JPH0623926B2

JPH0623926B2 - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH0623926B2
Application number: JP9088185A
Authority: JP
Inventors: 義信堀木; 裕山路; 保外村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS61250706A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は数値制御フライス盤、数値制御旋盤、マシニン
グセンター等の数値制御装置に関し、２次元輪郭切削に
おける加工形状を容易且つ短時間に入力することができ
るようにしたものである。

＜従来の技術と問題点＞数値制御装置への入力方式は種々あるが、代表的な２つ
の従来例Ｉ，IIについて説明する。

従来例Ｉ（第７図〜第９図の場合）：第７図に入力パネルの表示部を示し、１は表示部ＣＲ
Ｔ、２はソフトキーやエコーキ等の入力キーである。Ｃ
ＲＴ１の画面に入力データが表示されている。図面中、
ＳＮＯはデータ番号を示し、ＰＴＮには直線か円弧かの
区別を入力する。“チヨク”は直線を意味し、“ＣＣＷ
エンコ”は反時計方向の円弧を意味する。

更に、Ｘ，Ｙには終点の座標値を入力し、Ｒ／θには円
弧の場合は半径を入力し、直線の場合には傾きの角度を
入力する。Ｉ，Ｊには円弧の中心座標を入力し、Ｐには
経路指定のため交点あるいは接点の選択（ウエ、シタ、
ヒダリ、ミギ）を入力し、ＣＮＲには面取りのデータを
入力する。？印は自動計算により求めることを意味す
る。

第７図の画面に表示されたデータから図形を描くと第８
図のようになる。即ち、データＮｏ．１には、“チヨ
ク”，Ｘ（100），Ｙ（100）となつているから、仮想直
線(チ)の終点(リ)がｘ，ｙ（100，100）であることを示
し、更に、この点(リ)がデータＮｏ．２の“チヨク”，
Ｒ／θ（３０）の始点であることも示す。データＮｏ．
３の“ＣＣＷエンコ”は反時計方向の円弧であり、その
中心座標(ワ)はＩ（200），Ｊ（150）であるからｘ，ｙ
（200，150）である。データＮｏ．２の直線とデータＮ
ｏ．３の円弧とは２個所(ヌ)と(ル)で交わるので、選択す
べき交点は右か左かを指定するためデータＮｏ．２では
Ｐ（ヒダリ）と入力している。従つて、切削の輪郭は、
第８図に実線で示す如く、始点(リ)から直線をたどつて
点(ヌ)に至り、更に点(ヌ)から反時計方向の円弧をたどつ
て終点(オ)に至るものである。但し、終点(オ)はデータＮ
ｏ．３のＸ（250），Ｙ（150）で指定された点ｘ，ｙ
（250，150）である。

第８図の変形として第９図の如く直線と円弧が接する場
合は、第７図中のデータＮｏ．２において、Ｒ／θ（3
0）の代りにＲ／θ(?)とし且つＰ（シタ）とすることに
より、下側の接点「ヌ」が選択されて実線で示す如く(リ)
→(ヌ)→(オ)の輪郭が描かれる。なお、Ｐ(ウエ)とすれば、
上側の接点(ヌ′)が選択され、輪郭は(リ)〜(ヌ′)〜(ヌ)〜
(オ)となる。

しかし、この従来例Ｉの欠点は、実際の図面には第８
図、第９図の実線に相当する部分のみが記入されてい
て、破線に相当する延長部分は記入されていないため、
データ入力の際にオペレータは頭の中に延長部分を描い
て判断しなければならず、入力作業が非常に繁雑であ
る。

従来例II（第１０図〜第１２図の場合）：この方法では、寸法に関する数値の他に、第１０図のＣ
ＲＴ１の画面に表示されている如く、交点がある場合は
経路指定のため“右析”か“左析”かを入力する。これ
により、第１１図に示す如く直線と円弧が交差する場
合、２つの交点３，４のいずれかが選択される。この場
合、オペレータは実際の図面の情報だけでデータを入力
することができ、延長部分を頭に描く必要がない。

しかし従来例IIでは、直線や円弧が接する場合には、接
点において“前進”か“後退”か、また接する円弧の中
心角が１８０゜以上か１８０゜未満か即ち“大円”か
“小円”かといいう事項を入力しなければならない。第
１２図の例で云うと、円５と円６はともに時計方向（C
W）円であり、これらの円５，６に第３の円が接してい
る場合を考える。円５の入力の後に、第３の円を“接す
る／後退／大円”と入力し、次いで円６を“接する／後
退”とすると、第１２図に７で示す経路が選択される。
また円５の入力の後に、第３の円を“接する／前進／小
円”と入力し、次いで円６を“接する／前進”とする
と、第１２図に８で示す経路が選択される。

このように従来例IIでは、接点がある場合に、入力しな
ければならない項目が多く入力作業が繁雑である。

＜発明が解決しようとする問題点＞上述した従来技術に鑑み、入力すべき項目を少なくし、
二次元輪郭切削における加工形状の数値制御情報を容易
に且つ短時間に入力することができるようにする必要が
ある。

＜問題点を解決するための手段＞本発明による数値制御装置は、直線と円弧で構成される
工具経路の情報を、入力情報を演算処理して出力する数
値制御装置において、直線と円弧との区別、直線の始点
の折れ方向、直線の傾き、直線の終点の座標値、円弧の
中心角が１８０゜以上か未満かの区別、円弧の回転方
向、円弧の始点での折れ方向、円弧の中心の座標値、円
弧の半径並びに円弧の終点の座標値、これらの入力が可
能な形状入力部と、形状入力部からの入力情報をもと
に、隣接する直線または円弧との相互関係が定まつてい
ないものについては相互に接し且つ接点で工具が前進の
みするものとし、所要の工具経路の情報を自動計算する
演算部と、自動計算が不可能な場合にエラーメッセージ
を表示するエラーメッセージ表示部とを具備するもので
ある。

＜作用＞現実の加工図面を分析したところ、 (1) 直線または円弧が隣接するものと接するか交わる
かは、この情報を格別に入力しなくても、前後の情報か
ら自動判断できること、 (2) 接する場合には、接点では次の直線または円弧に
沿つて前進するのみで、後退は実際には存在しないこ
と、これらを発見した。

前記(1)，(2)の発見により、接するか交わるかの入力、
接する場合の前進か後退かの入力、及び交わつたり接し
たりする場合の交点や接点の入力をしなくても、隣接す
る直線または円弧との相互関係が定まつていないものに
ついては相互に接し且つ接点では工具は前進のみすると
いう条件を与えておくことにより、演算部は形状入力部
からの入力情報に合致した工具経路を自動計算して求め
る。但し、データ不足等の場合は自動計算で工具経路が
求まらないことがある。このような自動計算が不可能な
場合は、エラーメッセージ表示部がエラーメッセージを
表示し、オペレータにデータ不足あるいは入力データの
誤りを知らせる。

＜実施例＞第１図〜第６図及び表を参照して本発明の一実施例を説
明する。第１図は実施例装置のブロツク構成図、第２図
はその形状入力部の入力パネル外観図、第３図はＣＲＴ
画面の正面図、第４図(a)，(b)はそれぞれ直線の傾きを
説明する図、第５図は加工上の具体的な工具経路例を示
す図、第６図は演算部のフローチヤートである。表は入
力データ例の一覧表である。

第１図に示すように、本発明の数値制御装置１００は形
状入力部１１０と、演算部１２０と、ＮＣデータ出力部
１３０とを有する。形状入力部１１０によつて入力され
た数値制御情報が演算部１２０で演算処理された後、Ｎ
Ｃデータ出力部１３０から演算結果である工具経路が工
作機械のＮＣ装置２００に出力され、アクチユエータ３
００が作動して加工作業が実行される。形状入力部１１
０は第２図に示す入力パネルを有し、ＣＲＴ画面１１
１、ソフトキーまたはエコーキー１１２、数値キーや英
字キーを含む各種キー１１３が備えられている。ＣＲＴ
画面１１１には第３図に示すように、入力されたデータ
の一覧表１１４が表示される。１１５は会話エリア、１
１６はエラーメッセージ表示エリアである。入力データ
はまず会話エリア１１５に表示され、エントリーキを押
すと、入力データ一覧表１１４の対応する場所に移され
てそこに表示される。

入力データ一覧表１１４の各項目へのデータ入力につい
て説明する。形状の項目については、直線、ＣＬ円（時
計方向の円弧）、並びにＣＣＬ円（反時計方向の円弧）
のうち、いずれかを数値キーで選択する。折の項目につ
いては、進行方向に左析か右折かを数値キーで選択す
る。弧の項目については、円弧の中心角が１８０゜未満
の場合は小弧を、円弧の中心角が１８０゜以上の場合は
大弧を、それぞれ数値キーで選択する。ＩとＪの項目に
ついては、直線の場合は直線の傾斜を表すｘ，ｙの値を
入力し、円弧の場合はその中心のｘ座標値、ｙ座標値を
入力する。Ｒ／θの項目については、直線の場合は傾き
を入力し、円弧の場合は半径を入力する。ＸとＹの項目
については、終点のｘ座標値、ｙ座標値を入力する。な
お参考までに、コーナーの項目については面取りの情報
が入力され、Ｆの項目には送り速度の情報が入力され
る。

入力データ一覧表１１４には、必ずしも上記全ての項目
についてデータを入力する必要はない。入力されていな
い項目については、演算部１２０が自動計算してデータ
を求め、これを表示する。この自動計算をする場合に、
折、弧のデータが必要となる。データ不足のため自動計
算でデータが求まらない場合は、図示省略のエラーメッ
セージ表示部により、エラーメッセージがその表示エリ
ア１１６に表示される。

演算部１２０は下記(a)〜(e)の約束に従つて自動計算を
行う。即ち、 (a) 形状が直線で傾きと位置のいずれか或いは両方に
自由度があり、且つその前後いずれか或いは両方の形状
が円である場合は、当該直線は前後いずれか或いは両方
の円に接するものとする。

(b) 形状がＣＬ円或いはＣＣＬ円で中心位置に自由度
がある場合は、当該ＣＬ円或いはＣＣＬ円はその前後の
直線或いは円と接するものとする。

(c) 接する場合は、接点では前進のみとし、工具経路
に後退はないものとする。

(d) 直線の傾きは、第４図(a)，(b)に示すように直線
の進行方向つまり実際の工具の進行方向４００とＸ軸の
正方向とがなす角を、Ｘ軸の正方向から反時計方向を正
として計つた角度とする。

(e) 自動計算で求めさせる場合で直線または円が２個
以上存在する場合、並びに交点または接点が２個以上存
在する場合は、折、弧の項目に入力された情報に合致す
るものが自動的に選択されるものとする。

次に、第５図に示す工具経路について、データの入力及
び演算部の動作を説明する。第５図において、点(イ)は
座標原点、ｘは横軸、ｙは縦軸であり、工具経路は太い
実線で示す(ロ)〜(ハ)〜(ニ)〜(ホ)〜(ヘ)〜(ロ)である。ま
た、入力座標一覧表は下記の通りである。

まず、開始点を入力する。開始点(ロ)の座標は（100，20
0）であるから、入力はＸ（100），Ｙ（200）とインプ
ツトされる。

次に、直線(ロ)〜(ハ)は開始点(ロ)を通り円弧(ハ)〜(ニ)に
接するものであるから、Ｎｏ．１の入力データは“形
状”（直線）とのみインプツトされる。

次に、円弧(ハ)〜(ニ)は中心座標が（150，430）、半径が
（130）で時計方向に進む円弧であり、次の円弧(ニ)〜
(ホ)と接するものであるから、Ｎｏ．２の入力データは
“形状”（ＣＬ円）、Ｉ（150）、Ｊ（430）、Ｒ／θ
（130）とインプツトされる。

次に、円弧(ニ)〜(ホ)は半径が（80）で先の円弧(ハ)〜(ニ)
と次の円弧(ホ)〜(ヘ)の両方に接する小弧であり、反時計
方向に進むものであるから、Ｎｏ．３の入力データは
“形状”（ＣＣＬ円）、“弧”（小）、Ｒ／θ（80）と
インプツトされる。

次に、円弧(ホ)〜(ヘ)は時計方向に進む円弧であり、中心
座標が（530，310）、半径が（100）のものであるか
ら、Ｎｏ．４の入力データは“形状”（ＣＬ円）、Ｉ
（530）、Ｊ（310）、Ｒ／θ（100）とインプツトされ
る。

更に、直線(ヘ)〜(ロ)は角度１９２゜で(ロ)点（100，20
0）を終点とし、点(ヘ)において円弧(ホ)〜(ヘ)から右へ折
れて進むものであるから、Ｎｏ．５の入力データは“形
状”（直線）、“折”（右）、Ｒ／θ（192）、終点を
示すＸ（100）及びＹ（200）がインプツトされる。

上述した入力データに基づく演算部１２０での演算処理
を第６図に示すフローチヤートにより説明する。まず、
ここで第６図中の注１から注７について説明しておく。

注１：ステツプ６０１において、入力データの構成は前
述した如く、直線の場合は傾き（方向を含む）、終点、
及び折れ方向（右と左の区別）の全部または一部であ
る。円弧の場合は中心、半径、回転方向（ＣＬ円とＣＣ
Ｌ円の区別）、折れ方向（右と左の区別）、及び小弧・
大弧の区別の全部または一部である。

注２：ステツプ６０２において、ｎ＝１（ｎはデータＮ
ｏ．）のときは第ｎ−１行の終点はステツプ６００で読
み込んだ開始点とし、また第ｎ−１行の式は求まつてい
ないものとし、第ｎ−２行については終点と式ともに求
まつていないものとする。

注３：ステツプ６０２等において、式とは、直線の式ま
たは円の式を意味する。

注４：ステツプ６０２において、式が求まる場合とは、
式を求めるに十分なデータが揃つていることを意味す
る。

注５：ステツプ６０６，６１５において、反点が２個以
上存在する場合は、折れ方向に合致するもの１個を選択
する。

注６：ステツプ６１４，６３１，６３４において、接す
る円が２個以上存在する場合は、円の回転方向、小弧と
大弧の区別に合致するもの１個を選択する。

注７：ステツプ６３５において、第ｎ行と第ｎ−１行の
終点がともに既に求まつている場合であるから、直線な
らば、その式が既に求まつているはずなのでこのステツ
プには来ない。従つて、ここでは折れ方向、小弧と大弧
の区別に合致する１個の円を選択する。

表に示した入力データに対し、演算部１２０は次のよう
に処理する。

(1) まず、プログラムの最初の段階６００で、開始点
(ロ)のデータＸ，Ｙ（100，200）を読み込む。

(2) 次に、ｎ＝１とし、ステツプ６０１でＮｏ．１の
データ“形状”（直線）を読み込む。

(3) 次のステツプ６０２では、第ｎ−１行の終点、こ
の場合は開始点(ロ)は求まつているが、第ｎ行即ちここ
ではＮｏ．１の行では直線としか入力されていないの
で、この直線の式を求めることができない。

(4) 従つて、６０３，６２３，６２４，６２５のステ
ツプを経て、ｎ＝２として、データ読み込みのステツプ
６０１へ戻る。

(5) ステツプ６０１で、Ｎｏ．２のデータを読み込
む。

(6) Ｎｏ．２のデータとしては時計方向の円で、中心
（150，430）と半径（130）ともに入力されているの
で、ステツプ６０２において第２行の円の式が求まる。
（自動計算） (7) 従つて、次はステツプ６０３を経てステツプ６０
４へ行く。しかし、ステツプ６０４では未だデータＮ
ｏ．１の式が求まつていないから、ステツプ６１１へ行
く。このステツプ６１１でもデータＮｏ．１の終点
（Ｘ，Ｙ）が求まつていないから、ステツプ６１６へ行
く。次このステツプ６１６では第ｎ−２行の終点が前述
した如く開始点(ロ)即ちＸ，Ｙ（100，200）として入力
されているから、ステツプ６１７へ行く。ステツプ６１
７においては、データＮｏ．１の直線がデータＮｏ．２
の円に接するものとして求められる。このとき、前述し
た「接点で前進」という約束(c)に基づき、これに合致
する１個の直線の式が求められる。（自動計算） (8) すると、ステツプ６２２で、データＮｏ．１の終
点が接点であるとして求まる。（自動計算） (9) 次にステツプ６０７に行くが、データＮｏ．１の
直線の式が既に求まつているので、次のステツプ６０８
へ行く。ステツプ６０８では、第ｎ−２行の終点が開始
点であるとして求まつているから、ステツプ６０９を経
てｎ＝３としてステツプ６０１へ戻る。ステツプ６０１
でＮｏ．３のデータを読み込む。

(10) Ｎｏ．３のデータは反時計方向の円で、半径（8
0）としか入力されていないから、ステツプ６０２では
データＮｏ．３の式を求めることができない。

(11) そこで、ステツプ６０３を経てステツプ６２３へ
行き、データＮｏ．２の式が既に求まつていることから
ステツプ６２７へ行く。しかし、データＮｏ．２の終点
は未だ求まつていないからステツプ６２８へ行くが、デ
ータＮｏ．３の終点も未だ求まつていないからステツプ
６２９へ行く。ステツプ６２９では、データＮｏ．３と
Ｎｏ．２ともに円であることから、ステツプ６０７へ行
く。

(12) ステツプ６０７では、データＮｏ．２の式が既に
求まつていることから、次のステツプ６０８へ行く。ス
テツプ６０８では、データＮｏ．１の終点が前記(8)で
既に求まつていることから、ステツプ６０９でｎ＝４と
してステツプ６０１へ戻る。ここでＮｏ．４のデータを
読み込む。

(13) Ｎｏ．４のデータは時計方向の円で、中心（53
0，310）と半径（100）ともに入力されていることか
ら、ステツプ６０２においてデータＮｏ．４の式が求ま
る。（自動計算） (14) 従つて、ステツプ６０３から６０４，６１１，６
１６，６１８のステツプを経て、６２０のステツプへ行
く。

(15) ステツプ６２０においては、ともに式が求まつて
いるＮｏ．４とＮｏ．２の図形の両方に接する円とし
て、演算部Ｎｏ．３の円の式が求められる。このとき、
データＮｏ．２，３，４の各円の回転方向と、「接点で
前進」という約束と、弧のなす角が１８０゜未満（小
弧）か１８０゜以上（大弧）かの区別とにより、データ
Ｎｏ．３の円は１個に定まる。もちろん式も求まる。
（自動計算） (16) 次にステツプ６２１で、データＮｏ．２の終点を
求める。またステツプ６２２で、データＮｏ．３の終点
を求める。（自動計算）。

(17) すると、ステツプ６０７，６０８，６０９を経
て、ｎ＝５としてステツプ６０１に戻りＮｏ．５のデー
タを読み込む。

(18) Ｎｏ．５のデータは直線で、傾き（192）と終点
Ｘ，Ｙ（100，200）とが入力されているから、ステツプ
６０２においてデータＮｏ．５の式が求まる。（自動計
算） (19) 従つて、ステツプ６０３から６０４，６０５のス
テツプを経て、６０６のステツプへ行く。

(20) ステツプ６０６においては、データＮｏ．４の終
点を、データＮｏ．４の円とデータＮｏ．５の直線との
交点として求める。このとき、Ｎｏ．５のデータには右
折が入力されているので、２個存在する交点のうち１個
だけが選択される。（自動計算） (21) データＮｏ．５の終点は前述の如く既に入力され
ているから、以上(1)〜(20)で工具経路として必要な全
てのデータが求まつたことになる。

かくして演算処理されたのち、演算結果が工具経路とし
てＮＣデータ出力部１３０よりＮＣ装置２００に与えら
れる。

＜発明の効果＞本発明によれば、従来の入力データ項目に比べると、接
するか交わるかの項目、並びに接する場合には前進か後
退かの項目が不要となつた。

従つて、円弧と直線で構成される任意の輪郭切削の形状
情報を数値制御装置に入力するとき、 (1) 通常の加工図面に記入されている情報だけを入力
すれば良いため、オペレータにとつて延長部分を考える
必要がなく、理解し易い。

(2) 直線や円相互の交点や接点を自動計算させる際に
必要な情報項目は、左折か右折かの区別と、円弧の中心
角が１８０゜未満か以上かの区別のみであるため、入力
作業が容易で短時間に行える。

(3) 入力すべき情報項目が従来より少ないため、安価
なＣＲＴの画面で入力データ一覧表を表示させることが
可能となり、そのためオペレータがどこまでデータを入
力したかを常に確認できるので入力作業が一層容易にな
る。

(4) また、データ不足等により自動計算が不可能な場
合は、エラーメッセージが表示されるので、オペレータ
がデータ入力不足やデータ入力間違いを知ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例に関し、第１図は実
施例装置のブロツク構成図、第２図はその形状入力部の
入力パネル外観図、第３図はＣＲＴ画面の正面図、第４
図(a)，(b)はそれぞれ直線の傾きを説明する図、第５図
は加工上の具体的な工具経路例を示す図、第６図は演算
部のフローチヤートである。第７図〜第９図は従来例Ｉに関し、第７図は入力パネル
の正面図、第８図、第９図はそれぞれ原理説明図であ
る。第１０図〜第１２図は従来例IIに関し、第１０図は入力
パネルの正面図、第１１図、第１２図はそれぞれ原理説
明図である。図面中、１００は数値制御装置、１１０は形状入力部、１１１は
ＣＲＴ画面、１１２はソフトキーまたはエコーキー、１
１３は数値キーや漢字キーを含む各種キー、１２０は演
算部、１３０はＮＣデータ出力部である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線と円弧で構成される工具経路の情報
を、入力情報を演算処理して出力する数値制御装置にお
いて、直線と円弧との区別、直線の始点の折れ方向、直線の傾
き、直線の終点の座標値、円弧の中心角が１８０゜以上
か未満かの区別、円弧の回転方向、円弧の始点での折れ
方向、円弧の中心の座標値、円弧の半径並びに円弧の終
点の座標値、これらの入力が可能な形状入力部と、形状入力部からの入力情報をもとに、隣接する直線また
は円弧との相互関係が定まっていないものについては相
互に接し且つ接点で工具が前進のみするものとし、所要
の工具経路の情報を自動計算する演算部と、自動計算が
不可能な場合にエラーメッセージを表示するエラーメッ
セージ表示部とを具備する数値制御装置。