(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの加工形状を記憶する加工形状記憶手段と、
工具が前記ワークを加工する工具位置を複数の軸方向に移動させる加工機を用いて前記ワークを前記加工形状に加工する際の予め指定された指定工具軌跡を記憶する工具軌跡記憶手段と、
前記工具が前記ワークを加工する際の予め指定された指定工具移動速度を記憶する工具移動速度記憶手段と、
最大加速度を前記加工機の加速の許容限度を示すパラメータとして記憶するパラメータ記憶手段と、
前記指定工具軌跡を、該指定工具軌跡の曲率が小さい部分は大きい間隔で分割し、該指定工具軌跡の曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割して複数の分割軌跡を求める分割軌跡算出手段と、
工具移動速度を変えながら前記工具位置を前記分割軌跡上で移動させる前記加工機の駆動部に出力するための、前記工具位置を前記指定工具移動速度に従った速度で各分割軌跡上を移動させて前記ワークを加工するときの該分割軌跡上における始点の各軸位置と、該各軸位置から前記曲率に応じて前記加速の許容限度を超えないように所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度と、を軸制御データとして求める軸制御データ算出手段と、
前記軸制御データに基づいて前記工具が前記ワークを加工する際の工具位置を求める工具位置算出手段と、
前記軸制御データに基づいて求められた前記ワークを加工する際の工具位置と前記ワークの加工形状とを比較して該加工形状に対し前記工具が食い込んだ状態にあるか否かを判断する工具食い込み判断手段と、
前記工具が食い込んだ状態にあると判断されたときに、該食い込んだ状態が回避されるように前記工具位置を修正する工具位置修正手段と、
前記修正された工具位置に基づいて前記軸制御データにおける各軸方向の工具移動速度を修正する軸制御データ修正手段と、を備え、
前記所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度が、前記分割軌跡上の接線方向に前記工具が移動するよう決められたものであり、
前記駆動部が、前記軸制御データの前記所定の時間間隔Δｔで求めた時間Ｔｉにおける前記各軸方向の工具移動速度Ｖｉが次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）までに次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）における前記各軸方向の工具移動速度Ｖｉ＋１になるように前記各軸方向の工具移動速度を変えるものであることを特徴とする加工制御装置。
【請求項２】
ワークの加工形状を記憶する加工形状記憶手段と、
工具が前記ワークを加工する工具位置を複数の軸方向に移動させる加工機を用いて前記ワークを前記加工形状に加工する際の予め指定された指定工具軌跡を記憶する工具軌跡記憶手段と、
前記工具が前記ワークを加工する際の予め指定された指定工具移動速度を記憶する工具移動速度記憶手段と、
最大加速度を前記加工機の加速の許容限度を示すパラメータとして記憶するパラメータ記憶手段と、
前記指定工具軌跡を、該指定工具軌跡の曲率が小さい部分は大きい間隔で分割し、該指定工具軌跡の曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割して複数の分割軌跡を求める分割軌跡算出手段と、
工具移動速度を変えながら前記工具位置を前記分割軌跡上で移動させる前記加工機の駆動部に出力するための、前記工具位置を前記指定工具移動速度に従った速度で各分割軌跡上を移動させて前記ワークを加工するときの該分割軌跡上における始点の各軸位置と、該各軸位置から前記曲率に応じて前記加速の許容限度を超えないように所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度と、を軸制御データとして求める軸制御データ算出手段と、
前記軸制御データに基づいて前記工具が前記ワークを加工する際の工具位置を求める工具位置算出手段と、
前記軸制御データに基づいて求められた前記ワークを加工する際の工具位置と前記ワークの加工形状とを比較して前記工具位置が前記加工形状の内側の領域にあるか外側の領域にあるかを確認し、前記工具位置が前記内側の領域にあるときは前記加工形状に対し前記工具が食い込んだ状態にあると判断し、前記工具位置が前記外側の領域にあるときは前記工具に食い込みのない状態と判断する工具食い込み判断手段と、
前記工具が食い込んだ状態にあると判断されたときに、前記工具が前記加工形状の外側の領域を通過するように前記食い込んだ状態の工具位置を修正する工具位置修正手段と、
前記修正された工具位置に基づいて前記軸制御データにおける各軸方向の工具移動速度を修正する軸制御データ修正手段と、を備え、
前記所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度が、前記分割軌跡上の接線方向に前記工具が移動するよう決められたものであり、
前記駆動部が、前記軸制御データの前記所定の時間間隔Δｔで求めた時間Ｔｉにおける前記各軸方向の工具移動速度Ｖｉが次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）までに次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）における前記各軸方向の工具移動速度Ｖｉ＋１になるように前記各軸方向の工具移動速度を変えるものであることを特徴とする加工制御装置。
【請求項３】
前記工具位置修正手段は、前記修正された工具位置のスムージング処理を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の加工制御装置。
【請求項４】
前記スムージング処理は、前記修正された工具位置の近傍にある食い込みのない工具位置を通りかつ前記修正された工具位置を近似する近似曲線を生成し、該生成された近似曲線上に前記修正された工具位置が含まれるように配列し直して工具位置を更に修正する処理であることを特徴とする請求項３に記載の加工制御装置。
【請求項５】
前記近似曲線はパラメトリック曲線とすることを特徴とする請求項４に記載の加工制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工機で工具によりワークを加工するときのワークの加工形状に対する工具の食い込みを回避する加工制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に工作機械におけるワークの加工においては、事前に加工シミュレーション等を行って加工形状に対し取り過ぎ等の不具合があるか否かを確認し、取り過ぎが確認された場合は該取り過ぎを回避すべく適宜加工プログラム等の修正を行う。このような場合の具体的な技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−０１９９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の如く取り過ぎを回避すなわち加工形状に対する工具の食い込みを回避すべく加工プログラム等の修正を行う場合は、一般にオペレータが加工シミュレーションを行い工具の食い込みが回避されるまで加工形状に対する取り残し量や工具の移動方向等の加工条件パラメータや加工形状自体を試行錯誤を繰り返しながら見直す等している。
【０００５】
しかしながら、このように工具の食い込みを回避すべく作業者が試行錯誤を繰り返していたのでは、作業が極めて煩雑で、加工制御装置における工具の食い込みの回避を効率よく行うことができない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ワークの加工形状に対する工具の食い込みを効率よく回避することができる加工制御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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の加工制御装置に係る発明は、ワークの加工形状を記憶する加工形状記憶手段と、工具がワークを加工する工具位置を複数の軸方向に移動させる加工機を用いてワークを加工形状に加工する際の予め指定された指定工具軌跡を記憶する工具軌跡記憶手段と、工具がワークを加工する際の予め指定された指定工具移動速度を記憶する工具移動速度記憶手段と、最大加速度を加工機の加速の許容限度を示すパラメータとして記憶するパラメータ記憶手段と、指定工具軌跡を、該指定工具軌跡の曲率が小さい部分は大きい間隔で分割し、該指定工具軌跡の曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割して複数の分割軌跡を求める分割軌跡算出手段と、工具移動速度を変えながら工具位置を分割軌跡上で移動させる加工機の駆動部に出力するための、工具位置を指定工具移動速度に従った速度で各分割軌跡上を移動させてワークを加工するときの該分割軌跡上における始点の各軸位置と、該各軸位置から曲率に応じて加速の許容限度を超えないように所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度と、を軸制御データとして求める軸制御データ算出手段と、軸制御データに基づいて工具がワークを加工する際の工具位置を求める工具位置算出手段と、軸制御データに基づいて求められたワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較して該加工形状に対し工具が食い込んだ状態にあるか否かを判断する工具食い込み判断手段と、工具が食い込んだ状態にあると判断されたときに、該食い込んだ状態が回避されるように工具位置を修正する工具位置修正手段と、修正された工具位置に基づいて軸制御データにおける各軸方向の工具移動速度を修正する軸制御データ修正手段と、を備え、所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度が、分割軌跡上の接線方向に工具が移動するよう決められたものであり、駆動部が、軸制御データの所定の時間間隔Δｔで求めた時間Ｔｉにおける各軸方向の工具移動速度Ｖｉが次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）までに次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）における各軸方向の工具移動速度Ｖｉ＋１になるように各軸方向の工具移動速度を変えるものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、上記の手段により加工機の駆動部に出力するための軸制御データに基づいて求められた工具がワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較し、工具が食い込んだ状態にあると判断されたときは、該食い込んだ状態が回避されるように工具位置を修正するとともに、該修正された工具位置に基づいて軸制御データにおける各軸方向の工具移動速度を修正することとしたので、ワークの加工形状に対する工具の食い込みを効率よく回避することができる。
【０００９】
請求項２の加工制御装置に係る発明は、ワークの加工形状を記憶する加工形状記憶手段と、工具がワークを加工する工具位置を複数の軸方向に移動させる加工機を用いてワークを加工形状に加工する際の予め指定された指定工具軌跡を記憶する工具軌跡記憶手段と、工具がワークを加工する際の予め指定された指定工具移動速度を記憶する工具移動速度記憶手段と、最大加速度を加工機の加速の許容限度を示すパラメータとして記憶するパラメータ記憶手段と、指定工具軌跡を、該指定工具軌跡の曲率が小さい部分は大きい間隔で分割し、該指定工具軌跡の曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割して複数の分割軌跡を求める分割軌跡算出手段と、工具移動速度を変えながら工具位置を分割軌跡上で移動させる加工機の駆動部に出力するための、工具位置を指定工具移動速度に従った速度で各分割軌跡上を移動させてワークを加工するときの該分割軌跡上における始点の各軸位置と、該各軸位置から曲率に応じて加速の許容限度を超えないように所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度と、を軸制御データとして求める軸制御データ算出手段と、軸制御データに基づいて工具がワークを加工する際の工具位置を求める工具位置算出手段と、軸制御データに基づいて求められたワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較して工具位置が加工形状の内側の領域にあるか外側の領域にあるかを確認し、工具位置が内側の領域にあるときは加工形状に対し工具が食い込んだ状態にあると判断し、工具位置が外側の領域にあるときは工具に食い込みのない状態と判断する工具食い込み判断手段と、工具が食い込んだ状態にあると判断されたときに、工具が加工形状の外側の領域を通過するように食い込んだ状態の工具位置を修正する工具位置修正手段と、修正された工具位置に基づいて軸制御データにおける各軸方向の工具移動速度を修正する軸制御データ修正手段と、を備え、所定の時間間隔Δｔで求めた各軸方向の工具移動速度が、分割軌跡上の接線方向に工具が移動するよう決められたものであり、駆動部が、軸制御データの所定の時間間隔Δｔで求めた時間Ｔｉにおける各軸方向の工具移動速度Ｖｉが次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）までに次の時間Ｔｉ＋１（＝Ｔｉ＋Δｔ）における各軸方向の工具移動速度Ｖｉ＋１になるように各軸方向の工具移動速度を変えるものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、上記の手段により加工機の駆動部に出力するための軸制御データに基づいて求められた工具がワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較し、工具が食い込んだ状態にあると判断されたときは、工具が加工形状の外側の領域を通過するように食い込んだ状態の工具位置を修正するとともに、該修正された工具位置に基づいて軸制御データにおける各軸方向の工具移動速度を修正することとしたので、ワークの加工形状に対する工具の食い込みを効率よく回避することができる。
【００１１】
更に工具位置修正手段は、修正された工具位置のスムージング処理を行い（請求項３）、該スムージング処理は、修正された工具位置の近傍にある食い込みのない工具位置を通りかつ修正された工具位置を近似する近似曲線を生成し、該生成された近似曲線上に修正された工具位置が並ぶように配列し直して工具位置を更に修正する処理とする（請求項４）こととすれば、工具のスムーズな移動が確保され加工時間の短縮も図ることができる。ここで、近似曲線は例えばパラメトリック曲線とすることができる（請求項５）。
【００１２】
なお、上記において「工具位置」とは、工具がワークを加工するときの工具のワークに対する相対的な位置をいい、ワークが移動せず工具のみが移動して加工が行なわれる場合は工具自体の位置を、ワークも移動して加工が行なわれる場合にはワークの工具に対する相対的移動を加味した工具の位置をいう。
【００１３】
「工具軌跡」とは、ワーク上を工具位置が移動した軌跡をいう。「工具軌跡」は、工具を移動させてワーク上の工具位置を移動させた軌跡であっても、ワークを移動させてワーク上の工具位置を移動させた軌跡であっても、ワークと工具の双方を移動させながらワーク上の工具位置を移動させた軌跡であってもよい。
「工具移動速度」とは、工具位置がワーク上を移動する速度をいう。また、指定工具移動速度は１のみ指定される場合に限られず、工具軌跡の場所に応じて複数の指定工具移動速度が指定される場合がある。
【００１４】
「指定工具軌跡の曲率が小さい部分は大きい間隔で分割し、該指定工具軌跡の曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割」とは、工具軌跡の曲率が大きくなるに従って、曲率の小さい部分を分割する大きい間隔よりも小さい間隔で分割することをいう。
「軸制御データ」とは、分割軌跡に従って工具位置を移動させるときに加工機の各軸を制御するためのデータをいう。
「指定工具移動速度に従った速度」とは、指定工具移動速度に近くなるように工具位置を移動させる速度をいい、指定工具移動速度と同じ速度でない場合を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ワークの加工形状に対する工具の食い込みを効率よく回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の加工制御装置を含む加工システムの概略構成図である。
本発明の加工システム１は、加工形状を作成するＣＡＤ装置２と、加工機を制御する加工制御装置３と、ワークをテーブルに載置して工具でワークを加工する加工機４とからなる。また、ＣＡＤ装置２と加工制御装置３とはネットワーク５で接続されている。
【００１７】
加工機４は、工具が取り付けられる主軸４１と、ワークが載置されるテーブル４２と、テーブル４２を移動させる送り軸（不図示）と、各軸（主軸、送り軸）を駆動させる駆動部４５とを備えている。通常、主軸は切削動力を伝える軸でありＺ軸として表わし、テーブル４２を移動させる互いに直交する２つの送り軸をＸ軸とＹ軸として表す。Ｘ軸およびＹ軸はＺ軸と直交している。
【００１８】
図２に示すように、駆動部４５は、加工制御装置３から各軸を制御する軸制御データＡを受取る軸制御データ受信部４６と、軸制御データＡに従って主軸４１であるＺ軸の移動信号とテーブル４２の送り軸４３，４４であるＸ軸とＹ軸の移動信号を生成する信号生成部４７と、主軸を駆動するモータ４８ａに生成した信号を伝達する主軸アンプ４８と、送り軸を駆動するモータ４９ａ,４９ｂに生成した信号を伝達するサーボアンプ４９とを備える。なお、図２では回転型のモータが示されているが、リニアモータの場合も同様である。また、サーボアンプ４９は、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれにあるが、便宜上、図２のブロック図では１つにして示している。
【００１９】
加工制御装置３は、高性能のマイクロコンピュータとメモリが内蔵されており、メモリに記憶されているプログラムをマイクロコンピュータが実行して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸を駆動する軸制御データＡを生成する。プログラムは加工機４から発生するノイズなどの影響を受けて書き換えられることがないようにＲＯＭなどの書き換え不可能なメモリ上に記憶するのが望ましいが、加工機４が発生するノイズの影響を受けないような構成になっていれば、書き換え可能なメモリにプログラムをロードして実行するようにしてもよい。
【００２０】
ＣＡＤ装置２は、汎用コンピュータ（例えばワークステーション等）の補助記憶装置に読み込まれたＣＡＤプログラムが実行されることにより実現される。本実施の形態のＣＡＤ装置２は、オペレータが入力したワークの加工形状を、三次元のソリッドモデルＭのデータとして出力するものである。
【００２１】
図３に示すように、加工制御装置３は、各種パラメータ、指定された工具移動速度である指定工具移動速度（以下、指定加工速度という）Ｆ、加工形状をオフセットするオフセット値ｄ、ワークを加工する工具を移動させる間隔であるピックフィードＰｉｃｋなどの入力や軸制御データＡの修正に際して必要な情報の入力や各種操作を行う操作パネル３１と、設定されたパラメータを記憶するパラメータ記憶手段３１１と、指定加工速度Ｆを記憶する工具移動速度記憶手段（以下、加工速度記憶手段という）３１２と、オフセット値ｄを記憶するオフセット値記憶手段３１３と、ピックフィードＰｉｃｋを記憶するピックフィード記憶手段３１４と、ＣＡＤ装置２で生成されたソリッドモデルＭのデータを入力する入力手段３２と、ソリッドモデルＭのデータを記憶する加工形状記憶手段３２１（以下、モデルデータ記憶手段３２１とする）と、ソリッドモデルＭをオフセット値ｄ分ほどオフセットした形状（曲面や曲線などで定義される）を生成するオフセット形状生成手段３３と、オフセット形状からワークを加工するときに工具位置を移動させる軌跡を指定工具軌跡として求める工具軌跡生成手段３４と、指定工具軌跡を記憶する工具軌跡記憶手段３４１と、指定工具軌跡の曲率に応じて指定工具軌跡を分割した分割軌跡を求める分割軌跡算出手段３５と、工具を指定加工速度Ｆに従う速度で分割軌跡上を移動させるときの各軸の軸制御データＡを求める軸制御データ算出手段３６と、軸制御データＡを記憶する軸制御データ記憶手段３６１と、軸制御データＡを駆動部４５に出力する出力手段３７と、を備えるとともに、軸制御データ算出手段３６により算出された軸制御データＡを所要に修正すべく軸制御データ修正システム３８を備える。
【００２２】
パラメータには、各加工機に依存する物理特性に関するパラメータ、特に最大加速度、最大加加速度など加速の許容限度を示すパラメータがあり、パラメータに応じて各軸の制御が行われる。また、取り付けられている工具によって最大加速度や最大加加速度などは異なるため、工具に応じてそれぞれパラメータを設定するようにしたものが好ましい。
【００２３】
オフセット形状生成手段３３は、オフセット値記憶手段３１３に記憶されたオフセット値ｄ分ほどソリッドモデルＭの形状をオフセットした形状を生成する。通常、ＣＡＤ装置２には仕上げ形状が加工形状として入力され、ＣＡＤ装置２からは仕上げ形状のソリッドモデルＭのデータが出力される。しかし、加工機４に取り付けられた工具で加工を行う際、工具の中心が工具位置となるように各軸を移動させるため、仕上げ形状の表面形状を工具の中心を移動させて加工を行うと、ワークは仕上げ形状より工具半径分余分に切削されることになる。そこで、工具半径分をオフセット値ｄを用いてソリッドモデルＭの表面形状をオフセットした形状を求める。例えば、図４に示すようなソリッドモデルＭの表面形状Ｓ０を、ボールエンドミルを用いて加工する場合には、表面形状Ｓ０を法線方向ｔにオフセット値ｄ分ほどオフセットした形状Ｓ１（以下、オフセット形状という）を求める。
【００２４】
工具軌跡生成手段３４は、オフセット形状Ｓ１の上を工具を移動させる指定工具軌跡を生成する。ここでは、等高線加工でワークを加工する場合について説明する。ワークを加工する際には、図５に示すように、オフセット形状Ｓ１をＸＹ平面に平行な等高平面Ｑ上で切った交線Ｌに沿って工具を移動させながらワークを切削し、さらに、一定のピックフィードＰｉｃｋでＺ軸方向（上→下）に等高平面Ｑを移動させながら彫り進めて行く。
【００２５】
ピックフィードＰｉｃｋは、工具径やワークの材質に応じて加工に適した値が操作パネル３１から入力されてピックフィード記憶手段３１４に記憶され、ＸＹ平面と平行な等高平面Ｑを指定されたピックフィードＰｉｃｋ分動かしながらオフセット形状Ｓ１との交線Ｌを算出して指定工具軌跡を求める。等高平面Ｑとオフセット形状Ｓ１との交線ＬはＢスプラインなどのパラメトリック曲線で表し、パラメトリック曲線を指定工具軌跡Ｌとしてメモリ（工具軌跡記憶手段３４１）に記憶する。
【００２６】
あるいは、ＺＸ平面、ＹＺ平面に平行な平面とオフセット形状Ｓ１との交線を求めて、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向に一定のピックフィードで平面を移動させて彫り進めて行くようにしてもよい。その他、走査加工や面沿い加工、更にはスパイラル加工などの加工方法に応じて指定工具軌跡Ｌを生成するようにしてもよい。
【００２７】
分割軌跡算出手段３５は、指定工具軌跡Ｌの曲率に応じて指定工具軌跡Ｌを分割した分割軌跡を求める。加工機４は、指定された２点間を各軸の速度を制御しながら工具位置を移動させてワークを加工するが、指定工具軌跡Ｌの曲率が大きい部分では、加工機４の慣性モーメントや剛性などに影響されて、指定工具軌跡Ｌに沿って工具位置を移動させるのが難しい場合がある。また、加工機４に指定した２点間を結ぶ指定工具軌跡Ｌが、直線から大きく外れることがない方が好ましい。そこで、指定工具軌跡Ｌの曲率を求め、図６に示すように、指定工具軌跡Ｌを曲率が小さいところは大きい間隔で分割し、曲率が大きくなるに従って小さい間隔で分割し、指定工具軌跡Ｌ上の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉ，Ｐｉ＋１，・・・で分割した複数の分割軌跡ｌ１，ｌ２，ｌ３，・・・，ｌｉ,・・・に分ける。
【００２８】
つまり、指定工具軌跡Ｌの曲率が小さく（曲率が０に近い）略直線になるところでは長い分割軌跡ｌを加工するようなデータを加工機に指示し、曲率が大きいところは短い分割軌跡ｌを加工するようなデータを加工機に指示できるように分割する。
【００２９】
軸制御データ算出手段３６は、分割した各分割軌跡ｌ１，ｌ２，ｌ３，・・・，ｌｉ,・・・に沿って工具を指定された指定加工速度Ｆで移動させるときの分割軌跡ｌ上の各軸位置と所定の時間間隔で求めた各軸方向の工具移動速度（以下、軸速度という）の時間変化とを軸制御データＡとして求める。軸制御データＡには、分割軌跡上の各軸位置として、分割軌跡上の少なくとも１点の各軸の位置を含むものであればよい。例えば、軸制御データＡに分割軌跡ｌ上の始点の位置と分割軌跡に沿って移動させるときの各軸の速度変化とが記録されている場合には、始点の位置から各軸を速度変化に従うように各軸を制御することによって、分割軌跡ｌに沿って工具位置を移動させることができる。
【００３０】
例えば、図７に示すような分割軌跡ｌに沿って、指定された指定加工速度Ｆでワークを加工するには、工具位置を分割軌跡ｌの接線方向に指定加工速度Ｆで移動させることになる。つまり、指定加工速度Ｆを分割軌跡ｌの接線ベクトルのＸ,Ｙ,Ｚの各成分に分け、Ｘ軸をＸ方向の速度成分で移動させ、Ｙ軸をＹ方向の速度成分で移動させ、Ｚ軸をＺ方向の速度成分で移動させる。図７では、分割軌跡ｌ上の始点の位置Ｐ１での各軸の速度成分（軸速度）は（Ｖ１ｘ，Ｖ１ｙ，Ｖ１ｚ）となり、終点の位置Ｐ２での各軸の速度成分は（Ｖ２ｘ，Ｖ２ｙ，Ｖ２ｚ）となるので、各軸を位置Ｐ１からＰ２に移動する間に各軸の軸速度をＶ１ｘ→Ｖ２ｘ、Ｖ１ｙ→Ｖ２ｙ、Ｖ１ｚ→Ｖ２ｚに変化させる。また、分割軌跡ｌに沿うように工具を移動させるには、工具の進行方向が分割軌跡の接線方向に向くように短い時間間隔で各軸の軸速度を変える必要がある。
【００３１】
そこで、図８に示すように、各分割軌跡ｌ上を指定加工速度Ｆで工具を移動させるときの各軸を移動させる軸速度Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚの時間変化を表す速度曲線を求める。図８は、Ｚ方向の移動がなくＸＹ平面でのみの移動がある場合を示している。各軸の軸速度をこの速度曲線に従うように制御することにより、工具位置を分割軌跡ｌに沿って移動させることができる。そこで、軸制御データＡに、例えば、各軸の速度曲線を短い一定の時間間隔Δｔ（セグメントタイム）で分割した点における各軸の軸速度（つまり、一定の時間間隔で求めた各軸の軸速度の時間変化）と、分割軌跡ｌの開始点を記録する。このような軸制御データＡでは、時間Ｔ０から時間Ｔｎまでの速度曲線の積分値が時間Ｔ０から時間Ｔｎまでに移動した距離となるので、時間Ｔｎにおける各軸の位置は、分割軌跡ｌの開始点Ｐ０に速度曲線のＴ０〜Ｔｎ間の積分値を加えた位置になる。なお、軸制御データ算出手段３６は所定の誤差を許容されて軸制御データＡを算出する。
【００３２】
分割軌跡算出手段３５では分割軌跡が直線から大きく外れることがないように指定工具軌跡Ｌの分割を行うが、加工機４には加速度や加加速度に限界があるため指定された指定加工速度Ｆを維持したまま、分割軌跡ｌに沿って工具位置を移動させることができないところがある。そこで、最大加速度や最大加加速度など加速の許容限度を示すパラメータに基づいて、工具位置における分割軌跡ｌの曲率が大きく、指定加工速度Ｆで加工を行ったときに分割軌跡ｌに沿って加工できないと予測される部分では、指定された指定加工速度Ｆより小さくなるように各軸の軸速度を求める。具体的には、指定された指定加工速度Ｆで各軸を移動させたときの加速度と加加速度を求めて、パラメータより加工機４の最大加速度や最大加加速度を超えていると判断される部分では、工具位置の移動速度を加工速度記憶手段３１２に記憶された指定加工速度Ｆよりも小さい速度にして最大加速度や最大加加速度を超えないように各軸の軸速度を求めて軸制御データＡを生成する。
【００３３】
軸制御データ記憶手段３６１は、ハードディスクなどの大容量記憶装置上に形成され、軸制御データ算出手段３６で生成した軸制御データＡを記憶する。また、加工物は、複数の加工工程（荒加工、中仕上加工、仕上加工など）を経て仕上げられるが、軸制御データ記憶手段３６１には軸制御データＡが各加工工程に分けて記憶される。
【００３４】
加工機４の信号生成部４７は、軸制御データＡの速度変化に従って各軸の移動信号を生成して主軸アンプ４８，サーボアンプ４９に出力する。例えば、図８に示すように、軸制御データＡにΔｔの間隔で速度を変化させるためのデータが記録され、時間ＴｉのときＸ軸方向の軸速度がＶｘｉで、時間Ｔｉ＋１のときＸ軸方向の軸速度がＶｘ（ｉ＋１）であるときには、移動信号は時間Ｔｉ〜時間Ｔｉ＋１の間で、Ｘ軸方向の軸速度がＶｘｉからＶｘ（ｉ＋１）に変化するような移動信号をサーボアンプ４９に出力する。同様に、時間ＴｉのときＹ軸方向の軸速度がＶｙｉで、時間Ｔｉ＋１のときＹ軸方向の軸速度がＶｙ（ｉ＋１）であるときには、移動信号は時間Ｔｉ〜時間Ｔｉ＋１の間で、Ｙ軸方向の軸速度がＶｙｉからＶｙ（ｉ＋１）に変化するような移動信号をサーボアンプ４９に出力する。図８の例では、Ｚ軸方向の軸速度はないので、主軸アンプ４８に対する移動信号の出力はない。このように各軸の速度を変えることで、分割軌跡ｌに沿って工具位置を始点の位置Ｐ１から終点の位置Ｐ２まで移動させることができる。
【００３５】
軸制御データ修正システム３８は、ワークの加工形状に対する工具の食い込みを回避すべく軸制御データ算出手段３６により算出された軸制御データＡにおける軸速度を所要に修正する機能を有している。すなわち、軸制御データＡは所定の誤差を許容して算出されるので軸制御データＡに基づいて得られる工具位置が分割軌跡から所定の誤差範囲内でずれてしまい、実際に加工を行うと工具が加工形状に対して食い込んで取り過ぎとなることがある。そこで、許容できない工具の食い込みがあるようなときにはオペレータの判断により軸制御データ修正システム３８を用いて事前に軸制御データＡの修正を行う。この軸制御データ修正システム３８は、図９に示すように、工具位置算出手段３８１と、工具食い込み判断手段３８２と、工具位置修正手段３８３と、軸制御データ修正手段３８４と、を有している。
【００３６】
工具位置算出手段３８１は、軸制御データＡに基づいて工具がワークを加工する際の工具位置を算出する。すなわち、軸制御データＡには、図８に示すように、Δｔの間隔で速度を変化させるデータが記録されているが、各軸の移動量はこの速度曲線を積分した値と一致する。例えば、時間ＴｉのときＸ軸方向の軸速度がＶｘｉで、時間Ｔｉ＋１のときＸ軸方向の軸速度がＶｘ（ｉ＋１）であるときには、時間Ｔｉ〜Ｔｉ＋１の間の略台形（斜線部）の面積が時間Ｔｉ〜Ｔｉ＋１の間のＸ軸方向の工具位置の移動量になる（図８参照）。各軸の工具位置は、各軸制御データＡの開始点Ｔ０に移動量を加えたところに移動するので、工具位置算出手段３８１は、各加工工程の先頭の軸制御データＡから順番に速度曲線を積分しながら各軸が移動する工具位置をΔｔの間隔で求める。図１０には工具位置算出手段３８１により算出された工具位置Ｐ１２乃至Ｐ１６におけるＸ軸方向の工具位置データＰ１２ｘ乃至Ｐ１６ｘおよびＹ軸方向の工具位置データＰ１２ｙ乃至Ｐ１６ｙが示されている。
【００３７】
工具食い込み判断手段３８２は、工具位置算出手段３８１により算出された軸制御データＡに基づくワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較して加工形状に対し工具が食い込んだ状態にあるか否かを判断する。より詳しくは、工具食い込み判断手段３８２は、工具位置が加工形状の内側の領域にあるか外側の領域にあるかを確認し、工具位置が内側の領域にあるときは工具が食い込んだ状態にあると判断し、工具位置が外側の領域にあるときは工具に食い込みのない状態と判断する。図１１の例示においては、工具食い込み判断手段３８２は、工具位置Ｐ１２およびＰ１６は加工形状の外側の領域にあるので食い込みのない状態、工具位置Ｐ１３乃至Ｐ１５は加工形状の内側の領域にあるので食い込んだ状態と判断される。なお、加工形状の内側の領域とは、モデルデータ記憶手段３２１に記憶されている加工形状の輪郭線を境界として工具でワークを加工する際に前記加工形状を取り過ぎとなる側の領域をいい、加工形状の外側の領域とは取り過ぎとならない側の領域をいう。
【００３８】
工具位置修正手段３８３は、工具位置が食い込んだ状態にあると判断されたときに、該食い込んだ状態が回避されるように工具位置を修正する。より詳しくは、工具位置修正手段３８３は、工具が加工形状の外側の領域を通過するように食い込んだ状態の工具位置を所定の修正方向に沿って移動させて食い込みのない工具位置に修正する。
【００３９】
すなわち、例えば図１２に示す工具位置Ｐ１３の修正は次のような手順で行う。つまり、工具位置修正手段３８３は、まず工具位置Ｐ１３と食い込みのない位置であって工具位置Ｐ１３の直前の工具位置Ｐ１２とを直線Ｒ１で結び該直線Ｒ１の演算式を生成するとともに、モデルデータ記憶手段３２１からワークの加工形状の輪郭線を定義する関数を読み出し、これら演算式および関数に基づいて直線Ｒ１と加工形状の輪郭線との交点Ｐ１３´の座標値を求める。
【００４０】
そして、図１３に示すように、この交点Ｐ１３´の座標値と工具位置Ｐ１２の座標値を初期値として２分法による繰り返し計算を行い食い込みのない位置Ｐ１３Ａを求める。この２分法による繰り返し計算は、図１４に示すように、工具の端部が加工形状の輪郭線に接するか（図１４（ａ））、または加工形状に食い込むまで行い（図１４（ｂ））、工具の端部が輪郭線に接する場合はその工具の位置（工具中心位置）が食い込みのない工具位置Ｐ１３Ａとなる。また、加工形状に食い込むまで繰り返し計算が行われた場合は、工具の端部が食い込む直前の工具の位置（工具中心位置）を食い込みのない工具位置Ｐ１３Ａとなる。
【００４１】
このように、図１２乃至図１４の例示においては、所定の修正方向を、食い込んだ状態の工具位置Ｐ１３が食い込みのない直前の工具位置Ｐ１２に直線Ｒ１に沿って近づく方向とすることで、修正された工具位置Ｐ１３Ａと該工具位置１３Ａの直前の食い込みのない工具位置Ｐ１２とを所定の軌跡で結んだときに該軌跡も加工形状の輪郭線と交差せず、確実に工具の食い込み回避がなされる。つまり、所定の修正方向は、食い込んだ状態の工具位置が食い込みのない工具位置に修正される方向であって、修正された工具位置と該修正された工具位置に対して連続する食い込みのない工具位置とを所定の軌跡で結んだときに該軌跡と加工形状の輪郭線とを交差させない方向に設定される。
【００４２】
次いで、工具位置Ｐ１４を修正する場合も同様に、工具位置Ｐ１４と該工具位置Ｐ１４の直前の工具位置であって前記で得られた修正後の工具位置Ｐ１３Ａ（つまり加工形状に対し食い込みのない位置）とを直線で結び該直線と加工形状の輪郭線との交点を求めるとともに、２分法を活用する等して食い込みのない工具位置（Ｐ１４Ａ）を求め、更に工具位置Ｐ１５についても同様の手法で食い込みのない工具位置（Ｐ１５Ａ）を求める。なお、工具位置の修正は食い込んだ状態の工具位置のうち一部のみを修正することもできる。図１５に示すように、食い込んだ状態の工具位置とその各軸の座標値等は表示装置３１５に表示可能となっており、工具位置の一部のみを修正する場合は、該表示装置３１５上でオペレータが修正する工具位置を選択して行う。
【００４３】
また、工具位置修正手段３８３は、修正された工具位置のスムージング処理を行う機能も有している。すなわち、図１６に示すように、工具位置がＰ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａの如く修正された場合、工具の食い込みは回避されるものの修正後はジグザグした工具軌跡となることがあり（図１６（ａ））、工具の移動時間が余計にかかることがあるので、修正された工具位置Ｐ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａの直前および直後（近傍）の食い込みのない工具位置Ｐ１２，Ｐ１６を通りかつ工具位置Ｐ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａを近似する近似曲線を生成し（図１６（ｂ））、該近似曲線上に修正された工具位置Ｐ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａが含まれるように配列し直して工具位置をＰ１３Ａ´乃至Ｐ１５Ａ´の如く更に修正する（図１６（ｃ））。この近似曲線には例えばＢスプライン等のパラメトリック曲線が採用される。
【００４４】
なお、工具位置をＰ１３Ａ´乃至Ｐ１５Ａ´の如く更に修正した場合に工具位置が食い込んだ状態となるときは、再度工具位置修正手段３８３が食い込みが回避されるように工具位置を修正するとともに、近似曲線を生成し直して再度修正された工具位置を配列し直す。
【００４５】
軸制御データ修正手段３８４は、修正された各軸の工具位置に基づいて軸制御データＡにおける軸速度を修正する。すなわち、例えば図１７に示すように、修正後の工具位置Ｐ１３Ａ´のＸ軸位置Ｐ１３Ａｘ´における軸速度Ｖ１３Ａｘ´は、Ｖ１３Ａｘ´＝（Ｐ１３Ａｘ´−Ｐ１２ｘ）／Δｔの如く算出され、以下同様にＶ１４Ａｘ´乃至Ｖ１６ｘ´、Ｖ１３Ａｙ´乃至Ｖ１６ｙ´が算出される。そして、軸制御データ修正手段３８４は軸制御データ記憶手段３６１に記憶されている修正前の軸速度Ｖ１３ｘ乃至Ｖ１６ｘ、Ｖ１３ｙ乃至Ｖ１６ｙ（図１０）を修正後の軸速度Ｖ１３Ａｘ´乃至Ｖ１６ｘ´、Ｖ１３Ａｙ´乃至Ｖ１６ｙ´（図１７）に書き換える。なお、軸制御データ修正手段３８４は修正された軸速度に基づいて加速度と加加速度を算出し、該加速度や加加速度が最大加速度や最大加加速度を超えているか否かを確認する。最大加速度等を超えている場合には、軸制御データ修正手段３８４は最大加速度等を超えないように修正された軸速度の微調整を行う。
【００４６】
ここで、本発明の加工システム１でワークを加工する流れについて、図１８〜図２０のフローチャートを用いて説明する。
加工を行う際、加工機４や用いる工具によって、最大加速度、最大加加速度などに違いがあるため、加工を行う際に一定の加工精度を維持するには、加工機４や用いられる工具に応じて制御方法を調整しなければならない。そこで、まず、加工制御装置３の操作パネル３１から、オペレータが最大加速度、最大加加速度などに関する種々のパラメータを設定して、パラメータ記憶手段３１１に記憶する（Ｓ１００）。
【００４７】
また、オペレータはＣＡＤ装置２を用いて仕上げ形状を加工形状として入力し（Ｓ２００）、入力された形状に基づいてＣＡＤ装置２からソリッドモデルＭのデータを出力する（Ｓ２０１）。ソリッドモデルＭのデータはネットワーク５を介して加工制御装置３に送信され、加工制御装置３の入力手段３２でＣＡＤ装置２から送信されたソリッドモデルＭを入力してモデルデータ記憶手段３２１に記憶する（Ｓ１０１）。
【００４８】
ワークは荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工などの複数の加工工程を経て加工されるが、これらの加工工程の順番や回数は、加工制御装置３の操作パネル３１から入力され、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工などの各加工工程に用いられる工具や主軸の回転速度に応じた指定加工速度Ｆ、オフセット値ｄ、ピックフィードＰｉｃｋが加工速度記憶手段３１２、パラメータ記憶手段３１１、ピックフィード記憶手段３１４、オフセット値記憶手段３１３に複数記憶される。あるいは、ＣＡＤ装置２からその加工工程の順番や回数と、各加工工程で使われる指定加工速度Ｆ、オフセット値ｄ、ピックフィードＰｉｃｋを受け取るようにしてもよい（Ｓ１０２）。
【００４９】
加工制御装置３は、オフセット形状生成手段３３でソリッドモデルＭをオフセット値ｄ分ほどオフセットしたオフセット形状Ｓ１を、各加工工程に応じて生成し（Ｓ１０３）、工具軌跡生成手段３４でオフセット形状Ｓ１の上をピックフィードＰｉｃｋ分ずつＺ軸方向にＸＹ平面に平行な加工面を移動させながらワークを加工するときの指定工具軌跡Ｌを生成して工具軌跡記憶手段３４１に記憶させる（Ｓ１０４）。実際に加工を行う際には、複数の加工工程（荒加工、中仕上加工、仕上加工など）を経て加工が行なわれるため、上述のオフセット形状生成手段３３は、各加工工程で用いられる工具に応じたオフセット値を用いてオフセット形状を生成し、工具軌跡生成手段３４では、各加工工程で用いられる工具に応じたピックフィードを用いて指定工具軌跡Ｌを生成する。
【００５０】
次に、分割軌跡算出手段３５で、指定工具軌跡Ｌの曲率に応じて指定工具軌跡Ｌを分割した分割軌跡ｌを求める（Ｓ１０５）。さらに、軸制御データ算出手段３６で、分割軌跡ｌに沿って工具位置を指定された指定加工速度Ｆに従った速度で移動させるための軸制御データＡを、各加工工程ごとに生成して軸制御データ記憶手段３６１に記憶する（Ｓ１０６）。
【００５１】
次に、生成された軸制御データＡを必要に応じて実際に加工を行う前に事前に修正する。
すなわち、まずオペレータが加工制御装置３の操作パネル３１から軸制御データ修正システム３８の実行開始操作を行う（Ｓ３０１）。
続いて、工具位置算出手段３８１が指定された軸制御データＡを軸制御データ記憶手段３６１から読み出し、先頭の軸制御データＡから順に各軸の移動量を求めて図１０に示す如く工具位置を算出する（Ｓ３０２）。
【００５２】
そして、工具食い込み判断手段３８２は、工具位置算出手段３８１により算出された工具位置が加工形状の内側の領域にあるか外側の領域にあるかの判断を行う。例えば、図１１においては、工具位置Ｐ１２，Ｐ１６は加工形状の外側の領域にあるので食い込みのない状態、工具位置Ｐ１３乃至Ｐ１５は加工形状の内側の領域にあるので食い込んだ状態と判断される（Ｓ３０３）。
【００５３】
次いで、工具位置修正手段３８３は、食い込んだ状態にあると判断された工具位置を食い込みのない適切な位置に修正する。すなわち、例えば図１１の工具位置Ｐ１３を修正する場合においては、図１２に示すように、工具位置１３と工具位置修正手段３８３は食い込みのない直前の工具位置Ｐ１２とを結ぶ直線Ｒ１の演算式を生成するとともに、モデルデータ記憶手段３２１からワークの加工形状の輪郭線を定義する関数を読み出し、これら演算式および関数に基づいて直線Ｒ１と加工形状の輪郭線との交点Ｐ１３´の座標値を求め、更に図１３に示す２分法を活用する等して工具位置Ｐ１３の修正位置Ｐ１３Ａを求める。以下同様に工具位置Ｐ１４，Ｐ１５の修正位置Ｐ１４Ａ，Ｐ１５Ａを求める。なお、図１５に示すように、オペレータが表示装置３１５上で修正する工具位置を適宜選択して食い込んだ工具位置の一部のみを修正することとしてもよい（Ｓ３０４）。
【００５４】
続いて、工具位置修正手段３８３は、修正された工具位置のスムージング処理を行う。すなわち、例えば、図１６に示す場合においては、修正された工具位置Ｐ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａの直前および直後（近傍）の工具位置Ｐ１２，Ｐ１６を通り工具位置Ｐ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａを近似する近似曲率を生成し、該生成された近似曲線上に工具位置Ｐ１３Ａ乃至Ｐ１５Ａが含まれるように配列し直して工具位置をＰ１３Ａ´乃至Ｐ１５Ａ´の如く更に修正する（Ｓ３０５）。なお、工具位置を更に修正した場合に工具位置が食い込んだ状態にあるときは、工具位置修正手段３８３はステップＳ３０４およびステップＳ３０５の手順を繰り返す。
【００５５】
続いて、軸制御データ修正手段３８４は、修正された各軸方向の工具位置に基づいて軸制御データＡにおける軸速度を修正し、軸制御データ記憶手段３６１に記憶されている修正前の軸速度を修正後の軸速度に書き換える。すなわち、例えば、図１７に示すように、軸制御データ修正手段３８４による軸制御データＡの修正によって軸制御データ記憶手段３６１に記憶されている修正前の軸速度Ｖ１３ｘ乃至Ｖ１６ｘ、Ｖ１３ｙ乃至Ｖ１６ｙが修正後の軸速度Ｖ１３Ａｘ´乃至Ｖ１６ｘ´、Ｖ１３Ａｙ´乃至Ｖ１６ｙ´に書き換えられる。なお、軸制御データ修正手段３８４は、修正された軸速度に基づいて算出される加速度と加加速度が最大加速度や最大加加速度を超えている場合には、最大加速度等を超えないように修正された軸速度の微調整を行う（Ｓ３０６）。
【００５６】
このように、軸制御データＡを修正した後は、加工機で加工を行なう。加工制御装置３は、各加工工程ごとに軸制御データ記憶手段３６１に記憶されている軸制御データＡを読み出し（Ｓ４０１）、出力手段３７で工具軌跡に沿った順番で分割軌跡ｌ１，ｌ２，ｌ３，・・・，ｌｉ,・・・の各軸制御データＡを加工機４の駆動部４５に出力する（Ｓ４０２）。駆動部４５の軸制御データ受信部４６で軸制御データＡを受取り（Ｓ４０３）、信号生成部４７で受け取った順に従って軸制御データＡから各軸を駆動する信号を生成して主軸アンプ４８、サーボアンプ４９に出力する（Ｓ４０４）。この軸制御データＡには分割軌跡の始点と一定の時間間隔Δｔで各軸の速度変化が記録されており、各軸を各分割軌跡ｌの始点から一定の時間間隔Δｔで軸速度を変えることで分割軌跡ｌに沿って工具位置を移動させる。このようにして全ての加工工程を指定された順番に実行して加工を行う。
【００５７】
以上説明したように本実施形態においては、上記の手段により加工機の駆動部に出力するための軸制御データに基づいて求められた工具がワークを加工する際の工具位置とワークの加工形状とを比較し、工具が食い込んだ状態にあると判断されたときは、該食い込んだ状態が回避されるように工具位置を修正するとともに、該工具位置に基づいて軸制御データにおける軸速度を修正することとしたので、ワークの加工形状に対する工具の食い込みを効率よく回避することができる。
【００５８】
また、工具位置を修正する際には、修正された工具位置のスムージング処理、すなわち修正された工具位置の直前および直後の食い込みのない工具位置を通りかつ修正された工具位置を近似する近似曲線を生成し、該生成された近似曲線上に修正された工具位置が含まれるように配列し直して工具位置を更に修正するので、工具のスムーズな移動が確保され加工時間の短縮も図ることができる。
【００５９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。
上述の実施の形態では、等高線加工でワークを加工する場合について説明したが、走査線加工や面沿加工においても同様に軸制御データを修正することができる。
【００６０】
すなわち、面沿い加工においては、図２１に示すように、食い込んだ状態の修正されるべき工具位置Ｐα１と該工具位置Ｐα１の直前の工具位置であって食い込みのない工具位置Ｐα２とを結ぶ直線Ｒα１と加工形状の輪郭線との交点Ｐα３を求める。そして、交点Ｐα３を通り加工形状に接する接線Ｒα２を得るとともに、加工形状の法線方向Ｒα３を得て、該法線Ｒα３を工具位置Ｐα１が含まれるように平行移動して工具位置Ｐα１の第１の修正方向Ｒα４を設定し、更にＲα４と加工形状の輪郭線との交点Ｐα１´を求める。そして更に、交点Ｐα１´を通り加工形状に接する接線Ｒα５を得るとともに、加工形状の法線方向Ｒα６を第２の修正方向として得て、該法線方向Ｒα６に沿ってＰα１´から十分に離間した点Ｐα４（例えば、Ｐα４はＰα１´から工具半径の４倍離間した位置）を設定する。そして、Ｐα４とＰα１´の座標値を初期値として２分法による繰り返し計算を行い、食い込みのない位置Ｐα１ＡをＲα６上に設定する。
【００６１】
また、走査線加工においては、図２２に示すように、食い込んだ状態にある修正されるべき工具位置Ｐβ１を含んで鉛直方向に延びる修正方向Ｒβ１を定めるとともに、Ｒβ１と加工形状の輪郭線との交点Ｐβ２を求め、更にＲβ１に沿ってＰβ２から十分に離間した点Ｐβ３（例えば、Ｐβ２から工具半径の４倍離間した位置）を設定する。そして、Ｐβ２とＰβ３の座標値を初期値として２分法による繰り返し計算を行い、食い込みのない位置Ｐβ１ＡをＲβ１上に設定する。
【００６２】
図２１および図２２において上述の如く所定の修正方向を設定することで、食い込んだ状態の工具位置が食い込みのない工具位置に修正されるとともに、修正された工具位置と該修正された工具位置に対し連続する食い込みのない工具位置とを所定の軌跡で結んだときに該軌跡も加工形状の輪郭線と交差せず、確実に工具の食い込み回避がなされる。
上述の実施の形態では、一定の時間間隔で速度変化を記録した軸制御データを用いて制御する場合について説明したが、決められた時間間隔であれば、一定の時間間隔でなくてもよい。
【００６３】
また、軸制御データにはある時間間隔で軸速度を記録する場合について説明したが、速度の変化分を記録するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、一定の時間間隔で速度変化を記録した軸制御データを駆動部に出力する場合について説明したが、各軸方向の速度の時間変化を表す数式のデータを軸制御データとして駆動部に出力し、駆動部で受け取った数式に従って軸速度を変化させるようにしてもよい。
【００６４】
本実施の形態では、加工制御装置にソリッドモデルを入力して、軸制御データを生成する場合について説明したが、ＣＡＤ装置から出力したソリッドモデルをＣＡＭ装置に出力して、ＣＡＭ装置に軸制御データ生成手段を設けて軸制御データを生成して加工制御装置に出力するようにしてもよい。また、ＣＡＭ装置で軸制御データを生成する場合には、ＣＡＭ装置側にさらに軸制御データ修正システムを設けるようにしてもよい。
【００６５】
ＣＡＭ装置は、汎用コンピュータ（例えばワークステーション等）の補助記憶装置に軸制御データを生成する機能を備えたプログラムが読み込まれて実行されることにより実現される。上記機能を備えたプログラムは記録媒体やネットワークを介して配布されてコンピュータにインストールされる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、加工制御装置においてワークの加工形状に対する工具の食い込みを回避する場合に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】加工システムの概略構成図
【図２】加工機の駆動部の構成図
【図３】加工制御装置の構成図
【図４】加工形状のオフセットした形状の求め方を説明するための図
【図５】指定工具軌跡の求め方を説明するための図
【図６】指定工具軌跡を分割した分割軌跡の求め方を説明するための図
【図７】分割軌跡と加工速度の関係を表す図
【図８】各軸の速度変化を表した図
【図９】軸制御データ修正システムの構成を示すブロック図
【図１０】工具位置の時間変化を表した図で、（ａ）はＸ軸における時間変化を表した図、（ｂ）はＹ軸における時間変化を表した図
【図１１】工具が加工形状に対し食い込んだ状態を表した図
【図１２】工具位置の修正方法を説明するための第１の図
【図１３】工具位置の修正方法を説明するための第２の図
【図１４】工具位置の修正方法を説明するための第３の図
【図１５】食い込んだ状態の工具位置のリストを表示装置上に表示した状態を説明するための図
【図１６】工具位置のスムージング処理を説明するための図で、（ａ）はスムージング処理される前の状態を表す図、（ｂ）は近似曲線を生成した状態を表す図、（ｃ）は近似曲線を用いて工具位置を更に修正した状態を表す図
【図１７】軸制御データが修正された状態を示す図で、（ａ）はＸ軸における軸速度が修正された状態を示す図、（ｂ）はＹ軸における軸速度が修正された状態を示す図
【図１８】加工システムの動作を説明するためのフローチャート（その１）
【図１９】加工システムの動作を説明するためのフローチャート（その２）
【図２０】加工システムの動作を説明するためのフローチャート（その３）
【図２１】面沿い加工における軸制御データの修正方法を説明するための図
【図２２】走査線加工における軸制御データの修正方法を説明するための図
【符号の説明】
【００６８】
１      加工システム
２      ＣＡＤ装置
３      加工制御装置
４      加工機
５      ネットワーク
３１    操作パネル
３２    入力手段
３３    オフセット形状生成手段
３４    工具軌跡生成手段
３５    分割軌跡算出手段
３６    軸制御データ算出手段
３７    出力手段
３８    軸制御データ修正システム
４１    主軸
４２    テーブル
４３，４４  送り軸
４５    駆動部
４６    軸制御データ受信部
４７    信号生成部
４８    主軸アンプ
４８ａ  モータ
４９    サーボアンプ
４９ａ,４９ｂ  モータ
３１１  パラメータ記憶手段
３１２  加工速度記憶手段（工具移動速度記憶手段）
３１３  オフセット値記憶手段
３１４  ピックフィード記憶手段
３１５  表示装置
３２１  加工形状記憶手段（モデルデータ記憶手段）
３４１  工具軌跡記憶手段
３６１  軸制御データ記憶手段
３８１  工具位置算出手段
３８２  工具食い込み判断手段
３８３  工具位置修正手段
３８４  軸制御データ修正手段
Ｍ      ソリッドモデル
ｄ      オフセット値
Ａ      軸制御データ
【図１】
0004900968.tif 000002
【図２】
0004900968.tif 000003
【図３】
0004900968.tif 000004
【図４】
0004900968.tif 000005
【図５】
0004900968.tif 000006
【図６】
0004900968.tif 000007
【図７】
0004900968.tif 000008
【図８】
0004900968.tif 000009
【図９】
0004900968.tif 000010
【図１０】
0004900968.tif 000011
【図１１】
0004900968.tif 000012
【図１２】
0004900968.tif 000013
【図１３】
0004900968.tif 000014
【図１４】
0004900968.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0004900968.tif 000017
【図１７】
0004900968.tif 000018
【図１８】
0004900968.tif 000019
【図１９】
0004900968.tif 000020
【図２０】
0004900968.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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