JPH05297923A - Tool path data creating device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To accurately create a tool path within an area which is enclosed by a closed curve. CONSTITUTION:A closed curve 21 is approximated by a broken line included in a tolerance (t) for creation of a 1st path P1. Then the undesired loops are deleted out of a group of offset segments including each internal offset segment of the path P1, the offset segments formed by the circular arcs at each segment end part, and the offset segments obtained by connecting the offset segments and circular arcs together. Thus a 2nd path P2 is obtained. Both paths P3 and P4 are produced in the same way as the path P2. These obtained paths P1-P4 are used as the tool paths.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は工具径路データ作成装置
に関し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム、自動プログラミング
装置、ＮＣ装置等に適用して有用である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool path data creating device, which is useful when applied to a CAD / CAM system, an automatic programming device, an NC device or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば無垢材に対し等高線荒取り加工を
する場合に、各加工高さに対して得られる等高線形状
（閉曲線で囲まれた加工領域）について、領域加工パス
（工具径路）を作成する必要がある。2. Description of the Related Art For example, when contour roughening is performed on a solid material, an area machining path (tool path) is created for a contour shape (machining area surrounded by a closed curve) obtained for each machining height. There is a need to.

【０００３】工具径路データ作成装置は、ＣＡＤ等で作
成した加工形状データが入力されると、任意の閉曲線で
囲まれた加工領域（これは前記加工形状データで示され
る）内を加工するための全ての工具径路を算出し、これ
ら工具径路を示す工具径路データを出力する。そして工
具径路データを基に、工作機械にて工具径路を制御する
ことにより、例えば等高線荒取り加工が実行できる。When the machining shape data created by CAD or the like is input, the tool path data creating device is for machining the inside of a machining area surrounded by an arbitrary closed curve (this is indicated by the machining shape data). All tool paths are calculated, and tool path data indicating these tool paths are output. Then, by controlling the tool path with the machine tool based on the tool path data, for example, contour line rough cutting can be executed.

【０００４】ここで、従来の工具径路データ作成装置に
より、加工形状データから工具径路を求める手法を、図
６に基づき説明する。図６に示すように加工形状を示す
閉曲線（実線のもの）０１が入力されると、閉曲線０１
をあるトレランス（許容誤差）内で近似した線分群（図
中点線で示す）を創成し、点線で示す線分相互の交点、
交点が無いときは線分の延長線上の交点を求めて全体の
オフセット線分群（点線で示す線分群）０２を求める。
このオフセット線群０２のうち、ループ部となっている
ものを方向（時計回り方向か反時計回り方向か）で判定
し不要なループ部を削除すると、残ったループ線（太い
点線で示す）が求める工具径路０２ａとなる。このた
め、加工形状を示す閉曲線１上の点，，，，
は、工具径路２ａ上の点′，′，′，′，′
に対応する。Now, a method of obtaining a tool path from machining shape data by a conventional tool path data creating apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, when a closed curve (solid line) 01 indicating a machining shape is input, the closed curve 01
Create a line segment group (shown by the dotted line in the figure) that approximates to within a certain tolerance (tolerance), and intersect the line segments shown by the dotted line,
When there is no intersection, the intersection on the extension line of the line segment is obtained to obtain the entire offset line segment group (line segment group indicated by the dotted line) 02.
If the loop portion of the offset line group 02 is judged in the direction (clockwise direction or counterclockwise direction) and the unnecessary loop portion is deleted, the remaining loop line (shown by a thick dotted line) becomes This is the desired tool path 02a. Therefore, the points on the closed curve 1 showing the machining shape ,,,
Are points', ',', ',' on the tool path 2a.
Corresponding to.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで従来技術で
は、例えば比較的単純な図６のような形状の場合であっ
ても、太い点線で示すオフセット形状（工具径路）２ａ
が実線で示すもとの形状（閉曲線）０１から張り出る
等、正しいオフセット形状が得られないことがあった。
正しいオフセット形状が得られないときには、指定され
た加工領域外を加工するおそれがある。In the prior art, however, the offset shape (tool path) 2a shown by the thick dotted line is used even in the case of a relatively simple shape as shown in FIG. 6, for example.
In some cases, a correct offset shape could not be obtained, for example, the original shape (closed curve) 01 indicated by a solid line overhangs.
If the correct offset shape cannot be obtained, there is a risk of processing outside the specified processing area.

【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、正しいオ
フセット形状を得ることによって最適な工具径路データ
を作成することのできる工具径路データ作成装置を提供
することを目的とする。In view of the above-mentioned conventional technique, it is an object of the present invention to provide a tool path data creating apparatus which can create optimum tool path data by obtaining a correct offset shape.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、加工形状データが入力されると、任意の閉
曲線で囲まれた加工領域内を加工するための全ての工具
径路を算出してこれら工具径路を示す工具径路データを
出力する工具径路データ作成装置において、先ず閉曲線
をあるトレランス内の折線で近似してこれを第１パスと
し、次に第１パスである折線を形成する線分群をそれぞ
れ内側に一定量オフセットしてオフセット線分を設定
し、更に各線分の端点で端点を中心として前記オフセッ
ト量と同一の半径の円弧を描き、この円弧と前後のオフ
セット線分とを接続して得られる全体のオフセット線群
でループ部を捜し、各ループについてその方向が元の線
分群と同一方向でないときは削除することによって得ら
れるオフセット線群を第２パスとし、第２パスよりも内
側の領域では、第２パスを求めるときに用いたのと同じ
手法を繰り返し用いて更に内側のパスを次々と求めてい
き、求めた全体のパスを工具径路とし、これら工具径路
を示すデータを工具径路データとして出力することを特
徴とする。According to the configuration of the present invention for solving the above problems, when machining shape data is input, all tool paths for machining within a machining area surrounded by an arbitrary closed curve are calculated. Then, in the tool path data creation device for outputting tool path data indicating these tool paths, first, a closed curve is approximated by a polygonal line within a certain tolerance to make it a first pass, and then a polygonal line which is a first path is formed. Offset each line segment group by a certain amount to set an offset line segment, draw an arc with the same radius as the offset amount around the end point of each line segment, and connect this arc and the front and back offset line segments. Offset line group obtained by searching for the loop part in the entire offset line group obtained by connecting and deleting if the direction of each loop is not the same as the original line segment group The second pass is set, and in the area inside the second pass, the same method as that used to find the second pass is repeatedly used to find more inner passes one after another, and the found overall pass is used as a tool. It is characterized in that a path is set and data indicating these tool paths is output as tool path data.

【０００８】[0008]

【作用】本発明では、加工形状データで示す閉曲線に対
し、閉曲線の折線近似、折線の各線分を内側にオフセッ
ト、線分端部の円弧によるオフセット、オフセット線群
（オフセットした線分とオフセットによる円弧を接続し
た線）の中の不要なループの削除という処理を繰り返し
て、工具径路となるパスを求める。According to the present invention, the closed curve indicated by the machining shape data is approximated to a polygonal line of the closed curve, each line segment of the polygonal line is offset to the inside, an offset is formed by a circular arc at the end of the line segment, an offset line group (the offset line segment and the offset line The process of deleting unnecessary loops in the line connecting the arcs) is repeated to find the path to be the tool path.

【０００９】[0009]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【００１０】図１に示すように、ＣＡＤデータ１０等の
加工形状データＤ１は工具径路データ作成装置１１に送
られる。工具径路データ作成装置１１は、後述する演算
処理をして、工具径路を求め工具径路データＤ２を出力
する。工具径路データＤ２はフロッピー１２等に記憶さ
れ、工作機械１３に使用される。工作機械１３では、工
具径路データＤ２を基に工具の径路を制御して良好な加
工ができる。As shown in FIG. 1, machining shape data D1 such as CAD data 10 is sent to a tool path data creating device 11. The tool path data creation device 11 performs a calculation process described later to obtain a tool path and outputs tool path data D2. The tool path data D2 is stored in the floppy disk 12 or the like and used by the machine tool 13. In the machine tool 13, the tool path can be controlled based on the tool path data D2 to perform good machining.

【００１１】ここで工具径路データ作成装置１１によ
り、加工形状データＤ１から工具径路データＤ２を得る
ために行う演算処理の手順を、図２〜図４を参照して説
明する。Here, the procedure of the arithmetic processing performed by the tool path data creating device 11 to obtain the tool path data D2 from the machining shape data D1 will be described with reference to FIGS.

【００１２】（１）加工形状データＤ１から加工領域を
規定する閉曲線２１を求める（図３参照）。 （２）閉曲線２１を、あるトレランス（許容誤差）ｔ内
の折線で近似して、図３に示すように、折線に沿った第
１パスＰ１を創成する（ステップ１，２）。 （３）図４に示すように折線である第１パスＰ１を形成
する線分Ｌ１２，Ｌ２３，Ｌ３４・・・群を、それぞれ
ある一定量（ピックフィート量）ｅだけ内側にオフセッ
トして、オフセット線分Ｌ′１２，Ｌ′２３，Ｌ′３４
・・・を設定する（ステップ３）。 （４）各線分Ｌ１２，Ｌ２３，Ｌ３４・・・の端点で、
半径ｅの円弧Ｒ２′２”，Ｒ３′３”を描く。描く範囲
は各オフセット線分の端点から端点までである（ステッ
プ４）。 （５）オフセット線分Ｌ′１２，Ｌ′２３，Ｌ′３４・
・・と円弧Ｒ２′２”，Ｒ３′３”・・・とを接続して
オフセット線群を得る。そしてオフセット線群（図４で
点線で示す線）の中でループ部（交差部分）を捜し、各
ループ部についてその方向（時計回り方向か反時計回り
方向か）が、もとの線分Ｌ１２，Ｌ２３，Ｌ３４・・・
の方向と反対のものは削除する（ステップ５）。 （６）削除して残ったオフセット線群に沿い第２パスＰ
２（図３参照）を創成する（ステップ６）。 （７）以下、（２）〜（５）に示すのと同じ手法を繰り
返して、領域内のすべての加工ができるように、更に内
側のパスＰ３，Ｐ４（図３参照）を次々と求めていく
（ステップ７）。 （８）このようにして全領域の加工をするために求めた
パスＰ１〜Ｐ４を工具径路とし、これを示す工具径路デ
ータＤ２を出力する。(1) A closed curve 21 defining a machining area is obtained from the machining shape data D1 (see FIG. 3). (2) The closed curve 21 is approximated by a polygonal line within a certain tolerance (tolerance) t to create a first path P1 along the polygonal line as shown in FIG. 3 (steps 1 and 2). (3) Offset the line segments L12, L23, L34, ... Forming the first path P1, which is a broken line, by a certain amount (pick foot amount) e inward as shown in FIG. Line segments L'12, L'23, L'34
... is set (step 3). (4) At the end points of the line segments L12, L23, L34, ...
Draw arcs R2'2 "and R3'3" of radius e. The drawing range is from the end point to the end point of each offset line segment (step 4). (5) Offset line segments L'12, L'23, L'34
.. and arcs R2'2 ", R3'3" ... Are connected to obtain an offset line group. Then, the loop portion (intersection portion) is searched in the offset line group (the line indicated by the dotted line in FIG. 4), and the direction (clockwise direction or counterclockwise direction) of each loop portion is the original line segment L12. , L23, L34 ...
Those opposite to the direction of are deleted (step 5). (6) Second path P along the offset line group that remains after deletion
2 (see FIG. 3) (step 6). (7) Hereinafter, by repeating the same method as shown in (2) to (5), the inner paths P3 and P4 (see FIG. 3) are successively obtained so that all the processing in the region can be performed. Go (step 7). (8) The paths P1 to P4 thus obtained for machining the entire area are set as tool paths, and tool path data D2 indicating the paths are output.

【００１３】図５（ａ）は他の具体例であり、実線で示
す閉曲線３１が入力されると、工具径路データ作成装置
１１は、上述した手順に沿い、閉曲線の折線近似、折線
の各線分のオフセット、線分端点の円弧によるオフセッ
ト、オフセット線群の中の不要ループ部の削除、という
処理をして、図中太点線で示すように最終的なオフセッ
ト形状（パスＰ）が得られる。このパスＰは閉曲線３１
の外に出ることなく正しいオフセット形状となってい
る。FIG. 5A shows another specific example. When the closed curve 31 shown by a solid line is input, the tool path data creating device 11 follows the above-mentioned procedure and approximates the closed curve to each broken line and each broken line segment. Of the line segment, the arc of the line segment end point, and the unnecessary loop portion in the offset line group are deleted to obtain the final offset shape (path P) as shown by the thick dotted line in the figure. This path P is a closed curve 31
It has the correct offset shape without going outside.

【００１４】なお図５（ａ）の点のように２つの線分
Ｌ４５，Ｌ５１の支角が１８０°を越える場合は、円弧
ではなく、図５（ｂ）に示すように前後のオフセット線
Ｌ′４５，Ｌ′５１を延長して線分端点のオフセットを
するようにしてもよい。When the fulcrum angle of the two line segments L45 and L51 exceeds 180 ° as shown by the point in FIG. 5 (a), it is not a circular arc but front and rear offset lines L as shown in FIG. 5 (b). ′45 and L′ 51 may be extended to offset the line segment end points.

【００１５】[0015]

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、領域加工用の正しい工具径路デー
タが作成できる。また、無垢材からの等高線荒取り加工
においては、各加工高さに対して得られる等高線形状
（閉領域）について領域加工パスを作成する必要があ
り、このような分野において本発明が有用となる。According to the present invention as described in detail with reference to the above embodiments, correct tool path data for area machining can be created. Further, in rough contour cutting from a solid material, it is necessary to create a region machining path for the contour shape (closed region) obtained for each machining height, and the present invention is useful in such fields. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の動作を示すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the present invention.

【図３】閉曲線及び工具径路の一例を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a closed curve and a tool path.

【図４】線分端点のオフセットを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing offsets of line segment end points.

【図５】本発明によるオフセット形状を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing an offset shape according to the present invention.

【図６】従来技術によるオフセット形状を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing an offset shape according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

０１，２１，３１ 閉曲線 ０２ オフセット線分群 ０２ａ 工具径路 １０ ＣＡＤデータ １１ 工具径路データ作成装置 １２ フロッピー １３ 工作機械 Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ パス（工具径路） Ｌ 線分 Ｌ′ オフセット線分 Ｄ１ 加工形状データ Ｄ２ 工具径路データ 01, 21, 31 Closed curve 02 Offset line segment group 02a Tool path 10 CAD data 11 Tool path data creation device 12 Floppy 13 Machine tool P, P1, P2, P3, P4 Path (tool path) L Line segment L'Offset line segment D1 Machining shape data D2 Tool path data

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 加工形状データが入力されると、任意の
閉曲線で囲まれた加工領域内を加工するための全ての工
具径路を算出してこれら工具径路を示す工具径路データ
を出力する工具径路データ作成装置において、 先ず閉曲線をあるトレランス内の折線で近似してこれを
第１パスとし、 次に第１パスである折線を形成する線分群をそれぞれ内
側に一定量オフセットしてオフセット線分を設定し、更
に各線分の端点で端点を中心として前記オフセット量と
同一の半径の円弧を描き、この円弧と前後のオフセット
線分とを接続して得られる全体のオフセット線群でルー
プ部を捜し、各ループについてその方向が元の線分群と
同一方向でないときは削除することによって得られるオ
フセット線群を第２パスとし、 第２パスよりも内側の領域では、第２パスを求めるとき
に用いたのと同じ手法を繰り返し用いて更に内側のパス
を次々と求めていき、 求めた全体のパスを工具径路とし、これら工具径路を示
すデータを工具径路データとして出力することを特徴と
する工具径路データ作成装置。1. A tool path for inputting machining shape data, calculating all tool paths for machining in a machining area surrounded by an arbitrary closed curve, and outputting tool path data indicating these tool paths. In the data preparation device, first, a closed curve is approximated by a polygonal line within a certain tolerance to make this the first pass, and then a line segment group forming the polygonal line which is the first pass is offset inward by a predetermined amount to obtain an offset line segment. Set a circle, draw an arc with the same radius as the offset amount around the end point of each line segment, and search for the loop part with the entire offset line group obtained by connecting this arc and the front and rear offset line segments. , For each loop, if the direction is not the same as the original line segment group, the offset line group obtained by deleting is used as the second pass, and in the area inside the second pass, Repeating the same method as used to find the two passes, the inner paths are obtained one after another, and the obtained overall paths are used as tool paths, and the data indicating these tool paths are output as tool path data. A tool path data creation device characterized in that