JP2918192B2 - 加工データ作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工データ作成方法に
係り、特にＣＡＭ（Computer aided manufacturing）に
適用して、金型等を等高線状に切削加工する際の工具軌
跡のデータ作成に適用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型加工は、ＣＡＭにより工具軌
跡のデータを作成することにより、金型作成工程を短縮
化、簡略化するようになされている。

【０００３】すなわちこの金型加工におけるＣＡＭは、
ＣＡＤ（Computer aided design ）により作成された形
状データの供給を受けることにより、また金型図面等に
基づいて入力された形状データにより、コンピュータに
おいて、加工対象になる金型の形状を把握する。さらに
このＣＡＭは、コンピュータにおいて、この形状に従っ
て通常のＮＣ工作の場合と同様の荒加工用及び仕上げ加
工用のデータを生成し、生成したデータをＮＣフライス
盤に供給する。

【０００４】このデータを作成する際、このＣＡＭのコ
ンピュータは、対話形式によるオペレータの指定等によ
り工具軌跡を設定し、これによりオペレータが工具軌跡
を手入力していた従前の金型作成の場合と同様に、必要
に応じて、また加工対象の形状に応じて工具軌跡を設定
する。

【０００５】すなわち図９に示すように、一面がなだら
かな斜面Ｓで形成された長方形形状の製品形状に対し
て、この雄型の金型を作成する場合、側面に対応する部
分については、等高線切削するように工具軌跡を生成す
る。ここで等高線切削とは、等高線を描くように加工対
象を切削加工する加工方法であり、記号Ａで示すよう
に、このｚ方向の座標値を所定ピッチで順次段階的に変
化させ、各ｚ方向の座標値毎に、製品形状の輪郭に沿っ
て工具を移動させる加工方法である。

【０００６】これに対して例えば上面のように、ｚ方向
の座標値が一定の面等については、いわゆる面なり切削
によりこの面に沿って工具軌跡を生成する。すなわちこ
の場合ＣＡＭでは、記号Ｂで示すように、ｚ方向の座標
値を一定に保持したまま、ｘ方向又はｙ方向の座標値を
所定ピッチで順次段階的に変化させ、ｙ方向又はｘ方向
に工具を移動させる。

【０００７】これによりこの種の加工データ作成方法に
おいては、このピッチを、工具の移動速度、工具の種類
等と共に荒加工、仕上げ加工で切り換えて、荒加工用及
び仕上げ加工用に工具軌跡のデータを生成するようにな
されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種のＮＣ
フライス盤で金型加工する場合、加工後の金型において
は、縞状の模様が表れる。この縞状の模様は、工具の移
動経路に沿って形成される。また金型は、荒加工から仕
上げ加工に移行するに従って、階段状に加工された面が
滑らかに形成されてこの縞状の模様が表れる。

【０００９】これによりこの縞状の模様は、金型の加工
精度を表していると言え、金型作成の判断基準として用
いることができる。特に、ＮＣフライス盤で切削加工す
る場合、工具の磨耗を避け得ないことにより、この縞状
の模様において不規則な模様が形成されている場合（例
えば縞模様が交差しているような場合）、この不規則な
模様の部分においては、磨耗の程度の異なる工具により
切削加工されたことになる。

【００１０】すなわちこの縞状模様が、金型全体とし
て、一様に、また等ピッチで美しく作成されている場
合、この金型については、精度良く作成されていると判
断することができる。またこの縞模様が全く知覚されな
い程度に、美しく仕上がっている場合には、磨き加工も
不要な程、高い精度で加工されていると言える。従って
このように美しく作成された金型においては、全体とし
て短時間で金型を作成することができる。またこの縞状
模様が美しい場合、均一の負荷により切削したと判断す
ることができ、工具についても、磨耗が少ないと判断す
ることができる。

【００１１】この場合、等高線切削するように工具軌跡
を生成すれば、面なりに切削加工する場合に比して、こ
の種の模様を美しく形成することができる。また等高線
切削においては、順次段階的にｚ方向の座標値を変化さ
せて工具軌跡を形成することにより、工具の無駄な移動
を低減することができ、その分加工時間を短縮すること
ができる。

【００１２】従ってこの種の金型加工においては、等高
線切削するように工具軌跡を生成して精度の高い、かつ
全体として加工時間の短い金型を作成することができ
る。

【００１３】ところが実際の金型加工においては、この
製品形状が複雑な場合もあり、このように美しく金型を
形成することが困難な問題がある。すなわち図９につい
て上述したように、一面がなだらかな斜面で形成された
長方形形状の製品形状において、ｚ方向の座標値を所定
ピッチで順次段階的に変化させて等高線切削すると、こ
のなだらかな斜面Ｓについては、他の傾きの急な斜面に
比して縞模様のピッチが大きく形成される。

【００１４】すなわちこの場合、他の斜面に比して、こ
のなだらかな斜面Ｓについては、加工精度が劣るように
切削加工されることになり、また工具に対する負荷等に
ついても、他の斜面と異なる条件で切削加工することに
なる。

【００１５】この問題を解決する１つの方法として各斜
面の傾きを検出し、この傾き検出結果に応じてｚ方向の
ピッチを切り換える方法が考えられる。ところがこの方
法の場合、あるｚ座標値の等高線が通過する部位におい
て、大きく傾斜が異なる形状については、ｚ方向のピッ
チを設定することが困難になり、結局美しい金型を形成
することが困難になる。

【００１６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、これらの問題点を一挙に解決し、美しい切削結果を
得ることができる加工データ作成方法を提案しようとす
るものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、形状データに基づいて、この形状
データで表される形状を加工目標にして、所望の切削材
料を等高線状に切削加工するための加工データを生成す
る加工データ作成方法において、等高線切削の工具軌跡
を生成した後、隣り合う工具軌跡間で、この工具軌跡間
の距離を検出し、この距離が規定値以上の工具軌跡間
に、先の工具軌跡に沿って新たな工具軌跡を設定し、先
の工具軌跡及び新たな工具軌跡を順次結ぶ経路を作成し
て、この経路を表す加工データを生成する。

【００１８】またこのとき、この新たな工具軌跡は、先
の工具の進入方向と直交する平面に沿って、隣接する工
具軌跡を変形し、該変形結果に基づいて作成されるよう
にする。

【００１９】またこれに加えて、またこれに代えて、こ
の経路は、工具軌跡及び又は新たな工具軌跡を、それぞ
れ規定の要素に分割し、工具軌跡が過密に形成されてい
る部分の要素を省略して形成される。

【００２０】

【作用】等高線切削の工具軌跡を生成した後、隣り合う
工具軌跡間の距離を検出し、この距離が規定値以上の工
具軌跡間に、先の工具軌跡に沿って新たな工具軌跡を設
定すれば、工具軌跡がまばらな部分について、等高線状
の工具軌跡を作成することができる。従ってこれらの工
具軌跡及び新たな工具軌跡を順次結ぶ経路を作成して、
この経路を表す加工データを生成すれば、この加工デー
タにより美しく縞模様の並ぶ金型等を作成することがで
きる。

【００２１】またこのとき、この新たな工具軌跡が、先
の工具の進入方向と直交する平面に、隣接する工具軌跡
を変形し、該変形結果に基づいて作成されるようにすれ
ば、平坦な面についても等高線に類似した工具軌跡を作
成することができる。

【００２２】またこれに加えて、またこれに代えて、工
具軌跡及び又は新たな工具軌跡を、それぞれ規定の要素
に分割し、工具軌跡が過密に形成されている部分の要素
を省略して経路を形成すれば、無駄な工具軌跡を省略す
ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に詳述す
る。

【００２４】図２は、この実施例に係るＣＡＭシステム
を示すブロック図である。このＣＡＭシステム１は、オ
ンライン、フロッピディスク等を介して、ＣＡＤにより
作成された形状データＤ１により、また金型図面等に基
づいて入力された形状データＤ１により、演算処理装置
でなる加工データ作成装置２において、金型加工用の加
工データＤ３を生成する。

【００２５】ここで加工データＤ３は、荒加工用のデー
タでなる荒取用ＮＣデータと、仕上げ用のデータでなる
仕上げ用ＮＣデータとで形成され、加工データ作成装置
２は、オンラインにより、またはフロッピディスク、紙
テープにより、この加工データＤ３をＮＣ工作機械に供
給する。

【００２６】この加工データ作成装置２は、この加工デ
ータＤ３を作成する際に、必要に応じて表示装置３を介
してメッセージ等を表示すると共に、入力装置４を介し
てオペレータの指定を受け付け、これにより対話形式に
よって加工の条件を設定した後、この条件に従って順次
加工データＤ３を生成する。すなわち加工データ作成装
置２は、ワークの大きさ、材質、使用工具等についてオ
ペレータの入力を受け、これら入力された条件に従って
荒取り等の作業を実行する。

【００２７】このとき加工データ作成装置２は、データ
ベース化して蓄積した過去の加工条件を参照して、オペ
レータの選択したワークの材質、使用工具に適した切削
条件を自動的に決定し、これにより最適な切削条件を簡
易に設定できるようになされている。

【００２８】この加工条件の設定の際、オペレータが等
高線切削のメニューを選択すると、加工データ作成装置
２は、続いてこの等高線切削に必要なｚ座標ピッチ等の
パラメータの入力を受け付け、従来と同様の手法により
等高線切削用の工具軌跡のデータを作成し、この作成し
たデータから加工データＤ３を生成する。さらにこのと
き加工データ作成装置２は、ｚ方向の座標値が一定の平
面、さらにはオペレータが指定した面については、面な
り切削するように工具軌跡を生成し、工具の移動量が短
くなるように、これら生成した工具軌跡間を結んで全体
の工具軌跡を生成する。

【００２９】これに対してオペレータが等高線切削のメ
ニューを選択した後、ｚ座標ピッチ等のパラメータを入
力し、続いて最適化のメニューを選択すると、加工デー
タ作成装置２は、図１に示す処理手順を実行し、これに
より加工データＤ３を生成する。

【００３０】すなわち加工データ作成装置２は、オペレ
ータが実行のメニューを選択すると、ステップＳＰ１か
らステップＳＰ２に移り、等高線切削の工具軌跡を作成
する。ここで加工データ作成装置２は、図３に示すよう
に、例えば加工目標が面Ｍのとき、オペレータが指定し
たｚ座標ピッチｐにより、工具５の侵入量を順次段階的
に切り換え、各侵入量毎に、加工目標を等高線切削加工
する工具軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４……を作成する。
なおここでは、切削工具としてオペレータがボールエン
ドミルを指定した場合を表す。

【００３１】なおここで侵入量とは、例えば切削工具が
上下すると共にワークを保持したステージが水平方向に
移動する３軸のＮＣフライス盤において、この工具の回
転軸方向を工具の侵入方向としたとき、この侵入方向に
ついての工具の位置を意味し、いわゆる加工目標の形状
をｘｙｚ空間で規定したとき、一般にｚ方向の座標値を
言う。

【００３２】さらにこの工具軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ
４……の作成方法については、例えば工具側に工具半径
Ｒの分だけ加工対象の面Ｍをオフセットさせたオフセッ
ト面を作成し、このオフセット面をｚ座標ピッチｐによ
り規定したｘｙ平面で切断して形成する場合、さらには
切削目標の面Ｍを荒い点群でメッシュ状に表し、このメ
ッシュ状に形成された面より作成する場合等、種々の作
成方法を広く適用することができる。

【００３３】このようにして工具軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ
３、Ｌ４……を作成すると、加工データ作成装置２は、
所定の工具軌跡と、この工具軌跡に隣接する工具軌跡と
の間で距離を検出する。ここでこの距離の検出は、図４
に示すように、対象とする工具軌跡Ｌ１とこの工具軌跡
Ｌ１に隣接する工具軌跡Ｌ２をｘｙ平面側から観察して
その間隔ｄを順次検出し、この間隔ｄの最も大きな値を
検出することにより実行される。

【００３４】このようにして距離ｄを検出すると、加工
データ作成装置２は、ステップＳＰ４に移り、ここでこ
の検出した距離ｄが規定値以上か否か判断する。ここで
この距離ｄが規定値以上の場合、この隣接する工具軌跡
との間では、縞模様の間隔が大きく形成されることによ
り、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ５に移り、
この隣接する工具軌跡との間に新たな工具軌跡を設定す
る。

【００３５】ここで加工データ作成装置２は、対象とす
る工具軌跡Ｌ１側に、隣接する工具軌跡Ｌ２を規定ピッ
チｐ１でオフセットさせ、これにより工具軌跡Ｌ１及び
Ｌ２の間に、工具軌跡Ｌ１及び又はＬ２を拡大又は縮小
するように、ｘｙ平面に沿って工具軌跡Ｌ２を変形して
なる仮の工具軌跡Ｋ１及びＫ２を作成する。これにより
加工データ作成装置２は、この仮の工具軌跡Ｋ１及びＫ
２から、元の工具軌跡Ｌ１及びＬ２の間に、面Ｍを加工
目標にしてなる工具軌跡Ｌ１１及びＬ１２をそれぞれ生
成する。

【００３６】このとき加工データ作成装置２は、面Ｍを
加工目標にしてワークを切削加工するように、この仮の
工具軌跡Ｋ１及びＫ２のｚ座標値を補正して工具軌跡Ｌ
１１及びＬ１２をそれぞれ生成する。なお仮の工具軌跡
Ｋ１及びＫ２から工具軌跡Ｌ１１及びＬ１２を作成する
作成方法としては、工具軌跡Ｌ１及びＬ２を通過するオ
フセット曲面にこの仮の工具軌跡Ｋ１及びＫ２を投影し
て作成する場合等、種々の方法を広く適用することがで
きる。

【００３７】またここでこのピッチｐ１は、等高線切削
のためにオペレータが規定したｚ方向のピッチｐを基準
にして設定され、これによりこの実施例ではいちいちこ
のピッチｐ１を規定しなくても、ｚ方向のピッチｐに対
応して新たな工具軌跡を最適な間隔で作成できるように
なされている。

【００３８】かくして加工データ作成装置２は、ｚ軸方
向を基準にして等ピッチｐで工具軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３
……を作成し、この工具軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３……間で
距離ｄの大きな部分については、ｘｙ平面を基準にして
等ピッチｐ１で新たな工具軌跡を設定する。従ってこの
ようにすれば、傾きが緩やかな部分についても、また傾
きが急激に変化している部分についても、等間隔で縞模
様が形成されるように、工具軌跡を形成することがで
き、この工具軌跡により金型を切削加工して美しい金型
を作成することができる。

【００３９】また従来の等高線切削では、切削困難だっ
たｚ座標値が一定の平坦な面、あるいは平坦に近い面に
ついても、ｘｙ平面に沿って隣接する工具軌跡を変形し
て新たな工具軌跡を作成したことにより、この面の上方
又は下方の工具軌跡から、この工具軌跡に似通った工具
軌跡を作成することができる。

【００４０】さらに加工データ作成装置２は、対象とす
る工具軌跡が最も上方及び下方の場合、隣接する工具軌
跡に代えてこの対象とする工具軌跡をオフセットさせ、
これにより上述した手法と同様の手法を適用して仮りの
工具軌跡を作成した後、新たな工具軌跡を作成する。従
ってこの場合、金型の最も奥まった平面についても、こ
の平面の上側に位置する工具軌跡により、この工具軌跡
に沿った工具軌跡を作成することができる。またこれと
は逆に、金型の最も上方の平面についても、この平面の
下側に位置する工具軌跡により、この工具軌跡に沿った
工具軌跡を作成することができる。

【００４１】従ってこの場合、従来、面なり切削により
加工していた部分についても、近似的に等高線状に切削
加工することができ、その分工具軌跡全体の長さを短縮
して加工に要する時間を短縮することができる。また磨
耗の程度の近接した工具により、隣接する面を順次１方
向に（すなわちｚ方向でなる）、等高線状に加工できる
ことにより、面の加工精度も向上することができる。

【００４２】かくしてこのようにして新たな工具軌跡を
作成すると、加工データ作成装置２は、ステップＳＰ６
に移り、全ての工具軌跡について距離検出の処理が完了
したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステ
ップＳＰ３に戻り、続く工具軌跡について同様の処理を
繰り返す。

【００４３】これに対して距離が規定値以下の場合、ス
テップＳＰ４において、否定結果が得られることによ
り、加工データ作成装置２は、直接ステップＳＰ４から
ステップＳＰ６に移り、ここで全ての工具軌跡について
距離検出の処理が完了したか否か判断し、否定結果が得
られるとステップＳＰ３に戻り、続く工具軌跡について
同様の処理を繰り返す。

【００４４】このようにして全ての工具軌跡について一
連の処理が完了すると、加工データ作成装置２は、ステ
ップＳＰ６において肯定結果が得られることにより、ス
テップＳＰ７に移り、作成した工具軌跡間を規定の条件
により接続して全体の工具軌跡を作成する。ここでこの
全体の工具軌跡は、この条件により、例えばｚ方向に連
続する工具軌跡を順次結ぶように、工具軌跡を接続して
形成される。

【００４５】これにより図９について上述した形状につ
いて、雌型の金型を作成する場合、加工データ作成装置
２は、図５に示すように、等高線切削の工具軌跡Ｌ５及
びＬ６間に、この工具軌跡Ｌ５及びＬ６に沿って新たな
工具軌跡Ｌ５１〜Ｌ５８を生成し、これら工具軌跡Ｌ
５、Ｌ５１〜Ｌ５８、Ｌ６を順次結んで全体の工具軌跡
を作成する。なおこの場合、ｘｙ平面上で隣接する工具
軌跡をオフセットさせて新たな工具軌跡を作成したこと
により、記号Ｌ５及びＬ６で表される本来の工具軌跡に
対して、新たな工具軌跡Ｌ５１〜Ｌ５８においては、傾
きの急な部分については、工具軌跡Ｌ６と同一の軌跡を
描くように形成されることになる。

【００４６】かくしてこのようにして全体の工具軌跡を
作成すると、加工データ作成装置２は、続くステップＳ
Ｐ８において、このようにして生成した全体の工具軌跡
を、ＮＣ工作機械を駆動する加工データに変換し、ステ
ップＳＰ９でこの処理手順を終了する。

【００４７】以上の構成において、ＣＡＤ等により作成
された形状データＤ１は、加工データ作成装置２におい
て、全体の形状が把握され、オペレータが指定した条件
により、ｚ方向に規定のピッチｐで等高線切削加工の工
具軌跡が作成される。この工具軌跡は、それぞれ隣接す
る工具軌跡との間で、ｘｙ平面上における距離ｄが検出
され、距離ｄが規定値以上の工具軌跡間に、新たな工具
軌跡が作成される。

【００４８】このときこの新たな工具軌跡は、隣接する
工具軌跡が対象の工具軌跡側にオフセットされた後、こ
のオフセットされた工具軌跡と加工目標とを基準にして
生成され、これにより加工目標が平面の場合でも、等高
線切削加工の工具軌跡に沿って形成される。また新たな
工具軌跡は、上端及び下端の工具軌跡を対象とする場
合、この上端及び下端の工具軌跡がオフセットされて形
成され、これにより金型の上端、下端の場合で、かつ加
工目標が平面の場合でも、等高線切削加工の工具軌跡に
沿って形成される。

【００４９】以上の構成によれば、等高線切削の工具軌
跡間において、距離を検出し、この距離が規定値以上の
工具軌跡間に新たな工具軌跡を作成することにより、傾
きが緩やかな斜面についても、ｚ方向のピッチを指定す
るだけで、簡易に美しい金型を作成することができる。

【００５０】さらにこのとき隣接する工具軌跡を対象の
工具軌跡側にオフセットした後、このオフセットした工
具軌跡と加工目標とを基準にして新たな工具軌跡を生成
することにより、加工目標が平面の場合でも、等高線切
削加工の工具軌跡に沿って工具軌跡を生成することがで
きる。

【００５１】また上端及び下端の工具軌跡について、こ
の上端及び下端の工具軌跡をオフセットして新たな工具
軌跡を作成することにより、金型の上端、下端について
も、等高線切削加工の工具軌跡に沿って工具軌跡を生成
することができる。従って金型全体として等高線切削加
工の工具軌跡を辿るように切削加工することができ、そ
の分美しく、かつ精度の高い金型を、短時間で作成する
ことができる。

【００５２】（２）第２の実施例 この実施例においては、オペレータが指定した取り残し
山高さ以下になるように、ｚ方向のピッチｐを自動設定
し、この設定値ｐにより、工具軌跡を生成する。さらに
この工具軌跡を作成した後、不必要な部分については、
工具軌跡を部分的に削除し、これにより効率良く金型を
作成できるように加工データを作成する。なおこの実施
例においては、図２について上述したＣＡＭシステム１
において、加工データ作成装置の構成以外の部分を除い
てほぼ同様の構成でなることから、必要に応じて図２の
構成を流用して説明する。

【００５３】この実施例において加工データ作成装置
は、ｚ方向のピッチを自動設定するモードをオペレータ
が選択した後、続いて取り残し山高さの値が入力される
と、図６に示す処理手順を実行し、これにより加工デー
タを生成する。ここで取り残し山高さとは、図７に示す
ように、順次連続する工具軌跡により金型を切削加工し
た際に、この工具軌跡間に、工具形状に従って山状に残
る取り残し部分の高さｈを言う。ｚ方向のピッチｐは、
工具半径Ｒとこの取り残し山高さｈとを用いて、幾何学
的解析に従った所定の関係式により、簡易に求めること
ができる。

【００５４】これにより加工データ作成装置は、この処
理手順においてステップＳＰ１１からステップＳＰ１２
に移り、入力された取り残し山高さｈからｚ方向のピッ
チｐを計算した後、続くステップＳＰ１３において、こ
のピッチｐにより等高線切削の工具軌跡を作成し、続い
て上述した第１の実施例と同様にしてこの工具軌跡に沿
って工具軌跡を作成する。

【００５５】加工データ作成装置は、作成した工具軌跡
のデータを一旦主記憶装置に記録した後、ステップＳＰ
１４において、この記録した工具軌跡の中から処理対象
を選択する。ここでこの実施例においては、各工具軌跡
のｚ座標値を検出することにより、隣接する工具軌跡と
の間で、ｚ方向に、ピッチｐ以下で近接して形成された
工具軌跡が処理対象として選択される。従ってこの場
合、等高線切削の工具軌跡間に新たに作成された工具軌
跡が処理対象に選定される。

【００５６】このようにして処理対象を選択すると、加
工データ作成装置は、この処理対象の工具軌跡をそれぞ
れ工具軌跡を形成する要素毎に分割し、各要素毎に、抑
止フラグをオフにセットする。ここでこの種のデータ処
理装置においては、直線、円弧等の小さな要素の集合に
より、曲線形状等を表すようになされており、この実施
例では各要素毎に抑止フラグをセットして要素単位で不
必要な工具軌跡を削除する。

【００５７】これにより加工データ作成装置は、続くス
テップＳＰ１５において、新たに作成された工具軌跡の
うち、最も上方に位置する工具軌跡の１つ下の工具軌跡
を選択し、この工具軌跡の１つの要素について、その上
方の工具軌跡の対応する要素との間で第１の距離を検出
する。さらにこの要素について、１つ下方の工具軌跡の
対応する要素との間で第２の距離を検出し、この第１及
び第２の距離を加算して距離の和を検出する。ここでこ
の距離の検出は、ｘｙｚ空間座標上で検出される。

【００５８】続いて加工データ作成装置は、ステップＳ
Ｐ１６において、この要素が規定の条件を満足するか否
か判断する。この判断において加工データ作成装置は、
検出した距離の和がｚ方向のピッチｐ以下か否か判断す
る。さらに加工データ作成装置は、ｚ方向のピッチｐ以
下の要素については、距離検出に用いた要素と共に、こ
れら要素に対応する曲面について、それぞれ法線の傾き
を検出し、これら法線の傾き変化が規定の角度以下か否
か判断する。

【００５９】これにより加工データ作成装置は、上下の
工具軌跡との間で過密に工具軌跡が形成されている部分
の要素については、対応する曲面の傾きが急激に変化し
ている場合を除いて、ステップＳＰ１７に移って抑止フ
ラグをオンにセットし、工具軌跡から除外する。

【００６０】さらに加工データ作成装置は、続くステッ
プＳＰ１８において、処理対象の工具軌跡の全要素につ
いて、一連の処理が完了したか否か判断し、この場合否
定結果が得られることにより、ステップＳＰ１５に戻
る。これに対してステップＳＰ１６において、何れかの
条件を満足しない場合、否定結果が得られることによ
り、加工データ作成装置は、直接ステップＳＰ１８に移
り、この場合続いてステップＳＰ１５に戻る。

【００６１】これにより加工データ作成装置は、処理対
象に設定した各工具軌跡の各要素毎に、ステップＳＰ１
５−ＳＰ１６−ＳＰ１７−ＳＰ１８−ＳＰ１５の処理手
順、又はステップＳＰ１５−ＳＰ１６−ＳＰ１８−ＳＰ
１５の処理手順を繰り返し、各要素の抑止フラグをオン
又はオフにセットする。この一連の処理のステップＳＰ
１５において、加工データ作成装置は、上方の対応する
要素の抑止フラグがオンにセットされている場合、この
要素のさらに上方に配置された要素で、かつ抑止フラグ
がオフにセットされている要素との間で、又は処理対象
の直近の上方に配置された等高線切削加工用工具軌跡の
対応する要素との間で、第１の距離を検出する。

【００６２】かくして処理対象に選定した全工具軌跡に
ついて、各要素の抑止フラグがオン又はオフの何れかに
セットさると、加工データ作成装置は、ステップＳＰ１
８において、肯定結果が得られることにより、ステップ
ＳＰ１９に移り、ここで抑止フラグがオフにセットされ
た要素を順次連結して等高線切削の工具軌跡に沿って部
分的に工具軌跡を形成する。

【００６３】これによりこの工具軌跡においては、不必
要に細かなピッチで繰り返される部分を除去してなるこ
とにより、その分無駄な切削作業を有効に回避して金型
加工の時間を短縮することができ、また工具の磨耗も低
減することができる。

【００６４】またこの細かなピッチで繰り返されている
場合でも、曲面の傾きが急激に変化している要素につい
ては、工具軌跡として残すようにしたことにより、例え
ばコーナーを形成するような部分については、このコー
ナーを正確に切削加工するように金型加工することがで
きる。これにより変化の激しい部分についても、変化の
少ない部分と同じように高い精度で加工することがで
き、金型全体の加工精度を均質化することができる。

【００６５】続いて加工データ作成装置は、ステップＳ
Ｐ２０に移り、ここで全ての工具軌跡について処理を完
了したか否か判断し、ここでステップＳＰ１３におい
て、別途新たに作成した工具軌跡が存在する場合は否定
結果が得られ、ステップＳＰ１４に戻ってこの処理手順
を繰り返す。これに対してステップＳＰ２０において肯
定結果が得られると、ステップＳＰ２１に移り、一連の
工具軌跡から全体の加工データを生成し、ステップＳＰ
２２に移ってこの処理手順を完了する。

【００６６】具体的に、図９について上述したような製
品形状の雌型を作成する場合に適用して、図８に示すよ
うに、傾きの緩やかな斜面については、繰り返し等高線
切削加工に似た工具軌跡により切削加工し、傾きの急な
斜面については、必要な周期で等高線切削加工すること
ができ、これにより無駄な切削加工を有効に回避して、
美しく金型を作成できることがわかる。

【００６７】以上の構成において、ＣＡＤ等により作成
された形状データＤ１は、加工データ作成装置におい
て、全体の形状が把握され、オペレータがｚ方向のピッ
チを自動設定するモードを選択した後、続いて取り残し
山高さの値ｈを入力すると、初めに取り残し山高さの値
ｈと工具半径Ｒよりｚ方向のピッチｐが求められ、この
ピッチｐにより等高線切削加工の工具軌跡が作成され
る。

【００６８】この工具軌跡は、それぞれ隣接する工具軌
跡との間で、ｘｙ平面上における距離ｄが検出され、こ
の距離ｄが規定値以上の工具軌跡間に、新たな工具軌跡
が作成される。この新たな工具軌跡は、要素毎に上下の
工具軌跡の対応する要素との間でそれぞれ距離が検出さ
れ、この距離の和が求められる。さらにこの要素は、こ
の距離の和がピッチｐ以下で、かつ対応する加工目標の
面の傾き変化が小さい場合、工具軌跡から除外され、こ
れにより無駄な動きを有効に回避し、かつ美しい金型を
作成することができる工具軌跡が形成される。

【００６９】以上の構成によれば、第１の実施例の構成
に加えて、等高線切削の工具軌跡間に新たに生成した工
具軌跡について、要素毎に隣接する工具軌跡との間の距
離を検出し、過密に工具軌跡が配置されている部分につ
いては、工具軌跡から除外したことにより、不必要な切
削加工を有効に回避することができる。従って第１の実
施例の効果に加えて、その分金型加工に要する時間を短
縮することができ、また工具の磨耗も低減することがで
きる。

【００７０】さらにこのとき、過密に工具軌跡が配置さ
れている部分であっても、対応する加工目標の曲面にお
いて、傾きが急激に変化している部分については、工具
軌跡として残すようにしたことにより、このような急激
に変化する曲面を精度良く加工することができる。従っ
て第１の実施例に比して、さらに一段と加工精度の高い
金型を形成することができる。特にこの場合、変化の激
しい部分についても、変化の少ない部分と同じように高
い精度で加工することができ、これにより加工精度を均
質化することができる。

【００７１】（３）他の実施例 なお上述の実施例においては、金型に表れる縞状の模様
に着目して、美しい金型を作成する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、いわゆる荒加工用の工具軌
跡を作成する場合にも適用することができる。この場合
に第１の実施例の手法を適用して、荒加工全体を等高線
切削に近似して加工することができ、また第２の実施例
に適用した手法を適用して無駄な加工時間を短縮するこ
とができる。

【００７２】また上述の第１の実施例においては、等高
線切削加工の工具軌跡について、ｘｙ平面上で隣接する
工具軌跡間の距離を検出する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、ｘｙｚ空間上で距離を検出しても
よい。

【００７３】さらに上述の第１の実施例においては、対
象とする工具軌跡側に、隣接する工具軌跡をオフセット
させて新たな工具軌跡を作成する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、要は上下する工具軌跡に沿
って、ｚ座標値が一定で、かつ加工目標を正確に切削加
工するように、上下する工具軌跡の間に新たな工具軌跡
を作成すれば良く、例えば隣接する工具軌跡間を内分す
る点群を生成することにより、隣接する工具軌跡を変形
して新たな工具軌跡を作成する場合等、種々の作成方法
を広く適用することができる。

【００７４】またこのときｘｙ平面に沿って隣接する工
具軌跡を変形し、その変形結果より新たな工具軌跡を作
成して、加工目標が平面の場合でも、隣接する等高線切
削の工具軌跡に似通った工具軌跡を作成することがで
き、近似的に等高線切削することができる。

【００７５】さらに上述の第２の実施例においては、工
具軌跡を形成する要素を単位にして、工具軌跡が過密に
形成されている部分について、この要素を削除して工具
軌跡を作成する場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、例えばこの種の形状データにおける要素の１つ
でなる円弧を、複数の円弧に分解する場合等、工具軌跡
を必要に応じて種々の構成要素に分解して処理する場合
に広く適用することができる。このようにすれば、さら
に一段と無駄な切削加工を省略することができる。

【００７６】さらに上述の第１の実施例においては、オ
ペレータが入力したピッチにより、また第２の実施例に
おいては、オペレータが入力した取り残し山高さによ
り、等高線切削の工具軌跡を作成する場合に本発明を適
用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
種々のパラメータにより等高線切削の工具軌跡を作成す
る場合に広く適用することができる。

【００７７】また上述の実施例においては、切削工具と
してボールエンドミルを用いる場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えばラジアスエンドミルを用
いる場合等にも広く適用することができる。

【００７８】さらに上述の実施例においては、いわゆる
ＣＡＭシステムに適用して、フロッピディスク等で供給
される形状データを処理して加工データを生成する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、１台のワー
クステーションで、また１つのシステムで加工対象の形
状データから加工データを一体に形成する場合にも適用
することができる。

【００７９】また上述の実施例においては、金型を作成
する場合に本発明を適用した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばモックアップの製品を作成
する場合、種々の金属製品を製品加工する場合等、形状
データで表される形状を加工目標にして、切削材料を切
削加工する場合に広く適用することができる。

【００８０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、等高線切
削の工具軌跡間に、この工具軌跡に沿って工具軌跡を作
成することにより、縞模様が等ピッチで一様に並ぶよう
に、またこのような縞模様が知覚できない程度にまで高
い精度で加工された美しい加工結果を得ることができ
る。

【００８１】またこの新たに形成する工具軌跡を、工具
の進入方向と直交する平面に沿って、隣接する工具軌跡
を変形し、その変形結果に基づいて作成することによ
り、ｚ座標値が一定の平坦な面についても、等高線に類
似した工具軌跡を作成することができ、美しい加工結果
を短時間で作成することができる。

【００８２】さらにこのようにして作成した工具軌跡の
うち、過密に形成されている部分を部分的に削除するこ
とにより、加工時間を短縮し、工具の磨耗を低減するこ
とができ、必要に応じてこのような部分を工具軌跡とし
て残すことにより、加工精度を均質化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による加工データ作成の処理
手順を示すフローチャートである。

【図２】図１の処理手順を実行するＣＡＤシステムを示
すブロック図である。

【図３】図１の等高線切削の工具軌跡の説明に供する略
線的斜視図である。

【図４】図１の新たな工具軌跡作成の説明に供する略線
的斜視図である。

【図５】図１の処理結果を示す平面図である。

【図６】第２の実施例による加工データ作成の説明に供
するフローチャートである。

【図７】取り残し山部分の説明に供する断面図である。

【図８】第２の実施例による全体の工具軌跡を示す略線
的斜視図である。

【図９】従来の金型加工の説明に供する略線的斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ ＣＡＭシステム ２ 加工データ作成装置 Ｄ１ 形状データ Ｄ３ 加工データ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】形状データに基づいて、前記形状データで
   表される形状を加工目標にして、所望の切削材料を等高
   線状に切削加工するための加工データを生成する加工デ
   ータ作成方法において、 等高線切削の工具軌跡を生成した後、 隣り合う前記工具軌跡間で、前記工具軌跡間の距離を検
   出し、 前記距離が規定値以上の工具軌跡間に、前記工具軌跡に
   沿って新たな工具軌跡を設定し、 前記工具軌跡及び前記新たな工具軌跡を順次結ぶ経路を
   作成して、前記経路を表す前記加工データを生成するこ
   とにより、前記形状において、傾きが穏やかな部分につ
   いても、略等間隔で工具軌跡を形成することを特徴とす
   る加工データ作成方法。
2. 【請求項２】前記新たな工具軌跡は、 前記工具の進入方向と直交する平面に沿って、隣接する
   工具軌跡を変形し、該変形結果に基づいて作成されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の加工データ作成方法。
3. 【請求項３】前記経路は、 前記工具軌跡及び又は新たな工具軌跡を、それぞれ規定
   の要素に分割し、 前記工具軌跡が過密に形成されている部分の要素を省略
   して形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の加工データ作成方法。