JP5274714B1 - 加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラム - Google Patents

加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラム Download PDF

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Abstract

文字彫り加工をできるだけ短い加工時間で実行するNC加工プログラム(13)を作成するために、加工プログラム生成装置(1)は、設定済みの工具経路の終点を着目端点とし、当該着目端点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を、交点位置で分割された夫々の線分について順次実行する、文字彫り工具経路生成部(6)と、設定された工具経路上を工具を移動せしめるNC加工プログラム(13)を生成するNC加工プログラム生成処理部(7)とを備え、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該工具経路に設定されていない線分を次の工具経路に設定し、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、着目端点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する。

Description

本発明は、数値制御装置に工作機械の数値制御(Numerical Control;以下、NC)を実行せしめるNC加工プログラムを生成する加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラムに関する。
近年、加工プログラム作成装置のプログラム作成支援機能の充実化が進んでいる。例えば、オペレータは、製作図面を見ながら加工対象物(ワーク)の座標値を加工プログラム作成装置に設定していくだけでNC加工プログラムを作成できるようになった。また設計者がCADシステムを用いてモデリングしたCADデータを直接読み込んで、読み込んだCADデータからNC加工プログラムの作成を行うことができる加工プログラム作成装置も存在する。
ここで、工作機械に文字を刻彫せしめる場合には、加工時間をできるだけ短くするために、工具をできるだけ効率のよい経路で移動せしめるようなNC加工プログラムを作成したいという要望がある。
これに関係する技術として、特許文献1には、ワークの複数の被加工部を、同一工具を用い、かつ各被加工部についてそれぞれ工具を複数回往復させる態様で連続的にNC加工する場合において、各被加工部についてそれぞれ求めた工具軌跡に関し、加工始点または加工終点となりうる端点の位置を記憶し、1つの被加工部における工具軌跡の加工終点から工具の移動距離の最も短い端点を有するほかの被加工部の工具軌跡の当該端点を次の加工始点として選択する技術が開示されている。
また、特許文献2には、物体面上に文字を刻彫する際に、文字の平面的形状を表すデータ、および文字の各部の太さに関連付けられた文字の刻彫深さを表すデータに基づいて、文字の各部毎に上記文字の太さに関連付けられた刻彫深さでもって文字を刻彫する技術が開示されている。
特開平6−31590号公報 特開平1−274948号公報
文字を刻彫する際には、工具をZ軸方向に逃がしたりアプローチせしめたりする回数が多いほど、トータルの加工時間が長くなる。また、文字の形状は、XY軸方向の複数の工具経路が交差して形成される場合があるが、そのような交差する複数の工具経路を加工する手法としては、加工済みの工具経路に再度Z軸方向の工具アプローチを行って、当該加工済みの工具経路に交差する別の工具経路を加工することが考えられる。しかしながら、この手法によると、前記加工済みの工具経路上におけるZ軸方向の工具アプローチを行った箇所に、Z軸方向の工具アプローチによる加工痕が発生する。上記特許文献1、2に記載の技術は、Z軸方向の工具アプローチの回数には留意していないため、加工時間のさらなる短縮の余地を有する。また、特許文献1、2に記載の技術は、Z軸方向の工具アプローチによる加工痕の発生を抑制することができない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、文字彫り加工をできるだけ短い加工時間で実行するNC加工プログラムを作成する加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラムを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物に文字彫り加工を行うNC加工プログラムを生成する加工プログラム生成装置であって、文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成し、設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する、工具経路生成部と、前記工具経路生成部により設定された順番で前記設定された工具経路上を工具を移動せしめるNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成処理部と、を備え、前記工具経路生成部は、前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定し、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定し、工具経路に設定する経路を検索する際に、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路を検索し、前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を優先して次の工具経路に設定する、ことを特徴とする。
本発明にかかる加工プログラム生成装置は、Z軸方向の工具アプローチを実行せしめることなく単独端点から接続端点または交差端点まで工具を移動せしめるNC加工プログラムを生成するので、文字彫り加工をできるだけ短い加工時間で実行するNC加工プログラムを作成することができる。
図1は、本発明の実施の形態1の加工プログラム生成装置の構成を説明する図である。 図2は、加工プログラム生成装置のハードウェア構成例を説明する図である。 図3は、実施の形態1の加工プログラム生成方法を説明するフローチャートである。 図4は、素材形状の表示例を示す図である。 図5は、文字列を刻彫する面および範囲が指定された状態を説明する図である。 図6は、枠内に文字列が配置された状態を説明する図である。 図7は、文字列保存部に保存されたデータを説明する図である。 図8は、文字設定データのデータ構成例を説明する図である。 図9は、文字彫り加工データのデータ構成例を説明する図である。 図10は、文字「E」の形状を示す図である。 図11は、文字「E」を構成する線分を示す図である。 図12は、文字「E」を構成する端点を示す図である。 図13は、分類データのデータ構成例を示す図である。 図14は、経路設定処理を説明するフローチャートである。 図15は、文字「E」にかかる工具経路情報のデータ構成例を示す図である。 図16は、文字「N」を構成する線分および端点を示す図である。 図17は、文字「N」にかかる分類データの初期状態を示す図である。 図18は、文字「N」にかかる工具経路情報のデータ構成例を示す図である。 図19は、文字「G」を構成する線分および端点を示す図である。 図20は、文字「G」にかかる分類データの初期状態を示す図である。 図21は、文字「G」にかかる工具経路情報のデータ構成例を示す図である。 図22は、文字「車」を構成する線分および端点を示す図である。 図23は、文字「車」にかかる分類データの初期状態を示す図である。 図24は、文字「車」にかかる工具経路情報のデータ構成例を示す図である。 図25は、実施の形態2のNC加工プログラム生成処理部の動作を示すフローチャートである。 図26は、実施の形態3のNC加工プログラム生成処理部の動作を示すフローチャートである。
以下に、本発明にかかる加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の加工プログラム生成装置の構成を説明する図である。図示するように、加工プログラム生成装置1は、対話操作処理部2、文字列保存部3、文字設定データ保存部4、文字彫り加工データ保存部5、文字彫り工具経路生成部6、NC加工プログラム生成処理部7、表示部8、入力部9を有している。
入力部9は、マウスやキーボードを備えて構成され、作業者からの指示情報(文字列、文字設定データ、文字彫り加工データ)の入力を受け付ける。表示部8は、液晶モニタなどの表示装置であり、作業者によって指定された文字列、作業者によって設定された文字設定データ、文字彫り加工データ等、作業者に対する表示情報を表示する。
対話操作処理部2は、作業者により入力部9を介して入力された文字列を文字列保存部3に送ったり、作業者により入力部9を介して入力された文字設定データを文字設定データ保存部4に送ったりする。文字設定データは、文字列をどのような様態の形状として刻彫するかを示す属性情報であって、例えば、文字のフォントの指定、文字の大きさの指定、文字間の間隔の指定、各文字の位置の指定、文字の方向の指定などを含んで構成されている。
更に、対話操作処理部2は、文字列保存部3に保存されている文字列に、外部から入力されるフォントデータ10および文字設定データ保存部4に保存されている文字設定データを適用することによって仕上がり形状の予測図を生成し、生成した予測図を表示部8に表示する。
また、対話操作処理部2は、作業者により入力された文字彫り加工データを文字彫り加工データ保存部5に送る。文字彫り加工データは、使用する工具の工具種類の指定、工具周速の指定、切削送り速度の指定、早送り速度の指定などを含んで構成されている。なお。対話操作処理部2は、使用可能な工具の一覧を記述した工具データ11を表示部8に表示する。作業者が、表示部8に一覧表示された工具から、使用したい工具を選択すると、対話操作処理部2は、選択された工具を指定する記述を文字彫り加工データに記入する。
文字彫り工具経路生成部6は、文字列保存部3に保存された文字列と、文字設定データ保存部4に保存された文字設定データから、文字彫り加工する文字の加工形状と加工位置と加工方向を算出し、算出したこれらの情報に基づいて、工具経路を記述した工具経路情報(工具経路情報14)を生成する。そして、文字彫り工具経路生成部6は、生成した工具経路情報14をNC加工プログラム生成処理部7に入力する。文字彫り工具経路生成部6は、工具経路を生成する際に、中間データとして、分類データ12を生成する。分類データ12については後ほど説明する。
NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6から入力された工具経路情報14に記述されている工具経路を構成する各図形要素の形状や位置、文字彫り加工データ保存部5に保存された工具の詳細情報などに基づいて、NC加工プログラム13を生成する。そして、生成したNC加工プログラム13を外部に出力する。
図2は、加工プログラム生成装置1のハードウェア構成例を説明する図である。図示するように、加工プログラム生成装置1は、CPU(Central Processing Unit)1001、RAM(Random Access Memory)1002、ROM(Read Only Memory)1003、表示部8、および入力部9を備えている。CPU1001、RAM1002、ROM1003、表示部8、および入力部9は、互いにバスで接続されている。
ROM1003には、加工プログラム生成方法を実現するためのコンピュータプログラムである加工プログラム生成プログラム1004が記録されている。CPU1001は、ROM1003に記録されている加工プログラム生成プログラム1004を読み出して、読み出した加工プログラム生成プログラム1004をRAM1002のプログラム展開領域にロードする。そして、CPU1001は、RAM1002に展開された加工プログラム生成プログラム1004による制御により、対話操作処理部2、文字彫り工具経路生成部6、NC加工プログラム生成処理部7として機能する。
また、RAM1002は、文字列保存部3、文字設定データ保存部4および文字彫り加工データ保存部5として機能する。また、RAM1002は、外部から入力されたフォントデータ10、工具データ11や、文字彫り工具経路生成部6が生成した分類データ12を一時記憶するワーク領域を備えている。CPU1001が生成したNC加工プログラム13は、RAM1002や図示しない外部記憶装置に出力される。
なお、加工プログラム生成プログラム1004を予め記録する記録媒体は、ROM1003だけに限定されない。例えば、外部記憶装置、着脱可能なメモリデバイス、光ディスク、磁気ディスクなど、一時的でない有形の媒体であればどのような記録媒体であっても記録媒体として適用可能である。また、加工プログラム生成プログラム1004を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供または配布するように構成しても良い。
次に、上述の加工プログラム生成装置1により実現する実施の形態1の加工プログラム生成方法を、具体例を用いて説明する。図3は、実施の形態1の加工プログラム生成方法を説明するフローチャートである。
まず、対話操作処理部2は、文字列および文字設定データの入力を受け付ける(ステップS101)。
具体的には、対話操作処理部2は、表示部8に素材形状を表示する。図4は、素材形状の表示例を示す図である。図示するように、表示部8には、直方体の素材形状20の斜視図が表示されている。この状態では、作業者は、入力部9を操作することによって、文字列を刻彫する素材形状20上の面および範囲を指定する入力を行うことができる。図5は、文字列を刻彫する面および範囲が指定された状態を説明する図である。図示するように、素材形状20上の1つの面に、枠21が表示されている。枠21は、文字列を刻彫する範囲を示す。続いて、作業者は、入力部9を操作することによって、枠21に刻彫せしめる文字列を入力することができる。図6は、枠21内に文字列が配置された状態を説明する図である。図示するように、枠21内には、作業者から入力された文字列「ENG」が表示されている。対話操作処理部2は、文字列「ENG」が入力されたとき、文字列「ENG」が枠21内に収まるように、文字列「ENG」を構成する各文字の位置を自動計算することができる。そして、「E」、「N」、「G」を、計算により求めた夫々の位置に配置する。対話操作処理部2は、入力された文字列「ENG」を文字列保存部3に保存する。図7は、文字列保存部3に保存されたデータを説明する図である。図示するように、文字データ31には、文字列「ENG」が記述されている。
また、対話操作処理部2は、文字列「ENG」にかかる文字設定データを文字設定データ保存部4に保存する。図8は、文字設定データのデータ構成例を説明する図である。図示するように文字設定データ41は、フォント、スタイル、ポイント、平面の位置ベクトルおよび法線ベクトル、文字の位置、ならびに文字の方向が格納されるフィールドを備えている。この例によれば、フォントには、文字の形状を中心線の曲線のベクトルデータで保持するストロークフォントが指定されている。スタイルとは、文字の形式を定義し、標準体に対して標準体を右方向に若干傾いた文字・書体のイタリック体・斜体等が指定可能である。ここでは、標準体が指定されている。ポイントとは、文字のサイズや余白の幅や文字の長さを表す。平面の位置ベクトルとは、文字彫り加工を行う平面の原点位置をプログラム座標上で表す座標値であり、平面の法線ベクトルとは、文字彫り加工を行う平面の法線ベクトルをプログラム座標上で表すベクトル値である。また、文字の位置とは、文字彫り加工を行う平面の原点からの座標値であり、文字の方向とは、文字彫り加工を行う際の文字の並ぶ方向ベクトルを表す。対話操作処理部2は、入力された枠21の位置情報から、文字の位置および文字の方向を算出し、算出した夫々の情報を文字設定データ41に登録することができる。また、対話操作処理部2は、自動計算して求めた文字列「ENG」を構成する各文字の位置から、ポイントおよび文字の位置を算出し、算出した夫々の情報を文字設定データ41に登録することができる。また、対話操作処理部2は、フォントおよびスタイルの指定の入力を促す表示を表示部8に表示して、作業者にフォントおよびスタイルの指定を入力せしめることができる。
ステップS101の処理の後、対話操作処理部2は、作業者からの文字彫り加工データの入力を受け付ける(ステップS102)。
具体的には、作業者は、入力部9を操作して、工具データ11に登録されている工具のうちから文字彫り加工を実施する工具を選択し、切削条件を設定する。切削条件とは、Z軸方向の取代、工具の外周の速度である周速、工具が一回転する間に切り込む距離である工具送りを含む。すると、対話操作処理部2は、入力されたこれらの情報を文字彫り加工データに記録して、その文字彫り加工データを文字彫り加工データ保存部5に保存する。図9は、文字彫り加工データのデータ構成例を説明する図である。図示するように、文字彫り加工データ51には、使用工具、Z軸方向取代、周速、工具送りが夫々記述されている。
続いて、文字彫り工具経路生成部6は、文字列保存部3に保存された文字データ31と、文字設定データ保存部4に保存された文字設定データ41に記述されている使用フォント、スタイル、ポイント、平面の位置ベクトル、平面の法線ベクトル、文字の位置、文字の方向とに基づいて、文字毎に、文字を構成する線分を算出する(ステップS103)。
文字彫り工具経路生成部6は、線分を、例えば次のようにして算出する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字の直線部分にあたる線分を、パラメータtを用いて、次式(1)で記述する。
R(t)=P+tD (1)
ここで、Pは直線上の位置ベクトル、Dは直線の方向ベクトルを示す。式(1)におけるtの値は、対象の直線部分の始点に対応する値から終点に対応する値までの範囲に限定される。
また、文字彫り工具経路生成部6は、文字の曲線部分にあたる線分を次式(2)で記述する。
R(t)=C+rXcos(t)+rYsin(t) (2)
ここで、Cは円の中心、rは円の半径、XとYは円の面上の軸方向ベクトルを示す。式(2)におけるtの値は、対象の曲線部分の始点に対応する値から終点に対応する値までの範囲に限定される。
次に、文字彫り工具経路生成部6は、文字毎に線分の交点を求め、文字毎の線分を交点の位置で分割する(ステップS104)。このステップでは、文字彫り工具経路生成部6は、例えば、図10に示す「E」の文字を交点位置で分割して、図11に示す線分101〜105を生成する。
次に、文字彫り工具経路生成部6は、文字毎に、線分の端点を、連結する線分が1つしかない端点である接続端点と、連結する線分が2つ以上ある端点である交差端点とに分類する(ステップS105)。例えば、線分101〜105に分割された文字「E」は、図12に示すように、端点151〜156を有する。端点151、153、155は、夫々2つまたは3つの線分に連結されているので、交差端点に分類される。端点152、154、156は、夫々1つの線分に連結されているので、接続端点に分類される。分類結果は、分類データ12に記録される。図13は、分類データ12のデータ構成例を示す図である。図示するように、分類データ12には、文字「E」を構成する端点毎に端点が交差端点であるか接続端点であるかが記述されている。
次に、文字彫り工具経路生成部6は、原点に最も近い位置の接続端点を始点に設定する(ステップS106)。ステップS107では、枠21に記述される文字列のうちの1つについて実行される。例えば、文字列「ENG」のうち、最も左に位置する文字「E」から始点が選択される。文字の左上を原点とし、文字「E」に含まれる端点のうち、原点に最も近い端点152が始点として設定される。
そして、文字彫り工具経路生成部6は、端点間を接続する線分を工具経路に設定する処理(経路設定処理)を実行する(ステップS107)。文字彫り工具経路生成部6は、経路設定処理を実行する毎に、着目している端点(着目端点)から別の端点に至る工具経路か、または着目端点から別の端点を経由して着目端点に戻ってくる工具経路を設定する。なお、工具経路を設定するとは、ここでは、工具経路を工具経路情報14に記録する動作をいう。文字彫り工具経路生成部6は、着目端点から別の端点までの工具経路を設定したとき、当該別の端点を新たな着目端点とする。なお、ここでは、複数の端点が同時に着目端点となることはないものとしている。文字彫り工具経路生成部6は、ステップS107の処理により決定した始点を最初の着目端点とする。
文字彫り工具経路生成部6は、経路設定処理を実行する毎に、工具経路がまだ設定されていない線分が着目端点に接続されているか否かを判定する(ステップS108)。工具経路がまだ設定されていない線分が着目端点に接続されている場合には(ステップS108、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS107の処理を再度実行する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点に接続され、工具経路がまだ設定されていない線分を工具経路とするように工具経路を設定する。
なお、文字彫り工具経路生成部6は、経路設定処理を実行する毎に、分類データ12を更新する。具体的には、文字彫り工具経路生成部6は、端点に連結されている線分のうちの工具経路に設定されていない線分の数に基づいて、その端点が接続端点であるか交差端点であるかを再分類する。なお、端点に接続されている線分が全て工具経路に設定されると、その端点はどの線分にも接続されていない端点となる。文字彫り工具経路生成部6は、どの線分にも接続されていない端点を、単独の端点(単独端点)に分類する。
図14は、経路設定処理をさらに詳しく説明するフローチャートである。
図14に示すように、文字彫り工具経路生成部6はまず、着目端点が接続端点であるか否かを判定する(ステップS201)。着目端点が接続端点ではない場合(ステップS201、No)、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点が交差端点であるか否かを判定する(ステップS202)。着目端点が交差端点ではない場合(ステップS202、No)、即ち着目端点が単独端点である場合には、文字彫り工具経路生成部6は、対象の文字を構成する全ての線分について経路設定処理が完了したか否かを判定する(ステップS203)。対象の文字を構成する全ての線分について経路設定処理が完了したか否かは、例えば当該文字に含まれる端点が全て単独端点となったか否かを判定することによって判断することができる。
まだ工具経路が設定されていない線分が存在する場合(ステップS203、No)、文字彫り工具経路生成部6は、現在の着目端点から最短距離に位置する交差端点または接続端点までの経路を探索し、探索により見つかった経路を工具経路に設定する(ステップS204)。
対象の文字を構成する全ての線分について経路設定処理が完了した場合(ステップS203、Yes)、またはステップS204の処理の後、文字彫り工具経路生成部6は、経路設定処理を終了する。
着目端点が接続端点である場合(ステップS201、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、当該接続端点に接続されている線分のうちの、まだ工具経路に設定されていない線分を工具経路として選択し(ステップS205)、経路設定処理を終了する。なお、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点にステップS205にて選択された線分で接続されている端点を新たな着目端点とする。
ここで、着目端点から別の端点を経由して着目端点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない経路(以降、一筆書き経路)を構成可能である場合には、文字彫り工具経路生成部6は、当該一筆書き経路を工具経路に設定する。また、連結されている線分が2つ存在する1以上の交差端点のみを介してまたは端点を全く介さないで着目端点が別の接続端点に接続されている場合には、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点から当該別の接続端点を経て着目端点に戻る経路(以降、往復経路)を工具経路に設定する。即ち、着目端点が交差端点である場合には、当該着目端点を始点とする工具経路に設定しうる経路は、一筆書き経路と、往復経路と、一筆書き経路に含まれない別の交差端点との間の片道の経路(片道経路)とのうちの何れに該当することになる。
着目端点が交差端点である場合には(ステップS202、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点を始点および終点とする一筆書き経路が存在するか否かを判定する(ステップS206)。なお、文字彫り工具経路生成部6は、一筆書き経路を探索した際に、複数の一筆書き経路を発見した場合には、当該複数の一筆書き経路のうちの最短の経路のみを一時記憶しておく。最短の一筆書き経路が複数存在する場合にはこれらの複数の一筆書き経路を一時保存する。
一筆書き経路が存在しない場合(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点を始点および終点とする往復経路を探索する(ステップS207)。文字彫り工具経路生成部6は、探索により発見した往復経路を一時記憶しておく。一筆書き経路が存在する場合(ステップS206、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS207の処理をスキップする。
続いて、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点を始点とする、工具経路として選択し得る往復経路の数を判定する(ステップS208)。工具経路として選択し得る往復経路が1つしかない場合には(ステップS208、1)、文字彫り工具経路生成部6は、当該往復経路を工具経路に設定し(ステップS209)、経路設定処理を終了する。
ステップS208の判定処理において工具経路として選択し得る経路が往復複数存在する場合には(ステップS208、2以上)、文字彫り工具経路生成部6は、最も長い往復経路を工具経路として選択し得る経路から除去する(ステップS210)。ただし、この処理において、文字彫り工具経路生成部6は、最も長く、同一の長さの経路が複数存在する場合には、当該複数の経路を除去しないでおく。続いて、文字彫り工具経路生成部6は、工具経路として選択し得る経路(往復経路、一筆書き経路)が1つしかないか否かを判定する(ステップS211)。工具経路として選択し得る経路が1つしかない場合(ステップS211、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS209の処理を実行する。
工具経路として選択し得る往復経路が存在しない場合(ステップS208、0)、または工具経路として選択し得る経路が複数存在する場合(ステップS211、No)、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点の前後における工具経路の接線ベクトルの変化が最も少ない経路(往復経路、一筆書き経路)を工具経路に選択し(ステップS212)、経路設定処理を終了する。なお、ステップS212において、接線ベクトルの変化が最も少ない経路が複数ある場合には、ここでは、文字彫り工具経路生成部6は、当該複数の経路のうちの着目端点の直前における接線ベクトルの向きに対して右側に位置する経路を工具経路に選択する。
図3に戻り、工具経路がまだ設定されていない線分が着目端点に接続されていない場合(ステップS108、No)、即ち着目端点が単独端点である場合、文字彫り工具経路生成部6は、全ての文字について工具経路の設定を完了したか否かを判定する(ステップS109)。工具経路の設定を行っていない文字がある場合(ステップS109、No)、文字彫り工具経路生成部6は、前の文字の終点から直線距離にして最も近い位置にある接続端点を、まだ工具経路の設定を行っていない全ての文字の接続端点から探索し、得られた接続端点を新たな始点に設定する(ステップS110)。なお、端点(X1、Y1、Z2)と端点(X2、Y2、Z2)との間の直線距離dは次式(3)により計算することが可能である。
d=sqrt{(X1−X2)+(Y1−Y2)+(Z1−Z2)} (3)
ステップS110の処理の後、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS107の処理を再度実行する。
全ての文字について工具経路の設定を完了した場合(ステップS109、Yes)、NC加工プログラム生成処理部7は、工具経路情報14に基づいてNC加工プログラム13を生成し、生成したNC加工プログラム13を出力する(ステップS111)。そして、加工プログラム生成装置1は動作を終了する。
このように、文字彫り工具経路生成部6は、設定済みの工具経路の終点を着目端点とし、当該着目端点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行することによって工具経路を設定することができる。そして、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合、即ち着目端点が接続端点または交差端点である場合、当該工具経路に設定されていない線分を次の工具経路に設定する。また、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合、即ち着目端点が単独端点である場合、当該着目端点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する。そして、NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6により設定された順番で前記設定された工具経路上を工具を移動せしめるNC加工プログラム13を生成する。
これにより、Z軸方向の工具アプローチを行うことなく単独端点から接続端点または交差端点まで工具を移動せしめることができるので、NC加工プログラム生成処理部7は、加工時間をできるだけ短縮したNC加工プログラム13を生成することができる。
なお、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点から接続端点に接続された線分を往復経路としてみなし、往復経路を1回の経路設定処理により工具経路に設定するとしたが、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路のうちの往路を片道経路とみなすようにしてもよい。このような場合には、文字彫り工具経路生成部6は、往路を工具経路に設定した後の着目端点は単独端点であるので、往路と同一の、工具経路に設定済みの線分を、重複して工具経路に設定することができる。
次に、経路設定処理が繰り返されることにより工具経路情報14が生成される様子を、文字「E」、「N」、「G」、および「車」を例に挙げて具体的に説明する。
まず、文字「E」の工具経路情報14が生成される場合の文字彫り工具経路生成部6の動作を説明する。なお、ステップS106の処理により、文字「E」を構成する端点151〜156のうち、端点152が始点に設定されている状態となっている。即ち、端点152が最初の着目端点となる。
初期状態、即ち文字「E」について経路設定処理が一度も行われていない状態においては、端点152に唯一連結されている線分101はまだ経路として選択されていないので、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分101を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」にかかる工具経路情報14に、「端点152→端点151」を記録する。
そして、新たに着目端点となった端点151は、元々は線分101と線分102とが連結された交差端点であったが、線分101が工具経路に設定されたことによって線分102にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分102を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」にかかる工具経路情報14に、「端点151→端点153」を追加する。
続いて、新たに着目端点となった端点153は、工具経路に設定されていない線分103と線分104とに連結された交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。また、端点153を始点とした一筆書き経路がないため(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、「端点153→端点154→端点153」という往復経路と、「端点153→端点155→端点156→端点155→端点153」という往復経路とを認識する。工具経路に設定し得る往復経路は、上述のように2つ存在するので(ステップS208、2以上)、文字彫り工具経路生成部6は、長いほうの経路「端点153→端点155→端点156→端点155→端点153」を除去する(ステップS210)。残った経路の数は「端点153→端点154→端点153」という経路だけであるので(ステップS211、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、当該残った経路を工具経路に設定する(ステップS209)。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」にかかる工具経路情報14に、「端点153→端点154→端点153」を追加する。
そして、再び着目端点となった端点153は、線分103が新たに工具経路に設定されたことによって、線分104にのみ接続された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分104を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」にかかる工具経路情報14に、「端点153→端点155」を追加する。
そして、新たに着目端点となった端点155は、元々は線分104と線分105とが連結された交差端点であったが、線分104が工具経路に設定されたことによって線分105にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分105を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」にかかる工具経路情報14に、「端点155→端点156」を追加する。
そして、新たに着目端点となった端点156は、単独端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、No)。文字「E」を構成する全ての線分は工具経路に設定済みであるので(ステップS203、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」にかかる経路設定処理を終了する。
図15は、以上の動作により完成する文字「E」にかかる工具経路情報14のデータ構成例を示す図である。図示するように、工具経路情報14には、複数の工具経路が、設定された順番に経路番号が付されて登録されている。
続いて、文字「N」、「G」にかかる経路設定処理が完了していないので(ステップS109、No)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS110の処理により、文字「E」の終点となった端点154に最も近い接続端点を新たに始点に設定する。
具体的には、文字「G」よりも文字「N」のほうが文字「E」の近くに位置するので、文字「N」を構成する接続端点のうちのひとつが始点に設定される。図16は、文字「N」を構成する線分および端点を示す図であり、図17は、文字「N」にかかる分類データの初期状態を示す図である。文字「N」は、線分201〜203と、端点251〜254により構成される。また、初期状態においては、端点251、254は接続端点に分類され、端点252、253は交差端点に分類されている。文字彫り工具経路生成部6は、ステップS110の処理により、端点154に最も近い接続端点である端点251を始点に設定する。
始点となった端点251は、線分201にのみ連結された接続端点であるので(ステップS201、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分201を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「N」にかかる工具経路情報14に、「端点251→端点252」を記録する。
そして、新たに着目端点となった端点252は、線分202にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分202を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「N」にかかる工具経路情報14に、「端点252→端点253」を追加する。
そして、新たに着目端点となった端点253は、線分203にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分203を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「N」にかかる工具経路情報14に、「端点253→端点254」を追加する。
そして、新たに着目端点となった端点254は、単独端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、No)。文字「N」を構成する全ての線分は工具経路に設定済みであるので(ステップS203、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、文字「N」にかかる経路設定処理を終了する。図18は、以上の動作により完成する文字「N」にかかる工具経路情報14のデータ構成例を示す図である。
続いて、文字「G」にかかる経路設定処理が完了していないので(ステップS109、No)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS110の処理により、文字「N」の終点となった端点254に最も近い接続端点を新たに始点に設定する。
図19は、文字「G」を構成する線分および端点を示す図であり、図20は、文字「G」にかかる分類データの初期状態を示す図である。文字「G」は、線分301〜303と、端点351〜354により構成される。また、初期状態においては、端点351、353、354は接続端点に分類され、端点352は交差端点に分類されている。文字彫り工具経路生成部6は、ステップS110の処理により、端点254に最も近い接続端点である端点351を始点に設定する。
始点となった端点351は、線分301にのみ連結された接続端点であるので(ステップS201、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分301を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「G」にかかる工具経路情報14に、「端点351→端点352」を記録する。
そして、新たに着目端点となった端点352は、既に工具経路に設定された線分301の他に、未だ工具経路に設定されていない線分302および線分303に連結されているので、交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。そして、端点352を始点とした一筆書き経路がないため(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、「端点352→端点353→端点352」という往復経路と、「端点352→端点354→端点352」という往復経路とを認識する。これらの往復経路のうち、最も長い経路である「端点352→端点353→端点352」を除くと(ステップS210)、経路は残り一つとなるので(ステップS211、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS209の処理により、「端点352→端点354→端点352」を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「G」にかかる工具経路情報14に、「端点352→端点354→端点352」を追加する。
そして、再び着目端点となった端点352は、線分302にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分302を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「G」にかかる工具経路情報14に、「端点352→端点353」を追加する。
そして、再び着目端点となった端点353は、単独端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、No)。文字「G」を構成する全ての線分は工具経路に設定済みであるので(ステップS203、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、文字「G」にかかる経路設定処理を終了する。図21は、以上の動作により完成する文字「G」にかかる工具経路情報14のデータ構成例を示す図である。
文字彫り工具経路生成部6は、文字「E」、「N」、「G」にかかる工具経路情報14をこの順番でNC加工プログラム生成処理部7に送る。
次に、文字「車」にかかる工具経路情報14が生成される場合の文字彫り工具経路生成部6の動作を説明する。図22は、文字「車」を構成する線分および端点を示す図であり、図23は、文字「車」にかかる分類データの初期状態を示す図である。文字「車」は、線分401〜420と、端点451〜467により構成される。また、初期状態においては、端点451、452、454、464、466、467は接続端点に分類され、端点453、455〜463、465は交差端点に分類されている。
文字彫り工具経路生成部6は、ステップS106の処理において、文字「車」の左上を原点として、原点に最も近い接続端点である端点452を始点として選択する。端点452に連結されている線分402は、まだ工具経路として設定されていないので、接続端点として見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分402を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点452→端点453」を記録する。
次に、新たに着目端点となった端点453は、工具経路に設定されていない線分401と線分403と線分404とに連結されているので、交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。また、端点453を始点とした一筆書き経路がないため(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、「端点453→端点451→端点453」という往復経路と、「端点453→端点454→端点453」という往復経路とを認識する。ここで、端点453に接続されている線分404は、端点456が線分404と、線分405と、線分406と、線分408に接続されている。即ち、端点453は、3つ以上の線分が接続する交差端点であるため、文字彫り工具経路生成部6は、線分404を片道経路として認識する。工具経路として設定可能な往復経路は、上述のように2つ存在し(ステップS208、2以上)、文字彫り工具経路生成部6は、その2つの往復経路から、最も長い経路である線分403の「端点453→端点454→端点453」の往復経路を除外すると(ステップS210)、線分401のみが残るので(ステップS211、Yes)、線分401を工具経路に設定する(ステップS209)。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点453→端点451→端点453」を追加する。
次に、再び着目端点となった端点453は、工具経路に設定されていない線分403と線分404とに連結されているので、交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。また、端点453を始点とした一筆書き経路がないため(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、「端点453→端点454→端点453」という往復経路を認識する。ここで、線分404の片道経路はまだ工具経路に設定されていない状態となっている。交付経路に設定可能な往復経路は、「端点453→端点454→端点453」という往復経路のみであるので(ステップS208、1)、文字彫り工具経路生成部6は、「端点453→端点454→端点453」の往復経路を工具経路に設定する(ステップ209)。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点453→端点454→端点453」を追加する。
そして、再び着目端点となった端点453は、元々は線分401〜404に連結された交差端点であったが、線分401〜403が工具経路に設定されたことによって線分404にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分404を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点453→端点456」を追加する。
次に、新たに着目端点となった端点456は、工具経路に設定されていない線分405と線分406と線分408とに連結されているので、交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。そして、端点456を始点とした一筆書き経路としては、次に示す4つの経路が存在する(ステップS206、Yes)。
端点456→端点455→端点458→端点459→端点456
端点456→端点459→端点458→端点455→端点456
端点456→端点459→端点460→端点457→端点456
端点456→端点457→端点460→端点459→端点456
なお、「端点456→端点455→端点458→端点461→端点462→端点459→端点456」のように、上記の4つの一筆書き経路よりも大きい経路も一筆書き経路として抽出可能であるが、ここでは、文字彫り工具経路生成部6は、経由する線分の数が最小の上記の4つの経路のみを一筆書き経路として一時記憶するものとしている。
工具経路に設定可能な往復経路の数はゼロであるので(ステップS208、0)、文字彫り工具経路生成部6は、接線ベクトルの変化が最も少なく、かつ接線ベクトルの向きに対して右側の経路である、「端点456→端点459→端点458→端点455→端点456」という経路を工具経路に設定する(ステップS212)。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点456→端点459→端点458→端点455→端点456」を追加する。
次に、再び着目端点となった端点456は、連結されている線分のうち工具経路として設定されていない線分は線分406だけであるので、接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分406を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点456→端点457」を追加する。
次に、新たに着目端点となった端点457は、線分409にのみ連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分409を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点457→端点460」を追加する。
次に、新たに着目端点となった端点460は、線分411と線分414とに接続された交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。そして、端点460を始点とした一筆書き経路としては、次に示す2つの経路が存在する(ステップS206、Yes)。
端点460→端点459→端点462→端点463→端点460
端点460→端点463→端点462→端点459→端点460
しかしながら、工具経路に設定可能な往復経路の数はゼロであるので(ステップS208、0)、文字彫り工具経路生成部6は、上記2つの一筆書き経路のうちの、接線ベクトルの変化が最も少ない「端点460→端点463→端点462→端点459→端点460」という経路を工具経路に設定する(ステップS212)。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点460→端点463→端点462→端点459→端点460」を追加する。
そして、再び着目端点となった460は、単独端点とみなされる(ステップS201、No、ステップS202、No)。そして、文字「車」について、まだ工具経路に設定されていない線分が存在するので(ステップS203、No)、文字彫り工具経路生成部6は、端点460から他の接続端点または交差端点のうちのいずれかに至る経路のうちの最短の経路として「端点460→端点459→端点462」という経路と「端点460→端点463→端点462」という経路を認識する(ステップS204)。ここでは、文字彫り工具経路生成部6は、これらの経路のうちの、接線ベクトルの変化が少ない経路である、「端点460→端点463→端点462」という経路を、工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点460→端点463→端点462」を追加する。
次に、新たに着目端点となった端点462は、工具経路として設定されていない線分415と線分417とが連結された交差端点であると見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。また、端点462を始点とした一筆書き経路がない(ステップS206、No)。文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、「端点462→端点461→端点458→端点461→端点462」という往復経路を認識する。線分415に連結されている端点461は、線分412および線分415の2つの線分が接続された交差端点であり、線分417に連結されている端点465は、線分417〜420に接続された(即ち3つ以上の線分に接続された)交差端点であるので、線分417は片道経路として認識される。工具経路として設定し得る往復経路の数は、上述のように1つであるので(ステップS208、1)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS209の処理により、この往復経路を工具経路に設定する。即ち、即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点462→端点461→端点458→端点461→端点462」を追加する。
そして、再び着目端点となった端点462は、今度は、線分417のみが連結された接続端点と見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分417を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点462→端点465」を追加する。
次に、新たに着目端点となった端点465は、工具経路に設定されていない線分418〜420が連結されているので、交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。また、端点465を始点とした一筆書き経路がないため(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、次の3つの往復経路を認識する。
端点465→端点464→端点465
端点465→端点466→端点465
端点465→端点467→端点465
工具経路として設定可能な経路は、上述のように3つ存在するので(ステップS208、2以上)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS210の処理により、最も長い経路である「端点465→端点464→端点465」という経路と「端点465→端点466→端点465」という経路を除く。残った経路は、「端点465→端点467→端点465」という経路の1つのみであるので(ステップS211、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS209の処理により、「端点465→端点467→端点465」という経路を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点465→端点467→端点465」を追加する。
そして、再び着目端点となった端点465は、工具経路に設定されていない線分418および線分419が連結されているので、交差端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、Yes)。また、端点465を始点とした一筆書き経路がないため(ステップS206、No)、文字彫り工具経路生成部6は、往復経路の探索により(ステップS207)、次の2つの往復経路を認識する。
端点465→端点464→端点465
端点465→端点466→端点465
工具経路として設定可能な往復経路は、上述のように2つ存在するので(ステップS208、2以上)、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS210の処理において、最も長い経路を除去しようとするが、上述の2つの経路の長さは互いに等しいので、ここでは経路の除去を行わない。残った経路の数は2つなので(ステップS211、No)、文字彫り工具経路生成部6は、接線ベクトルの向きの右側に位置する「端点465→端点466→端点465」の経路を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点465→端点466→端点465」を追加する。
次に、再び着目端点となった端点465は、工具経路として設定されていない線分418が連結された接続端点であると見なされる(ステップS201、Yes)。したがって、文字彫り工具経路生成部6は、ステップS205の処理により、線分418を工具経路に設定する。即ち、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる工具経路情報14に、「端点465→端点464」を追加する。
そして、新たに着目端点となった端点464は、単独端点と見なされる(ステップS201、No、ステップS202、No)。文字「車」を構成する全ての線分は工具経路に設定済みであるので(ステップS203、Yes)、文字彫り工具経路生成部6は、文字「車」にかかる経路設定処理を終了する。図24は、以上の動作により完成する文字「車」にかかる工具経路情報14のデータ構成例を示す図である。
このように、実施の形態1によれば、文字彫り工具経路生成部6は、文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成し、設定済みの工具経路の終点を着目端点とし、当該着目端点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行し、NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6により設定された順番で前記設定された工具経路上を工具を移動せしめるNC加工プログラム13を生成する。そして、文字彫り工具経路生成部6は、着目端点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該工具経路に設定されていない線分を次の工具経路に設定し、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、着目端点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する。これにより、生成されたNC加工プログラム13は、Z軸方向の工具アプローチを実行せしめることなく単独端点から接続端点または交差端点まで工具を移動せしめることができるので、加工時間をできるだけ短縮したNC加工プログラム13を生成することができる。即ち、加工プログラム生成装置1は、文字彫り加工をできるだけ短い加工時間で実行するNC加工プログラム13を作成することができる。
実施の形態2.
実施の形態2によれば、加工プログラム生成装置は、既に加工済みの一つの工具経路と重複する他の工具経路が設定されている場合に、当該他の工具経路の工具送り速度を早送りせしめるNC加工プログラムを生成することができる。
図25は、実施の形態2のNC加工プログラム生成処理部7の動作を示すフローチャートである。
図示するように、NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6から入力された工具経路情報14を参照することによって、重複する工具経路(同一の複数の工具経路のうちの、加工順序が後の工具経路)を抽出する(ステップS301)。そして、NC加工プログラム生成処理部7は、重複する工具経路のうちの加工順序が後の工具経路における工具送り速度にオーバーライドをかけて(ステップS302)、NC加工プログラム13を生成し(ステップS303)、工具送り速度の設定を終了する。
このように、実施の形態2によれば、NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6が設定した工具経路から、同一の複数の工具経路のうちの加工順序が後の工具経路を抽出し、前記抽出した工具経路の工具送り速度を早送り速度に設定する、ように構成したので、NC加工プログラム13は、一度加工した部位を重複するとき、工具を早送りせしめることができる。これにより、実施の形態2の加工プログラム生成装置1は、実施の形態1よりも加工時間をさらに短縮するNC加工プログラム13を生成することができる。
実施の形態3.
実施の形態2によれば、重複する工具経路上の工具を早送りせしめるようにしたが、工具を早送りするよりもZ軸方向に工具を逃がして重複する工具経路をスキップしたほうが加工速度が短縮される場合には、Z軸方向の工具アプローチを行うようにしてもよい。
図26は、実施の形態3のNC加工プログラム生成処理部7の動作を示すフローチャートである。
図示するように、NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6から入力された工具経路情報14を参照することによって、重複する工具経路を抽出する(ステップS401)。そして、NC加工プログラム生成処理部7は、重複する工具経路の工具送り速度にオーバーライドをかけた場合の工具移動にかかる時間aを算出する(ステップS402)。例えば、NC加工プログラム生成処理部7は、工具経路の長さを求め、求めた長さを、オーバーライドを乗じた工具送り速度で除算することによって、時間aを求めることができる。
続いて、NC加工プログラム生成処理部7は、工具をZ軸方向に逃がす工具経路(即ち重複する工具経路の始点で所定量だけZ軸の正方向に工具を早送りで移動する工具経路)と、重複する工具経路の終点まで直線で結ぶ工具経路と、工具をZ軸方向にアプローチせしめる工具経路(即ち重複する工具経路の終点にZ軸の負方向に工具を加工送りで移動する工具経路)とを生成し、工具を逃がしてからアプローチせしめるまでの工具移動にかかる時間bを算出する(ステップS403)。
そして、NC加工プログラム生成処理部7は、時間aが時間bよりも大きいか否かを判定する(ステップS404)。時間aが時間bより大きい場合(ステップS404、Yes)、NC加工プログラム生成処理部7は、重複する工具経路および当該工具経路の工具送り速度をステップS403にて生成した工具経路および工具送り速度に変更し(ステップS405)、NC加工プログラム13を生成する(ステップS406)。時間aが時間bより小さい場合(ステップS404、No)、NC加工プログラム生成処理部7は、ステップS405の処理をスキップする。
なお、重複する工具経路が複数存在する場合には、NC加工プログラム生成処理部7は、重複する工具経路の夫々についてステップS402〜ステップS405の処理を実行するようにするとよい。
このように、実施の形態3によれば、NC加工プログラム生成処理部7は、文字彫り工具経路生成部6が設定した工具経路から、同一の複数の工具経路のうちの加工順序が後の工具経路を抽出し、前記抽出した工具経路の夫々について、当該抽出した工具経路の工具送りを早送りした場合の移動時間と、前記抽出した工具経路を、始点においてZ軸方向に工具を逃がして、終点においてZ軸方向に工具をアプローチせしめる別の工具経路で工具を移動せしめた場合の移動時間とを比較し、前記別の工具経路にかかる移動時間よりも前記抽出した工具経路にかかる移動時間のほうが長い場合、前記抽出した工具経路を前記別の工具経路で置き換えて、前記置き換えた別の工具経路で工具を移動せしめるようにNC加工プログラム13を生成する、ように構成したので、実施の形態3の加工プログラム生成装置1は、実施の形態2よりもさらに加工時間を短縮したNC加工プログラム13を生成することができるようになる。
以上のように、本発明にかかる加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラムは、数値制御装置に工作機械の数値制御を実行せしめるNC加工プログラムを生成する加工プログラム生成装置、加工プログラム生成方法、および加工プログラム生成プログラムに適用して好適である。
1 加工プログラム生成装置
2 対話操作処理部
3 文字列保存部
4 文字設定データ保存部
5 文字彫り加工データ保存部
6 文字彫り工具経路生成部
7 NC加工プログラム生成処理部
8 表示部
9 入力部
10 フォントデータ
11 工具データ
12 分類データ
13 NC加工プログラム
14 工具経路情報
20 素材形状
21 枠
31 文字データ
41 文字設定データ
51 文字彫り加工データ
101〜105、201〜203、301〜303、401〜420 線分
151〜156、251〜254、351〜354、451〜467 端点
1001 CPU
1002 RAM
1003 ROM
1004 加工プログラム生成プログラム

Claims (15)

  1. 被加工物に文字彫り加工を行う数値制御(NC)加工プログラムを生成する加工プログラム生成装置であって、
    文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成し、設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する、工具経路生成部と、
    前記工具経路生成部により設定された順番で前記設定された工具経路上を工具を移動せしめるNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成処理部と、
    を備え、
    前記工具経路生成部は、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定し、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定し、
    工具経路に設定する経路を検索する際に、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路を検索し、前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を優先して次の工具経路に設定する、
    ことを特徴とする加工プログラム生成装置。
  2. 前記工具経路生成部は、
    工具経路に設定する経路を検索する際に、前記第1経路と、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって往路と復路とで経路が重複する第2経路と、一つの線分からなる第3経路とを検索し、前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を前記第2経路および前記第3経路よりも優先して次の経路に設定し、
    前記第1経路がなく、かつ、前記第2経路が検索された場合には、当該検索された第2経路を前記第3経路よりも優先して次の工具経路に設定する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の加工プログラム生成装置。
  3. 前記NC加工プログラム生成処理部は、前記工具経路生成部が設定した工具経路から、同一の複数の工具経路のうちの加工順序が後の工具経路を抽出し、前記抽出した工具経路の工具送り速度を早送り速度に設定する、
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加工プログラム生成装置。
  4. 被加工物に文字彫り加工を行う数値制御(NC)加工プログラムを生成する加工プログラム生成装置であって、
    文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成し、設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する、工具経路生成部と、
    前記工具経路生成部により設定された順番で前記設定された工具経路上を工具を移動せしめるNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成処理部と、
    を備え、
    前記工具経路生成部は、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定し、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定し、
    前記NC加工プログラム生成処理部は、前記工具経路生成部が設定した工具経路から、同一の複数の工具経路のうちの加工順序が後の工具経路を抽出し、前記抽出した工具経路の夫々について、当該抽出した工具経路の工具送りを早送りした場合の移動時間と、前記抽出した工具経路を、始点においてZ軸方向に工具を逃がして、終点においてZ軸方向に工具をアプローチせしめる別の工具経路で工具を移動せしめた場合の移動時間とを比較し、前記別の工具経路にかかる移動時間よりも前記抽出した工具経路にかかる移動時間のほうが長い場合、前記抽出した工具経路を前記別の工具経路で置き換えて、前記置き換えた別の工具経路で工具を移動せしめるように前記NC加工プログラムを生成する、
    ことを特徴とする加工プログラム生成装置。
  5. 前記工具経路生成部は、
    工具経路に設定する経路を検索する際に、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路と、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって往路と復路とで経路が重複する第2経路と、一つの線分からなる第3経路とを検索し、前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を前記第2経路および前記第3経路よりも優先して次の経路に設定し、
    前記第1経路がなく、かつ、前記第2経路が検索された場合には、当該検索された第2経路を前記第3経路よりも優先して次の工具経路に設定する、
    ことを特徴とする請求項に記載の加工プログラム生成装置。
  6. 被加工物に文字彫り加工を行う数値制御(NC)加工プログラムを生成する加工プログラム生成方法であって、
    文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成する線分生成ステップと、
    設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する工具経路生成ステップと、
    前記文字彫り加工対象の文字を前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路で加工するNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成ステップと、
    を備え、
    前記工具経路生成ステップは、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定する第1の設定ステップと、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する第2の設定ステップと、
    を備え、
    前記第1の設定ステップは、
    始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路を検索し、前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を優先して次の工具経路に設定する、優先設定ステップをさらに備える、
    ことを特徴とする加工プログラム生成方法。
  7. 前記優先設定ステップは、
    前記第1経路と、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって往路と復路とで経路が重複する第2経路と、一つの線分からなる第3経路とを検索し、
    前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を前記第2経路および前記第3経路よりも優先して次の経路に設定し、
    前記第1経路がなく、かつ、前記第2経路が検索された場合には、当該検索された第2経路を前記第3経路よりも優先して次の工具経路に設定するステップである、
    ことを特徴とする請求項6に記載の加工プログラム生成方法。
  8. 前記NC加工プログラム生成ステップは、前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路のうちの重複する工具経路の工具送り速度を早送り速度に設定する早送り速度設定ステップをさらに備える、
    ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の加工プログラム生成方法。
  9. 被加工物に文字彫り加工を行う数値制御(NC)加工プログラムを生成する加工プログラム生成方法であって、
    文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成する線分生成ステップと、
    設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する工具経路生成ステップと、
    前記文字彫り加工対象の文字を前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路で加工するNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成ステップと、
    を備え、
    前記工具経路生成ステップは、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定する第1の設定ステップと、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する第2の設定ステップと、
    を備え、
    前記NC加工プログラム生成ステップは、
    前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路のうちの重複する工具経路の夫々について、当該重複する工具経路の工具送りを早送りした場合の移動時間と、前記重複する工具経路を、始点においてZ軸方向に工具を逃がして、終点においてZ軸方向に工具をアプローチせしめる別の工具経路で工具を移動せしめた場合の移動時間とを比較し、前記別の工具経路にかかる移動時間よりも前記重複する工具経路にかかる移動時間のほうが長い場合、前記重複する工具経路を前記別の工具経路で置き換える置き換えステップをさらに備える、
    ことを特徴とする加工プログラム生成方法。
  10. 前記第1の設定ステップは、
    始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路と、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって往路と復路とで経路が重複する第2経路と、一つの線分からなる第3経路とを検索し、
    前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を前記第2経路および前記第3経路よりも優先して次の経路に設定し、
    前記第1経路がなく、かつ、前記第2経路が検索された場合には、当該検索された第2経路を前記第3経路よりも優先して次の工具経路に設定する、優先設定ステップを備える、
    ことを特徴とする請求項9に記載の加工プログラム生成方法。
  11. 被加工物に文字彫り加工を行う数値制御(NC)加工プログラムをコンピュータに生成せしめる加工プログラム生成プログラムであって、
    文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成する線分生成ステップと、
    設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する工具経路生成ステップと、
    前記文字彫り加工対象の文字を前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路で加工するNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成ステップと、
    を前記コンピュータに実行せしめ、
    前記工具経路生成ステップは、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定する第1の設定ステップと、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する第2の設定ステップと、
    を前記コンピュータに実行せしめ、
    前記第1の設定ステップは、
    始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路を検索し、前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を優先して次の工具経路に設定する、優先設定ステップをさらに備える、
    ことを特徴とする加工プログラム生成プログラム。
  12. 前記優先設定ステップは、
    前記第1経路と、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって往路と復路とで経路が重複する第2経路と、一つの線分からなる第3経路とを検索し、
    前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を前記第2経路および前記第3経路よりも優先して次の経路に設定し、
    前記第1経路がなく、かつ、前記第2経路が検索された場合には、当該検索された第2経路を前記第3経路よりも優先して次の工具経路に設定するステップである、
    ことを特徴とする請求項11に記載の加工プログラム生成プログラム。
  13. 前記NC加工プログラム生成ステップは、前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路のうちの重複する工具経路の工具送り速度を早送り速度に設定する早送り速度設定ステップをさらに備える、
    ことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の加工プログラム生成プログラム。
  14. 被加工物に文字彫り加工を行う数値制御(NC)加工プログラムをコンピュータに生成せしめる加工プログラム生成プログラムであって、
    文字彫り加工対象の文字を構成する線分を当該文字が有する交点位置で分割することによって複数の線分を生成する線分生成ステップと、
    設定済みの工具経路の終点を始点とし、当該始点に連結されている線分を次の工具経路に設定する処理を順次実行する工具経路生成ステップと、
    前記文字彫り加工対象の文字を前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路で加工するNC加工プログラムを生成するNC加工プログラム生成ステップと、
    を前記コンピュータに実行せしめ、
    前記工具経路生成ステップは、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がある場合には、当該線分を含むまだ工具経路に設定されていない線分のみからなる経路を検索し、検索された経路を次の工具経路に設定する第1の設定ステップと、
    前記始点に連結されている線分のうち、まだ工具経路に設定されていない線分がない場合には、前記始点からまだ工具経路に設定されていない線分を構成する端点に至るまで、既に工具経路に設定された線分を重複して工具経路に設定する第2の設定ステップと、
    を前記コンピュータに実行せしめ、
    前記NC加工プログラム生成ステップは、
    前記工具経路生成ステップにより設定された工具経路のうちの重複する工具経路の夫々について、当該重複する工具経路の工具送りを早送りした場合の移動時間と、前記重複する工具経路を、始点においてZ軸方向に工具を逃がして、終点においてZ軸方向に工具をアプローチせしめる別の工具経路で工具を移動せしめた場合の移動時間とを比較し、前記別の工具経路にかかる移動時間よりも前記重複する工具経路にかかる移動時間のほうが長い場合、前記重複する工具経路を前記別の工具経路で置き換える置き換えステップをさらに備える、
    ことを特徴とする加工プログラム生成プログラム。
  15. 前記第1の設定ステップは、
    始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって、同一の線分を重複して使用せず、かつ同一の端点を重複して使用しない第1経路と、始点から別の端点を経由して当該始点に戻る経路であって往路と復路とで経路が重複する第2経路と、一つの線分からなる第3経路とを検索し、
    前記第1経路が検索された場合には、当該検索された第1経路を前記第2経路および前記第3経路よりも優先して次の経路に設定し、
    前記第1経路がなく、かつ、前記第2経路が検索された場合には、当該検索された第2経路を前記第3経路よりも優先して次の工具経路に設定する、優先設定ステップを含む、
    ことを特徴とする請求項14に記載の加工プログラム生成プログラム。
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