそのオフセット輪郭に戻り、さらに、このオフセット輪郭が終われば隣接するオフセット輪郭に移っていく、というような連続した工具経路を出力する。
【００１２】
次に、オフセット輪郭の作成以降の処理の詳細について説明する。図２はオフセット輪郭作成時の処理を表した説明図である。
図において、１は領域加工を行うワークであり、その表面の破線で示した部品輪郭２の内側を予め設定された深さで削り取るものとしている。オフセット輪郭を作成する場合には、まず、一番外側のオフセット輪郭３ａを作成する。この一番外側のオフセット輪郭３ａは、部品輪郭２から仕上げ代αを考慮した工具半径ｒ分だけ内側にオフセットした位置に作成され、これが工具の通る工具中心となる。
【００１３】
続いて、一番外側のオフセット輪郭３ａから予め設定された切り込み量ｄｒだけ内側にオフセットした位置に第２のオフセット輪郭３ｂが作成される。以下、同様に、第３、第４そして第５のオフセット輪郭３ｃ、３ｄ、３ｅがそれぞれ切り込み量ｄｒだけ隔てられて内側に作成される。
【００１４】
図３はオフセット輪郭の作成の処理の詳細を示すフローチャートである。
この図において、まず最初に、オフセット輪郭の番号を表す変数ｋを１に初期設定する（ステップＳ１１）。次に、予め設定された部品輪郭を［工具半径＋仕上げ代］だけ内側にオフセットする（ステップＳ１２）。ここで、オフセット輪郭が求まったかどうかが判断される（ステップＳ１３）。オフセット輪郭が求まらなければ、このオフセット輪郭の作成処理から復帰し、オフセット輪郭が求まれば、求まったオフセット輪郭をｋ番目、ここでは１番目のオフセット輪郭としてオフセット輪郭テーブルに登録する（ステップＳ１４）。これにより、部品輪郭に沿って工具の中心が通る一番外側の閉曲線の径路が求められる。
【００１５】
次に、オフセット輪郭テーブルからｋ番目の輪郭を読みだす（ステップＳ１５）。そして、読みだした輪郭を切り込み量で内側にオフセットする（ステップＳ１６）。ここで、オフセット輪郭が求まったかどうかが判断され（ステップＳ１７）、オフセット輪郭が求まらなければ、このオフセット輪郭の作成処理から復帰し、オフセット輪郭が求まれば、ｋを１つインクリメントして（ステップＳ１８）、求まったオフセット輪郭をｋ番目のオフセット輪郭としてオフセット輪郭テーブルに登録する（ステップＳ１９）。その後、ステップＳ１５に戻り、切り込み量ずつ内側にオフセットされたオフセット輪郭を求めるステップＳ１５ないしＳ１９をオフセット輪郭が求められなくなるまで繰り返して処理する。
【００１６】
なお、オフセット輪郭テーブルには、求められたオフセット輪郭が何番目のオフセット輪郭かを識別する番号と、求められたオフセット輪郭を構成する各要素のデータ、すなわち、線分であればその始点及び終点の座標、円弧であればその始点、終点及び中心の座標、半径及び回転方向のデータと、この要素が当該オフセット輪郭の何番目の要素かを表す番号とが格納されている。
【００１７】
このようにしてすべてのオフセット輪郭が求められると、次に、削り残し輪郭の作成処理に進む。図４は削り残し部分を検知する時の処理を表した説明図であり、図５は削り残し輪郭が作成された状態を表した説明図である。
【００１８】
特に、鋭角のコーナにて発生される削り残しの部分は、指定された切り込み量だけ順にオフセットして作られたオフセット輪郭の内、隣り合うオフセット輪郭に対して工具半径分オフセットし、これによって求められた輪郭を合成することによって検知することができる。
【００１９】
これを、図４を参照して詳述する。この図によれば、隣り合う２つの、たとえば、ｋ番目及びｋ＋１番目のオフセット輪郭３ｋ  、３ｋ＋１  があり、その一部に鋭角のコーナがある状態を示している。ここで、内側のオフセット輪郭３ｋ＋１  を工具半径ｒで外側にオフセットして輪郭４Ｏ  を求め、外側のオフセット輪郭３ｋ  を工具半径ｒで内側にオフセットして輪郭４Ｉ  を求める。そして、これら輪郭４Ｏ  及び４Ｉ  には進行方向が付けられる。たとえば、輪郭４Ｏ  には反時計方向に、輪郭４Ｉ  には時計方向に進行方向が付けられる。ここで、２つの輪郭４Ｏ  及び４Ｉ  による形状が重なっていない部分でかつ内側のオフセット輪郭３ｋ＋１  から工具半径ｒ以上離れている部分が削り残し部分である。具体的には、削り残し部分は、２つの形状の重なっていない部分を求め、これらの中から定義方向が輪郭４Ｉ  に付けられた方向と同じものだけを求めることによって、得ることができ、この形状から削り残し輪郭５が作成される。図５にはこのようにして求められた削り残し輪郭５が作成された状態を示しており、図示の例では、削り残し輪郭５が鋭角なコーナ毎にそれぞれ作成されている。
【００２０】
図６及び図７は削り残し輪郭の作成の処理の詳細を示すフローチャートである。
この図において、まず最初に、オフセット輪郭の番号を表す変数ｋを１に初期設定する（ステップＳ２１）。次に、オフセット輪郭テーブルからｋ＋１番目のオフセット輪郭３ｋ＋１  を読みだす（ステップＳ２２）。ここで、オフセット輪郭３ｋ＋１  が読みだされたかどうかが判断される（ステップＳ２３）。オフセット輪郭３ｋ＋１  が読みだされなければ、この処理から復帰し、オフセット輪郭３ｋ＋１  が読みだされれば、読みだされたオフセット輪郭３ｋ＋１  を工具半径ｒで外側にオフセットし、輪郭４Ｏ  を求める（ステップＳ２４）。今度は、同様に、オフセット輪郭テーブルからｋ番目のオフセット輪郭３ｋ  を読みだし（ステップＳ２５）、読みだされたオフセット輪郭３ｋ  を工具半径ｒで内側にオフセットし、輪郭４Ｉ  を求める（ステップＳ２６）。そして、輪郭４Ｏ  の定義方向を反時計方向に修正し（ステップＳ２７）、輪郭４Ｉ  の定義方向を時計方向に修正する（ステップＳ２８）。
【００２１】
次に、求められた２つの輪郭４Ｏ  及び輪郭４Ｉ  の合成処理を行い（ステップＳ２９）、合成処理によって１個以上の削り残し輪郭（合成輪郭）が求まったかどうかを判断し（ステップＳ３０）、合成輪郭が求まれば、合成した輪郭と輪郭情報としての番号ｋとを削り残し輪郭テーブルに登録する（ステップＳ３１）。合成輪郭が１つも求まらなければ、ステップＳ３１はパスされる。このようにして、ｋ番目とｋ＋１番目のオフセット輪郭３ｋ  及び３ｋ＋１  の間に存在する削り残し輪郭が求められる。次に、１つ内側のオフセット輪郭３ｋ＋１  及び３ｋ＋２  の間の領域に存在する削り残し輪郭をチェックするため、ｋにｋ＋１が代入され（ステップＳ３２）、ステップＳ２２に戻される。
【００２２】
図８は輪郭の合成処理の詳細を示すフローチャートである。図８によれば、求められた２つの輪郭４Ｏ  及び輪郭４Ｉ  の形状を重ね合わせ、これによって重なる部分を取り除き、残った部分の輪郭を求める（ステップＳ２９１）。続いて、求められた輪郭のうち、定義方向が時計方向の輪郭のみを合成結果の輪郭とする（ステップＳ２９２）。ここで得られた合成輪郭がｋ番目とｋ＋１番目のオフセット輪郭３ｋ  及び３ｋ＋１  の間に存在する削り残し輪郭である。
【００２３】
なお、削り残し輪郭テーブルには、合成輪郭の形状データの他に、輪郭情報としてｋのみが登録されるが、これは、削り残し輪郭のチェックを外側から内側に向かって行っているので、削り残し輪郭がｋ番目とｋ＋１番目のオフセット輪郭３ｋ  及び３ｋ＋１  の間に検知された削り残し輪郭であることを意味している。
【００２４】
図９は工具径路が求められた状態を表した説明図である。この図によれば、すべてのオフセット輪郭３ａ、３ｂ、３ｃ  ３ｄ、３ｅとすべての削り残し輪郭とは相互に最短距離で接続されている。したがって、オフセット輪郭をなぞって工具が進んでいき、途中に削り残し輪郭があれば、工具はそこに移り、削り残し輪郭をなぞって一周すると、元のオフセット輪郭に戻り、このオフセット輪郭が終了すると隣のオフセット輪郭に移る、という加工を行っていく。
【００２５】
図１０及び図１１は工具径路の出力処理の詳細を示すフローチャートである。この図において、まず最初に、変数ｋにオフセット輪郭テーブルに登録されているオフセット輪郭の最大数を代入する（ステップＳ４１）。次に、オフセット輪郭テーブルからｋ番目のオフセット輪郭を読みだす（ステップＳ４２）。ここで、オフセット輪郭が読みだされたかどうかが判断される（ステップＳ４３）。もし、オフセット輪郭が読みだされなければ、この処理から復帰し、オフセット輪郭が読みだされれば、オフセット輪郭を構成している要素の番号を表す変数ｉに１を代入する（ステップＳ４４）。
【００２６】
次いで、オフセット輪郭テーブルから読みだされたオフセット輪郭のｉ番目の要素を読みだす（ステップＳ４５）。ここで、ｉ番目の要素が読みだされたかどうかが判断され（ステップＳ４６）、もし、読みだされなければ、ｋにｋ−１が代入され（ステップＳ４７）、ステップＳ４２に戻って１つ外側のオフセット輪郭についての工具径路の出力処理に移る。ステップＳ４６でｉ番目の要素が読みだされれば、削り残し輪郭テーブルから、輪郭情報がｋ−１となっている輪郭を読みだして、ｋ−１番目とｋ番目のオフセット輪郭の間に存在する削り残し輪郭を読みだす（ステップＳ４８）。
【００２７】
次に、ｉ番目の要素の始点から先に読みだされた削り残し輪郭までの距離を求める（ステップＳ４９）。求められた距離が切り込み量以下かどうかが判断される（ステップＳ５０）。もし、距離が切り込み量以下の場合には、その削り残し輪郭を、工具径路として出力し（ステップＳ５１）、距離が切り込み量以下でない場合にはステップＳ５１をパスし、その後、ｉ番目の要素を工具径路として出力する（ステップＳ５２）。そして、次の要素のチェックのために、ｉを１つインクリメントしてから（ステップＳ５３）、ステップＳ４５に戻る。
【００２８】
なお、図示の例では、工具径路を内側から外側に向かって決めていく方法を示したが、外側から内側に向かって工具径路を作成していく方法でもよい。
図１２は本発明を実施するための自動プログラミング装置のハードウェアのブロック図である。
【００２９】
図において、自動プログラミング装置は、プロセッサ１１、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２、メインメモリ（ＲＡＭ）１３、グラフィック制御回路１４、表示装置１５、キーボード１６、タブレット１７、ハードディスク装置（ＨＤＤ）１８、フロッピーディスク装置（ＦＤＤ）１９、プロッタ２０、プリンタ／紙テープパンチャ（ＰＴＰ）２１によって構成され、これらの構成要素はバス１０によって互いに結合されている。
【００３０】
プロセッサ１１は、読取り専用メモリ１２に格納されているシステムプログラムに従って自動プログラミング装置全体を制御する。メインメモリ１３には、領域加工方法を実行するときに設定される部品輪郭や各種加工条件、領域加工方法を実行している途中で生成されるオフセット輪郭テーブル、削り残し輪郭テーブル、領域加工のために作成されたシーケンスプログラムなどが格納される。
【００３１】
グラフィック制御回路１４はプロセッサ１１からの表示データを表示信号に変換し、表示装置１５に送る。表示装置１５は、この表示信号を受けて画面表示を行う。この表示装置１５にはＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）や液晶表示装置などが使用される。
【００３２】
キーボード１６はデータ入力に使用される操作キーや、ファンクションキーなどを備えている。タブレット１７は形状情報のデータ入力に使用される。
ハードディスク装置１８は、作成されたシーケンスプログラムなど、電源遮断後も保存すべきデータが格納される。フロッピーディスク装置１９は、フロッピーディスク１９ａを駆動してシーケンスプログラムなどを読み出したり、作成または編集されたシーケンスプログラムをフロッピーディスク１９ａに書き込むことができる。
【００３３】
また、自動プログラミング装置によって作成されたシーケンスプログラムは、プロッタ２０、プリンタ／紙テープパンチャ２１に出力することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、自動プログラミング装置で指定された任意領域内を削り取ることのできる領域加工の工具径路を作成するとき、オフセット輪郭を作成した後で削り残し輪郭を作成しておき、オフセット輪郭を工具径路として出力しながら、近くに削り残し輪郭があれば、工具径路をそこに移していくようにしたので、たとえオフセット輪郭を作成する段階で削り残し部分が発生したとしても、削り残しなく領域加工することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による領域加工方法を示すフローチャートである。
【図２】オフセット輪郭作成時の処理を表した説明図である。
【図３】オフセット輪郭の作成の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】削り残し部分を検知する時の処理を表した説明図である。
【図５】削り残し輪郭が作成された状態を表した説明図である。
【図６】削り残し輪郭の作成の処理の詳細を示すフローチャート（その１）である。
【図７】削り残し輪郭の作成の処理の詳細を示すフローチャート（その２）である。
【図８】輪郭の合成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】工具径路が求められた状態を表した説明図である。
【図１０】工具径路の出力処理の詳細を示すフローチャート（その１）である。
【図１１】工具径路の出力処理の詳細を示すフローチャート（その２）である。
【図１２】本発明を実施するための自動プログラミング装置のハードウェアのブロック図である。
【符号の説明】
１  ワーク
２  部品輪郭
３  オフセット輪郭
４  輪郭
５  削り残し輪郭
【図１】
0003593137.tif 000002
【図２】
0003593137.tif 000003
【図３】
0003593137.tif 000004
【図４】
0003593137.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003593137.tif 000007
【図７】
0003593137.tif 000008
【図８】
0003593137.tif 000009
【図９】
0003593137.tif 000010
【図１０】
0003593137.tif 000011
【図１１】
0003593137.tif 000012
【図１２】
0003593137.tif 000013