WO1987000648A1 - Region machining method - Google Patents

Description

明 細 書

領域加工方法

技術分野

本発明は領域加工方法にかか り 、 特に閉曲線に囲 ま れ た領域の内部を効率よ く 加工で き る領域加工方法に関す る 0

背景技術

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 く り 抜 く 加工や、 領域内部を型彫 り す る加工があ る 。 かか る加工に おいて は従来、 第 8 ¾ ( A ) に示す よ う に一方向 （実線矢印方向） に第 （ i — l ) 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 。

又、 別の領域加工方法 と し て は 、 第 8 図 （ B ) に示す よ う に第 （ i — l ) 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 。

更に 、 他の領域加工 と し て は 、 第 8 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 ッ ト し た オ フ セ ッ ト 通路 O F C 1 , 0 F C 2 , · · ' O F C n を 求め、 該オ フ セ ツ 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 。

し か し 、 第 1 の一方向切削に よ る領域加工方法では第 ( i - 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 ρ τ i の加工開始点 p _s 迄 位置決め し な く て は な らず、 工具の移動距離が長 く な る 欠点があ る 。

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 8 図 （ D ) に示す よ う に領域 A R が凸 凹 し て い る と 点線で示す位置決め のた め の移動が必 に な り 工具の移動距離が長 く な つ 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 9 図 （ A , ( B ) は ダ ウ ン カ ツ ト 法の例で あ り 、 第 9 図 （ C ) ,

( D ) はアツ パ カ ツ ト 法の例で あ る 。 ワ ー ク の材料が決 ま ればア ツ ノヽ。 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 の方法では必ずアツ パ カ ツ ト 法 （た と え ば第 9 図 （ A ) ) と ダ ウ ン カ ツ ト 法 （た と え ば第 9 図 （ C ) ) が混在す る ため効率の よ い切削がで き な い 。

更に 、 第 3 の オ フ セ ツ 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 。

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 路に沿 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、 米国出願番号 744, 746号明細書を参 照） 。 第 1 0 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 、

(1) ,多数の直線 S I , S 2- , · · · ' S 6 と '円弧 A 1 よ り な る 外形曲線 O 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 、

(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 、

(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 ツ プ、

(4)凸多角形の重心 W i と 該凸多角形の各項点 P 1 〜 P 1 0 を結ぶ直線 L 1 〜 L 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 1 , 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、

(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 l}， P_{a 2} · · · P_{a i e} ： P _{b l} , P _b2 · · ♦ P _{b l 3} (第 1 0 図 （ B ) 参照） を基線 B L を囲む よ う に結んで な る複数の閉通路 C P T 1 , C P T 2 · · ' に沿 つ て工具を移動さ せ る と 共に基線 B L に沿 っ て移動さ せ る ス テ ツ プ、

(6)前記才 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 。

そ し て 、 こ の方法に よ れば工具を連続的に移動 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 ¾ こ と はな い と'い う 利 点力 あ る 。

し か し 、 かか る 提案 さ れた領域加工方法に お いて は凸 多角形の大き さ に大差があ る 場合に は 、 大 き い凸多角形 の切 り 込み ピッ チ に比べて小 さ い凸多角形の切 り 込み ピ ツ チ は相当短 く な る （第 1 0 図 （ B ) に お け る 凸多角形 P G 1 と P G 2 の切 り 込み ピッ チ t _t , t ₂ を参照） 。

と こ ろで 、 小さ い凸多角形部分で あ っ て も 大き い凸多 角形部分の切 り 込み ビツ チ t ₂で加工で き る はずで あ る 。 そ し て 、 大 き い切 り 込み ピッ チ t ₂で小 さ い凸多角彤部分 の加工がで き れば加工効率を高め る こ と がで き る 。

し か し 、 従来の提案さ れた方法で は各凸多角形部分の 切 り 込み ピッ チ を該凸多角形の大き さ に依存し て決定し て い る た め 、 小さ い凸多角形部分は小 さ い切 り 込み ピッ チ t _tで切 り 込む こ と に な り 加工効率を低下 さ せて い る 。

以上か ら本発明の目 的は 、 各凸多角形部分の切削通路 数を該凸多角形の大き さ に応じ て変化 さ せて 、 ど の凸多 角形部分も 許容切 り 込み ピツ チ に ほぼ近い切 り 込み ピッ チ で切削す る こ と がで き る領域加工方法を提供す る こ と で あ る 。

本発明の別の目 的は 、 小 さ い凸多角形部分は少な いェ 具移動量で効率よ く 加工で き る領域加工方法を提供す る こ と で あ る 。

発明の開示

本発明は.領域'を特定す る 閉曲線に対 レて 内側、に順'次才 フ セ ッ ト し た複数の通路に沿 っ て工具を移動 さ せ、 換言 すれば蜘の巣状に工具を移動 さ せて該領域内部を加工す る領域加工方法に係 り 、 特に領域を複数の凸多角形に分 割し た時各凸多角形部分に おけ る 切削通路数を 凸多角形 の大き さ に依存し て決定し 、 各凸多角形部分に おけ る 切 り 込み ピッ チ （通路間隔） を ほぼ許容切 り 込み ピッ チ に す る 領域加工方法に関す る 。

すな わち 、 小 さ な凸多角形に つ い て は切削通铬数を少 な く し 、 大き な凸多角形につ いて は切削通路を 多 く す る こ と に よ り 、 各凸多角形部分の切 り 込み ピッ チ を ほぼ許 容切 り 込み ピッ チ に し て加工効率を向上 さ せ る 。

図面の簡単な説明 第 1 図は本発明の領域加工方法の概略説明図、

第 2 図は本発明にかか る領域加工方法を実施す る N C 装置のブ ロ ッ 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、

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、

第 7 図は本発明を適甩で き る 別の領域形状説明図、 第 8 図は従来の領域加工方法説明図、

第 9 図は アツ パ カ ツ ト 法及びダ ウ ン カ ツ ト 法の説明図、 第 1 0 図は提案さ れて い る蜘の巣状領域加工方法説明 図で あ る 。

. 発明'を実施す る た めの最良の形態

k 1 図は本発明にかか る 領域加工方法の概略説明図で あ る 。 本発明の領域加工方法は 、 大略以下の 8 つ のス テ 、ジ プに よ り 構成さ れてい る 。 すな わち 、

(1)領域 A R を複数の凸多角形 P G _; ( i = 1 , 2 - · · ) に分割す る第 1 ス テ ッ プ 、

(2)各凸多角形の重心 W_; ( i = l ， 2 , · · ) を演算す る 第 2 ス テ ッ プ 、

(3)各凸多角形毎に重心 W _: と 頂点 P を結ぶ線分 S；」 の う ち最大の長さ を有す る線分 （ S _{1 S} ; S ₂₃ ) を それぞれ 求め 、 各最大線分を等分割 し て な る 分割線分の長 さ が予 め設定 さ れて い る切 り 込み ピッ チ P 以下で該切 り 込み ピ ッ チ P に最も 近い値 と な る 分割数 N i を各凸多角形毎に 求め る第 3 ス テ ツ プ、

(4)分割数が最大 Mの凸多角形 P G _t を求め る と 共に 、 該 最大の凸多角形に隣接ず る 凸多角形の分割数の う ち最大 の分割数 m を求め る 第 4 ス テ ツ プ 、

(5)最大の凸 角形の重心 W_T と 項点 Ρ 〜 Ρ ₁₆ を結ぶ線 分 ^s _{t l}〜 S _{l s} を Μ等分 し 、 又該最大の凸多角形に隣接す る 各凸多角形 P G ₂ の重心 W₂ と 項点 P_{2 i} 〜 P₂₄ を結ぶ線 分 ^s _{2 i}〜 ^s ₂₄ を それ ぞれ ^m等分 し 、 並びに最大の凸多角 彩 と 隣接凸多角形の境界線 ( = B _t ) の中点 M i ( = M_t ) と 該境界線の 2 つ の端点 と を結ぶ 中線 B ^ , B _{i 2} ( = B , _t , Β ₁₂ ) を それ ぞれ m等分す る 第 5 ス テ ッ プ 、

(6)最大の凸多角形 P G t の前記重心 W _t と 項点を結ぶ線 分 S _{t t} 〜 S i s の う ち重心側の対応す る 分割点 Q； t→ Q ., _s → Q _{i 5} - Q _{i 4}→ Q _{i 3}→ Q _{i 2} - Q _{i l} ( i = l , 2 , · · 5 ) を順次結んで な る複数個の閉通路 L P t〜 L P _(L__m_ _n

(第 1 図 （ B ) 参照） を生成す る 第 6 ス テ ッ プ 、

(7)各凸多角形の重心 と 頂点を結ぶ線分 S _{i t} 〜 S _{1 S} ， S _{2 1} 〜 S ₂₄並びに各中線 B _{l t} ， B ₁₂ の対応す る 分割点

( Q ， R , . , m , . ) を順次結んで な る 複数値の閉通路 C P。 〜 C P_m ( = C P₃ ) を生成す る 第 7 ス テ ッ プ 、

(8)生成 さ れた前記各閉通路 L P ^〜 L P — _{m )} 、 C P。 〜 C P_mに沿 っ て工具を移動 さ せ る 第 8 ス テ ツ プに よ り 領域 加工を行 う 。

第 2 図は本発明の領域加工方法を実施す る N C 装置の ヷ ロ 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 。 第 2 図に示す N C テ ー プ或いは メ モ リ （以後 N C テ ー プ と す る ） 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 P , P ₁₂ , P _{i 3} , P ₁₄ ( = P _{2 1} ) ， P ₂₂ , P ₂₃ , P _{1 5} ( = P ₂₄ ) , P _{1 6}の位置座標値 （ x 」 、 y 」 ） と 、 円弧の半径 r」 （第 1 図の例では 円弧は存在 し な い） と 、 仕上げ代 t と 、 切 り 込み ピッ チ P と 、 切削速度 f c と 、 領域加工デー タ の終わ り を識別 ざせ 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」. ， . , r . ) の形式で指令 さ.れ、 直線 の場合に は r , = 0 どし て指令 さ れ る 。 従-つ て 、 第 1 図.に 示す領域 A R の領域加工に おいて は

X X

1 Υ y 1 R 0

X X

2 Υ y 2 R 0

X X

3 Υ y 3 R 0

X X

4 Υ y 4 R 0

X X 5 Υ y 5 R 0

X X

6 Υ y 6 R 0

X X

7 Υ y 7 R 0

X X

δ Υ y β R 0

に よ り 領域が特定 さ れ る 。

(1) 操作盤 1 0 2 上のサ イ ク ル ス タ ー ト 釦を押圧し 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 タ ク 分の N C デー タ を N C テ ー プ 1 0 1 力 > ら読み取 らす。

(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 力 S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 を半!！別す る 。

そ し て 、 プ ロ グ ラ ム エ ン ド又 ·ίま テ ー プエ ン ド で あ れ ば 処理を停止す る 。

(3)ェ ン ド デー タ で な け ればプ ロ セ ッ サ は N C デ一タ カ S 領域加工指令か ど う か を チ X ッ ク す る 。

(4) N C デー タ が領域加；[：指令で な く 、 通路デー タ で あ れば通路処琿を行い 、 又 N C デー タ が機械側に 出力す き M — , S — , T —機能命令で あれば こ れを強電回路 1 0 7 を介し て 工作機械 1 0 8 に入力す る 。

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 いて単位時間 Δ Τ 当た り の各軸移動量 Δ Χ 厶 Υ , Δ Ζ を求め 、 パ ル ス 分配器 1 0 6 に入力す る 。

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 X p , Y P , Z p を発生 し 、 こ れを各軸のサ ー ボ回路 1 1 0 X ， 1 1 0 Υ , 1 1 0 Z に 出力 し 、 工具を切削通路に沿 っ て移動 さ せ る 0

ヌ 、 プ ロ セ ク サ 1 0 3 は A T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

X a 士厶 Χ— X a · · · ( l a )

Y a 士 Υ— Υ & · · · ( l b )

Z a 士 厶 Ζ — Z a · · * ( 1 c )

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 , Υ r , Ζ Γ の初期値は イ ン ク リ メ ン タ ル値 X i , Y i , Z i で あ る ） を

次式に よ り

Χ Γ - Δ Χ → Χ Γ - - · ( 2 a )

Y r - Δ Υ → Υ Γ ♦ · · ( 2 b )

Z r — Ζ → Ζ Γ · ' · ( 2 C )

更新す る 。 そ し て プ ロ セ ッ -サ 1 0 3 は - Χ _Γ = Υ Γ = Ζ Γ = 0 - - - ( 3 )

と なれば、 可動部が目標位置に到達し 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 。

(5) 一方、 N C テ ー プ 1 0 I T ^ ら読み取 られた N C デ ニ タ が領域加工指令で あればプロ セ ッ 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 1 1 1 に格納す る 。

(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 一 ドか ど う かを チ ェッ ク す る 。 (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 ロ セ ッ サ 1 0 3 は外形曲線 O L C (第 1 図参照） か ち 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 を演算す 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 ツ 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 。

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 け離れた直線 S I ' 、 S 2ノ 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 曲镍 O F C を特定す る 1 つ のポ ィ 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 。

(8) つ い で 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は オ フ セ ッ 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 。

尚 、 第 1 図の例で は 円弧部分は存在し な い。 又、 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 。

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 閭の最大距離 d は、 円弧半径を r 、 弦 L N の中心角 を （9 と すれば d=r-r · c o s {Θ/2) · · · (4)

と な る 。 従っ て 、 d ≤ P と な る 中心角 、 換言すれば

c o s (Θ/2) ≥1- (P/r) · · · (5) · を満足す る を求め 、 該 0 で円弧 A 1 の中心角 を分割 し 、 各分割点の座標値を R A M 1 1 1 に記億すれば円弧 部分の直線近似処理が終了す る 。

又、 第 5 図 （ B ) に示す よ う に 円弧 A 1 の外御を領域 加工す る 場合に は、 直線 L N 、 L N ' の交点 P と 円弧

A 1 間の最大距離 d は

d= (r,c o s θ) -τ ' · · · (7)

と な る 。 従 つ.て 、 d ≤ Ρ と な る 角度 Θ 、 換言すれば

c o s θ≥τ/ ( Γ + Ρ) ' · , (8)

を満たす を求め該 に よ り' 円弧部分を直線近似-す る ポ 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 。

(9)直線近似処理が終了すればプ ロ セ ツ サ 1 0 3 は直線 近似 さ れた オ フ ッ ト 曲線 （第 1 図の例では O F C ) 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 生成処理を行 う 。 尚、 凸多角形生成処理に よ り 第 1 図の 場合に は 2 つ の凸多角形 P G ^ , P G ₂が生成 さ れ る 。 尚、 凸多角彤生成処理に つ いて は米国出願番号 77 6, 2 0 5号明 細書を参照 さ れたい 。

(10)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、 P G ₂の重心 W₂ (第 1 図参 照） と 、 互いに隣接す る 2 つ の凸多角形の境界線 B i ( i = 1 ) の中点 ( = ) を演算す る 。 尚、 凸多角形の 重心の座標値は以下の処理に よ り 演算 さ れ る 。

すな わ ち 、 第 6 図に示す よ う に凸多角形 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_{l t} 〜 W₁₃ と 面積 S Q i S Qs を演算す る 。 つ いで 、 重心 W_{t l} と 重心 W₁₂ を結ぶ線分 W_{i 2} W_{i t} を S Q S Q₂ (面積比） に分割す る ポ イ ン ト W_{2 i} を求め る 。 尚、 ポ イ ン ト W₂₁ は四辺形 P i P a P s P の重心で あ る 。 そ し て ポ イ ン ト

W_{2 1} を算出後、 線分 W₁₃ W_{2 1} を面積比 （ S Q ^ + S Qa ) ： S Q₃ に分割す る ポ イ ン ト を求めれば、 該ポ イ ン ト W ^が凸多角形 P G の重心 と な る 。

以上に よ り 、 重心 ( i = 1 , 2 ) と 中点 が求ま れば、' こ れ ら重心及 -び '中点の座標値を W ， M _ί , W₂ の順 に R A M 1 1 1 に記億すれば基線 B S L が生成さ れた こ と に な る 。

(11) し 力 る 後、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は各凸多角彤 P G i , P G ₂毎に 、 重心 と 頂点を結ぶ線分 （ S ₁ i 〜 S i s； S' ₂ i 〜 S ₂₄ ) の う ち最大の長 さ を有す る線分を求め る 。 第 1 図 の例で は凸多角形 P G i に つ い て は線分 S _{t s}が最大長に な り 、 凸多角形 P G ₂に つ い て は線分 S ₂₃ が最大長に な る 。

(13つ いで 、 プ ロ セ ク 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 を 求め る 。

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 1 図の例では M = l 0 で最大 の凸多角形は P G _tで あ る 。

(13)つ いで、 プロ 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 1 図の例では隣接す る 凸多角形は P G 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 。

(14) mが求ま れば、 最大の凸多角形 P G t の重心 W _t と 項点 Ρ ^ Ρ ^ を結ぶ線分 S ^ S ^ を M等分し 、 又該 最大の凸多角形 P G _T に隣接す る 凸多角形 P G ₂の重心 W₂ と 項点 P₂₁〜 P₂₄ を結ぶ線分 S ₂₁〜 S ₂₄ を それそれ. m '等分 し 、 並び Jこ境界線 Β _; ( = B _t ) の中点 ( = M_t ) と 該境界線の 2 つ の端点 P ₁₄ , P _{i 5} と を結ぶ 線 B _{l t}、 B ₁₂ を それぞれ m等分す る 。

(）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 W_t と 項点 P ^ P を結ぶ線分 S 〜 S _{ί 6} の う ち重心側の対応す る 分割点 Q _; i→ Q ₆→ Q , ₅→ Q i 4 ^→ Q i 3 ^→ Q i a ( i = 1 ， 2 , · · ♦ ' 5 ) を順次結 んで な る （ M— m — 1 ) 個の閉通路 L P i〜 L P_s (第 1 図 （ B ) 参照） を生成す る 。

(16) し か る 後、 プ ロ セ ッ サ は最大の凸多角形 P G i の重心 と 中点 を結ぶ線分 Wi Mt を M等分し 、 中点倒 よ り 数えて m番目 の分割点 ( = 1^ ) を求め る （第 1 図

( A ) 参照） 。 (1 分割点 κ iが求 ま れば、 プ ロ セ ツ サ は κ i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 ₁₄ , P _{1 S} と を結ぶ 2 つの線分 B I^ , B L₂ を そ れぞれ m等分 す る 分割点 tl i i q i s , q _{2 i} 〜 q _{2 3} を求め る 。

(18)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 3 （ ^〜 ^ , s₂₁ 〜 s₂₄ ) と 、 1^

( = K _t ) 点 と 端点 P _{i 4} , P _{i 5} 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 次結んで閉通路 C P _T 〜 C P ₃ を生成す る 。 た だ し 、 閉通 路 C P は

^?3 ^-?2 ^?1

と な り 、 又、 閉通路 C P ₂は · . .

Q -→ →- O →> π →■ m * ■→ —♦ R →■ — *- m — ·■ a — *■ O — · Θ1 ^86 ^85 H 2 ¹ 12 ⁱ 24 ^AV23 22 ¹ 21 "^l22 ^ 22 ^8 と な り 、 以下同様に閉通路 C P₃ も 生成 さ れ る こ と に な る 更に 、 c P。は と な る 。

尚 、 ス テ ツ プ（16) , (17)ス テ ツ プを省略 し て分割点 q i〜 q _{i 3} , q _{2 i} 〜 q ₂₃ を求めず、 第 Wス テ ツ プで各凸多角形 の重心 と 頂点を結ぶ複数の線分並びに各中線の対応す る 分割点を結んで複数の閉通路を生成す る よ う に構成 し て も よ い 。

上に よ り 各閉通路 L P i〜 L P_e及び閉通路 C P。 〜 C P ₃が求ま れば、 プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は

(a) ま ず重心 W ^へ工具を移動 さ せ、

(b)ついで 、 閉通路 L P — L P₂→ L P₃→ L P₄— L P_S → C P。― C P _t→ C P ₂ -* C P₃に沿 っ て工具を移動 さ せ、 (c)最後に オ フ セ ク 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 。

従 っ て 、 プロ セ ッ サ 1 0 3 は上記処理 よ り R A M 1 1 1 に記億さ れて い る w_tの座標値を用 いて 、 工具を初 期位置か ら該始点 w_tに ァ プ ロ ーチ さ せ る ための数値デー タ （初期位置 と 始点 ^^^閭の 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 な o ·

' そ し て 、 ア プ ロ ー チ完了後プ ロ セ ッ サ 1 0 3 は工具- ポ イ ン ト Q _t t に切削'移動 さ せた後第 1 の閉通路 L P i 'に沿 つ て切削送 り で移動 さ せ、 以後同様に順次，工具を L P ₂ 、 L P 3 , · · L P ₅ , C P ₀ , C P , , C P ₂ , · - C P ₃ に沿 っ て移動 さ せて切削 行 う 。

そ し て 、 最後に R A M I 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 オ フ セ ク ト 曲線 0 F C に沿 つ 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。

尚、 切削に際し て工具の移動順序が

L P → L P L P _c -* C P ₀→ C P , -* C P ₂→

C P の堪合に つ いて説明 し たがそ の逆で あ っ て も t- 又、 以上の説明では凸多角形が 2 つ の場合につ いて説 明 し たが本発明は第 7 図 （ A ) に示す よ う に最大の凸多 角形 に 2 以上の凸多角形 P G ₂〜 P G₄が接続 さ れて い る 場合に も 本発明は適用で き る も ので あ る 。

更に 、 以上では最大の凸多角形に単一の凸多角形が隣 接す る も の と し て説明 し たが、 本発明はかか る 場合に限 ら ず第 7 図 （ B ) に示す よ う に凸多角形 P G ₄に別の凸多 角形 P G ₂₁ , P G _{3 1}が接続さ れて い る 場合に も 適用で き る 。 そ し て こ の場合に は 、 凸多角形 P G ₄の分割数 N i は 該別の凸多角形 P G _{3 1} , P G _{2 i} を も 考慮し て決定 さ れ る 。 すな わ ち 、 凸多角形 P G ₄が 1 番目 あ る いは 2 番目 に大 き け れば該凸多角形の分割数 N i は他の凸多角形 P G _{2 1} , P G _{3 t} に関係な く 決定 さ れ ¾ 力⁵、 1 番小 さ け れば （ た と え ば P G ₄ く P G _{3 1} < P _{2 1} ) 凸多角形 P G ₄ の分割数 N i は 2 番目 に大 き い凸多角形 P G _{3 t} の分割数 と な る 。

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 o

以上本発明に よ れば蜘の巣状の領域加工方法に お いて 、 各凸多角形部分の切削通路数を該凸多角形の大き さ に応 じ て変化さ せ る よ う に構成し たか ら 、 換言すれば ど の凸 多角形部分も 許容切 り 込み ピッ チ に ほぼ近い切 り 込み ピ ツ チ で切削す る よ う に し たか ら小 さ い凸多角形部分は少 な い工具移動量で加工で き る た め従来方法に比べて領域 加工の効率を向上す る こ と がで き た。

Claims

請求の範囲

1 ♦ 外形曲線で囲ま れた領域の内部を加工す る領域加 ェ方法に お いて 、

領域を複数の凸多角形に分割す る 第 1 ス テ ツ プ、 各凸多角形の重心を演算す る 第 2 ス テ ッ プ 、

各凸多角形毎に重心 と 頂点を結ぶ線分の う ち最大の長 さ を有す る線分を そ れ ぞれ求め、 各最大線分を等分割 し て な る 分割線分の長 さ が予め定め ら れて い る 切 り 込み ビ ッ チ以下で該切 り 込み ビ ジ チ に最も 近い値 と な る分割数 N i を各凸多角形毎に求め る 第 3 ス テ ツ プ、

分割数が最大 Mの凸多角形を求め る と 共に 、 該最大の 凸多角形に隣接す る 凸多角形の う ち最大の分割数 m を求 め る.第 4 ス テ ツ 'フ。 、 .

最大の凸多角形の重心 と 頂点を結ぶ線分を M等分 し 、 又該最大の凸多角形に隣接す る 各凸多角形の重心 と 頂点 を結ぶ線分を それぞれ m等分 し 、 並びに最大の凸多角形 と 隣接凸多角形の境界線の中点 と 該境界線の 2 つ の端点 と を結ぶ中線を それぞれ m等分す る 第 5 ス テ ツ プ、

最大の凸多角形の前記重心 と 項点を結ぶ線分の う ち 重 心側の対応す る 分割点を順次結んで な る 複数個の第 1 の 閉通路群を生成す る第 6 ス テ ツ プ 、

各凸多角形の重心 と 項点を結ぶ線分並びに各中線の対 応す る 分割点を順次結んで な る複数値の第 2 の閉通路群 を生成す る 第 7 ス テ ツ プ、

生成さ れた前記各閉通路に沿 っ て工具を移動 さ せ る 第 8 ス テ タ プを有す る こ と を特徵 と す る領域加工方法。

2 , 前記最大の凸多角形に隣接す る 凸多角形に別の凸多 角形.が接続さ れて い る場合に は該別の凸多角形を も 考慮 し て隣接凸多角形の前記分割数 N i を求め る こ と を特徵 と す る請求の範囲第 1 項記載の領域加工方法。

3 * 前記第 7 ス テ ツ プは最大の凸多角形の重心 と 各中点 を結ぶ線分を それ ぞれ M等分し 、 中点側 よ り 数えて m審 目 の分割点 K i を求め る ス テ ツ プ、

K i 点 と 前記中点に よ り 2 分 さ れ る境界線の 2 つ の端 点 と を結ぶ線分を それぞれ m等分す る ス テ ツ プ、

各凸多角形の重心 と 項点を結ぶ線分、 K i 点 と 端点を 結ぶ各線分、 各中線の それ ぞれ対応す る分割点を順次結 んで前記複数値の-第 2 閉通路群を生成す る こ と を特徵ど す る特許請求の範囲第 1 項記載の領域加工方法。

4 * 前記第 6 ス テ ッ プに お い て （ M— m — 1 ) 個の第 1 閉通路群を生成し 、 前記第 7 ス テ ツ プに お い て （ m — 1 個の第 2 閉通路群を生成す る と 共に 、

前記第 1 閉通路群 と 第 2 閉通路群 と の閭に 、 最大の凸 多角形の重心 と 該凸多角形の各項点 と を結ぶ各線分の M 分割点の う ち重心側か ら数えて （ M— m ) 番目 の分割点 と 、 前記各分割点 K i と 、 前記各中点 M i と 、 各凸多角 形の重心 W i と を順に た ど る 通路を生成す る ス テ ツ プ を 有す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 3 項記載の領域加 ェ方法。

5 ♦ 前記第 1 ス テ ツ プは外形曲線か ら所定量オ フ セ ッ ト し た オ フ セ ク ト 曲線を求め る ス テ ッ プ 、 該オ 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 ス テ プを有す る 請求の範囲第 4 項記載の領域加工方法。

6 ♦ 外形曲線が円弧 と 直線 と で構成さ れて い る 場合に は 前記第 1 ス テ ッ プ は外形曲線か ら所定量オ フ セ ッ ト し た オ フ セ ッ ト 曲線を求め る ス テ ッ プ と 、 該オ フ セ ッ ト 曲線 の円弧部分を直線近似す る ス テ ク プ と 、 直線で近似 さ れ たオ フ セ ツ ト 曲線に囲ま れた領域を複数の凸多角形に分 割す る ス テ ツ プ と を有す る 請求の範囲第 4 項記載の領域 加工方法。

7 . 前記各重心 と 中点を順次結んでな る基線を生成 し て 該基線に沿 っ て工具を移動 さ せ る ス テ ツ プを有す る請求 範囲 5 項記載の領域加工方法。 ,

8 * 前記オ フ セ ッ ト 曲線に沿 っ て土具を移動 さ せ る ス テ ッ プを有す る 請求の範囲第 7 項記載の領域加工方法。

9 * 前記閉通路を生成す る ス テ ツ プは該閉通路に沿 っ て 工具 を移動 さ せ る N C データ を生成す る こ と で あ る 請求 の範囲第 1 項記載の領域加工方法。