JPH06119029A - Ｎｃ加工におけるアプローチ経路およびリトラクト経路作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】側面に切刃を有する工具で被削材を輪郭加工す
る場合におけるＮＣデータの作成時に、被削材の加工部
位、近傍の被削材形状、削り代量等を考慮した最適なア
プローチ（リトラクト）経路を自動作成すること。 【構成】アプローチ（リトラクト）経路パターンに予め
優先度を設定し、各パターン毎に作成されたＺ値一定の
アプローチ（リトラクト）経路点列について、予め定め
た評価要素に対する評価点を求め、当該評価点が予め定
めた判定ゾーンのいずれに属するかを判定し、評価点が
前記判定ゾーンの採用不可ゾーンに属するとき、Ｚ値を
変化させるアプローチ（リトラクト）経路を作成し、前
記の評価点を算出する。判定ゾーンの採用可ゾーンに属
する評価点を有する経路が存在する場合、優先度に従っ
て、採用するアプローチ（リトラクト）経路を決定し、
前記判定ゾーンの警告ゾーンに属する評価点を有するア
プローチ（リトラクト）経路のみが存在する場合、ワー
クと工具の距離の大小に従って、採用する経路を決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ加工におけるＮＣ
データの作成方法に関し、特に側面に切刃を有する工具
（フラットエンドミル）で被削材（ワーク）を輪郭加工
する場合等において、工具がワークに干渉することなく
当該工具をワークの切削開始点に切り込み、また、ワー
クの切削終了点から工具を逃がす、いわゆるアプローチ
経路およびリトラクト経路を自動的に作成する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＮＣ装置により被削材（ワー
ク）を切削加工するに当たって、最近ではＣＡＤシステ
ム等を利用し、切削加工すべきワークの加工形状や、切
削に使用する工具等に関するデータを入力し、これらの
データに基づいて、当該工具の経路データを自動的に生
成し、ＮＣデータを作成するＮＣデータ作成システムが
使用されるようになってきている。

【０００３】マシニングセンタを用いたＮＣ装置により
被削材（ワーク）の輪郭加工（プロフィール加工）を行
う場合、ＮＣデータとして、工具がワークに干渉するこ
となく当該工具をワークの切削開始点に切り込み、ま
た、ワークの切削終了点から工具を逃がす、いわゆるア
プローチ経路およびリトラクト経路を上記のごときＮＣ
データ作成システムによって工具軌跡データとして作成
する必要が生じる。

【０００４】一般的に、ワークの最初の切削開始点に至
る工具の経路（工具軌跡）は、加工対象ワークの取り代
（削り代）量に応じて、円弧または曲線等の滑らかな軌
跡を描きながら、徐々に工具をワークに対して切り込ん
でゆく切削アプローチ方法が加工条件上好ましい。リト
ラクト経路も同様である。

【０００５】特開昭６４−３２３１０号公報には、アプ
ローチ経路の作成方法として、ワークの削り代量と工具
径からアプローチの高さと長さを求め、切り込み経路デ
ータからアプローチ長分のデータを読み込みその中から
座標系におけるＺ値の最大値を求め、切削開始点から切
削経路データにおける多数の切削ポイントまでの直線距
離を求めて、前記したアプローチ高さと長さを基にして
Ｚ値増分量を算出し、各切削ポイントのＺ値増分量にＺ
値の最大値を加算してアプローチポイントのＺ座標値と
し、切削経路データの切削開始点の前に、該切削開始点
に続く各切削ポイントにおけるＸ、Ｙ座標値と前記Ｚ座
標値を持つ座標データを、前記切削開始点から逆向きに
付加する作成方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術に示し
たアプローチ経路の作成方法は、先端部に切刃を有する
ボールエンドミルを用いて、ワーク上方から形状加工面
にアプローチする場合のアプローチ経路作成方法に関す
るものであり、形状加工面をボールエンドミルで切削加
工する場合には有効な手段であるが、側面に切刃を有す
るフラットエンドミルを用いてワークの輪郭加工（外形
形状を切削するプロフィール加工）を行う場合には適用
できず、ＮＣ装置における切削加工時に作業者がマニュ
アル操作でＮＣ装置を操作しながら加工しているのが現
状である。

【０００７】すなわち、フラットエンドミルを用いてワ
ークの輪郭加工を行う場合には、加工形状、加工形態や
使用する工具が異なるため、また、自動車のプレス金型
の切削加工等においては特に加工形状が複雑となるた
め、ワークと工具との間に干渉が発生し得る場合には、
ＮＣ装置における切削加工時に作業者が、事前に座グリ
加工を行うことにより、工具の動作領域の安全性を確保
した後、垂直方向から工具をワークの切削開始点にアプ
ローチし、また、切削終了点から垂直に工具をワークか
らリトラクトする動作を行っていた。

【０００８】このため、作業者がＮＣ装置に対して手動
割り込みで、加工部位、および、その近傍のワーク形状
により、工具の干渉を考慮しながらアプローチ、リトラ
クト動作を行っており、特にフラットエンドミルを使用
した輪郭加工の場合には、工具の先端部に切刃がなく、
側面に切刃を有するため、工具側面からのアプローチ、
リトラクト動作が必要となり、作業者が切削加工の終了
時まで監視している必要が生じる等、作業者に依存する
部分が多くなり、結果的にＮＣ装置の自動運転による無
人加工を阻害する大きな要因となっていた。

【０００９】従って、本発明は、前記の不都合を解消す
べくなされたものであって、側面に切刃を有する工具
（フラットエンドミル）で被削材（ワーク）を輪郭加工
する場合におけるＮＣデータの作成時に、ワークの加工
部位（形態）、および、その近傍のワークの形状や、削
り代（仕上げ代）量まで考慮した最適なアプローチ経路
およびリトラクト経路を自動的に作成することのできる
アプローチ経路およびリトラクト経路作成方法を提供す
ることにより、ワークと工具の干渉を防止し、ＮＣ装置
における切削加工時の無人加工運転を可能とすることを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、側面に切刃を有する工具で被削材を輪
郭加工するＮＣ加工において、前記工具と被削材との間
のアプローチ経路およびリトラクト経路を作成する方法
であって、予め定めた優先度を持つ、複数のアプローチ
経路およびリトラクト経路のタイプ毎に、加工条件に基
づいて工具の垂直位置たるＺ値一定のアプローチ経路点
列およびリトラクト経路点列を作成するステップと、作
成された前記アプローチ経路点列およびリトラクト経路
点列について、予め定めた評価要素に対する評価点を算
出し、当該評価点が、予め定めた判定ゾーンのいずれに
属するかを判定するステップと、前記Ｚ値一定のアプロ
ーチ経路点列およびリトラクト経路点列の評価点が、前
記判定ゾーンの採用不可ゾーンに属するとき、Ｚ値を変
化させてアプローチ経路およびリトラクト経路を作成
し、前記評価点を算出するステップとからなり、前記各
タイプのアプローチ経路点列およびリトラクト経路点列
の評価点のうち、前記判定ゾーンの採用可ゾーンに属す
る評価点を有するアプローチ経路およびリトラクト経路
が存在する場合、所定の判定基準に従って、加工に採用
するアプローチ経路およびリトラクト経路を決定し、前
記判定ゾーンの警告ゾーンに属する評価点を有するアプ
ローチ経路およびリトラクト経路のみが存在する場合、
所定の判定基準に従って、当該加工に採用するアプロー
チ経路およびリトラクト経路を決定することを特徴とす
る。

【００１１】さらに、本発明は、判定ゾーンの採用可ゾ
ーンに属する評価点を有するアプローチ経路およびリト
ラクト経路が複数存在する場合、優先度の最も高いアプ
ローチ経路およびリトラクト経路を、また、前記判定ゾ
ーンの警告ゾーンに属する評価点を有するアプローチ経
路およびリトラクト経路のみが複数存在する場合、被削
材と工具の距離が最長のアプローチ経路およびリトラク
ト経路を、加工に採用するアプローチ経路およびリトラ
クト経路として選択することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明に係るＮＣ加工におけるアプローチ経路
およびリトラクト経路作成方法では、側面に切刃を有す
る工具で被削材を輪郭加工するＮＣ装置において、工具
と被削材との間のアプローチ経路およびリトラクト経路
を作成するに当たって、予め、好ましいアプローチ経路
およびリトラクト経路のタイプの順に、例えば、円弧タ
イプの経路を第１の優先度、直線タイプの経路を第２の
優先度、逆円弧タイプの経路を第３の優先度として設定
してあり、各タイプのアプローチ経路およびリトラクト
経路を作成し評価する。

【００１３】この評価の方法として、アプローチ、リ
トラクトポイントとワークとの間の距離、アプロー
チ、リトラクトポイントがワークの取り代にかかるか否
か、工具のＺ軸方向（垂直方向）移動量（Ｚ座標値）
一定でアプローチ経路およびリトラクト経路が作成でき
るか、切削開始点に到達する前、あるいは、切削終了
点以後にワークを削り込むようなアプローチ経路および
リトラクト経路か否か、等の要素について、予め設定し
た評価点を求め、その評価点が予め設定した３つの判定
ゾーン、すなわち、採用可ゾーン、警告ゾーン、採用不
可ゾーンのいずれに入るかによって、算出したアプロー
チ経路およびリトラクト経路のうち、どのタイプのアプ
ローチ経路およびリトラクト経路を採用するかを決定す
るようにされる。

【００１４】各タイプ毎に算出したアプローチ経路点列
およびリトラクト経路点列について計算した上記の評価
点が採用可ゾーンにある時には、予め設定した優先度の
順に、採用するアプローチ経路およびリトラクト経路を
決定し、警告ゾーンにある時には、アプローチ、リトラ
クトポイントと加工対象ワークとの間の距離が最大のア
プローチ経路およびリトラクト経路を選択し決定する。

【００１５】このために、ＮＣデータ作成システムで
は、入力された加工条件を基に、予め設定された優先度
を持つアプローチ経路およびリトラクト経路パターン毎
に、先ず、Ｚ値一定のアプローチ経路点列およびリトラ
クト経路点列が作成され、作成された前記アプローチ経
路点列およびリトラクト経路点列について、前記のよう
にして予め定めた評価要素に対する評価点が算出され
る。

【００１６】各パターンのアプローチ経路およびリトラ
クト経路の評価点が、予め定めた判定ゾーンのいずれに
属するかが判定され、前記Ｚ値一定のアプローチ経路点
列およびリトラクト経路点列の評価点が、前記判定ゾー
ンの採用不可ゾーンに属するときには、Ｚ値を変化させ
るアプローチ経路およびリトラクト経路が作成され、前
記と同様にして、評価点が算出される。

【００１７】次に、前記各タイプのアプローチ経路点列
およびリトラクト経路点列の評価点のうち、前記判定ゾ
ーンの採用可ゾーンに属する評価点を有するアプローチ
経路およびリトラクト経路が複数存在する場合は、所定
の判定基準、すなわち、予め定められた優先度の高い順
に従って、加工に採用するアプローチ経路およびリトラ
クト経路が決定され、前記判定ゾーンの警告ゾーンに属
する評価点を有するアプローチ経路およびリトラクト経
路のみが複数存在する場合には、所定の判定基準、すな
わち、工具とワーク間の距離の大小に従って、加工に採
用するアプローチ経路およびリトラクト経路が決定され
る。

【００１８】

【実施例】本発明に係るＮＣ加工におけるアプローチ経
路およびリトラクト経路作成方法について、実施例を挙
げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。マ
シニングセンタを用いたＮＣ装置により被削材（ワー
ク）の輪郭加工（プロフィール加工）を行う場合、ＮＣ
データとして、工具がワークに干渉することなく当該工
具をワークの切削開始点に切り込み、また、ワークの切
削終了点から工具を逃がす、いわゆるアプローチ経路お
よびリトラクト経路データを作成する必要が生じる。

【００１９】特に、工具の側面に切刃を有するフラット
エンドミルを用いて切削加工する場合には、先端に切刃
を持たないため、工具の側面からワークに切り込んで行
き、工具の側面からワークを離脱して行くようなアプロ
ーチ経路およびリトラクト経路をとる必要がある。ま
た、ワークの最初の切削開始点に至る工具の経路（工具
軌跡）は、加工対象ワークの取り代（削り代）量に応じ
て、円弧または曲線等の滑らかな軌跡を描きながら、徐
々に工具をワークに対して切り込んでゆく切削アプロー
チ方法が加工条件上好ましい。リトラクト経路も同様で
ある。

【００２０】図１は、フラットエンドミルを用いて切削
加工する場合のアプローチ経路およびリトラクト経路の
タイプを示す図である。図１において、ワークＷ上の点
Ｐが切削開始ポイントであり、Ｓは取り代である。この
ワークＷに対して、工具Ｔ₁のように円弧状の経路Ａ₁
でアプローチポイントＱ₁ から切削開始ポイントＰまで
工具の側面の切刃でアプローチし、矢印Ａの方向に切削
して行くタイプを円弧タイプと称し、工具Ｔ₂ のように
直線状の経路Ａ₂ でアプローチポイントＱ₂ から切削開
始ポイントＰまでアプローチし、切削開始ポイントＰで
工具の進行方向をＡ方向に変え切削するタイプを直線タ
イプと称し、工具Ｔ₃ のように切削方向（矢印Ａ）とは
逆方向の円弧状経路Ａ₃ でアプローチポイントＱ₃ から
切削開始ポイントＰまでアプローチし、切削開始ポイン
トＰで工具の進行方向をＡ方向に変え切削するタイプを
逆円弧タイプと称することとする。

【００２１】リトラクト経路も同様に工具の切削進行方
向とワークからの逃げ方向により、工具Ｔ₄ のように、
切削終了ポイントＥから円弧状の経路Ａ₄ でワークＷか
ら離脱し、リトラクトポイントＱ₄ に至る円弧タイプ、
工具Ｔ₅ のように切削終了ポイントＥで切削方向Ａに方
向を変え、直線状の経路Ａ₅ でワークＷから離脱し、リ
トラクトポイントＱ₅ に至る直線タイプ、工具Ｔ₆ のよ
うに切削終了ポイントＥで切削方向Ａに方向を変え、逆
方向の円弧状の経路Ａ₆ でワークＷから離脱し、リトラ
クトポイントＱ₆ に至る逆円弧タイプがある。

【００２２】ここで、円弧タイプ（図１のＴ₁ 、Ｔ₄ ）
のアプローチ経路およびリトラクト経路は、切削開始ポ
イントＰあるいは切削終了ポイントＥから接線方向にス
ムーズに加工でき、工具軌跡との接続も滑らかに行え
る。これに対して、直線タイプ（図１のＴ₂ 、Ｔ₅ ）の
アプローチ経路およびリトラクト経路は、切削開始ポイ
ントＰあるいは切削終了ポイントＥで工具Ｔの進行方向
が変わるため、一時的にＭ／Ｃ側の負荷が変化し、加工
面での工具のビビリ、Ｍ／Ｃ停止の事態を招く危険があ
り、カッターマークがついてしまう問題がある。

【００２３】同様に、逆円弧タイプ（図１のＴ₃ 、
Ｔ₆ ）のアプローチ経路およびリトラクト経路は、上記
直線タイプのアプローチ経路およびリトラクト経路と同
様の問題に加えて、切削開始ポイントＰまでの間がアッ
パーカット（工具の回転方向と工具の進行方向が逆方向
の関係になる切削）になるため、円弧タイプ等に比べ、
工具に対する切削負荷が大となる問題がある。

【００２４】従って、本発明では、アプローチ経路およ
びリトラクト経路の作成において、円弧タイプの経路を
優先度１、直線タイプの経路を優先度２、逆円弧タイプ
の経路を優先度３とし、各タイプのアプローチ経路およ
びリトラクト経路を作成し、以下に説明する評価方法で
評価し、優先度の高いタイプのアプローチ経路およびリ
トラクト経路を採用し、アプローチ経路およびリトラク
ト経路データを作成するものである。

【００２５】ＮＣデータ作成システムにおいて、ＮＣデ
ータの中心となるアプローチ経路およびリトラクト経路
データや工具軌跡データは、ワーク材質や形状に関する
データ、加工すべき形状に関するデータ、使用する工具
に関するデータ等の加工条件データを与え、ワークと工
具の干渉チェック等を行い、工具がワークに干渉するこ
となく、所定の切削開始ポイントにアプローチし、切削
終了ポイントまで切削した後、切削終了ポイントから工
具をリトラクトする一連の工具軌跡を算出することによ
り作成される。

【００２６】図２は、ワークＷの切削加工すべき形状と
工具Ｔとの関係を示す図であり、工具Ｔと工具Ｔを把持
するホルダ部、駆動軸等が、切削過程においてワークＷ
と不要な部分で接触することなく工具軌跡が作成される
必要がある。これを干渉回避（干渉チェック）といい、
同図に示す如く、クイル干渉回避Ａ、ホルダ干渉回避
Ｂ、シャンク干渉回避Ｃ、工具側面干渉回避Ｄ、工具底
面（先端）干渉回避Ｅ等の干渉チェックが行われ、工具
軌跡、アプローチ経路およびリトラクト経路データが算
出される。

【００２７】算出されたアプローチ経路およびリトラク
ト経路がワークの切削加工に使用できるか否かは、ア
プローチ、リトラクトポイントとワークとの間の距離、
アプローチ、リトラクトポイントがワークの取り代に
かかるか否か、工具のＺ軸方向（垂直方向）移動量
（Ｚ座標値）一定でアプローチ経路およびリトラクト経
路が作成できるか、切削開始点に到達する前、あるい
は、切削終了点以後にワークを削り込むようなアプロー
チ経路およびリトラクト経路か否か、等の要素を評価し
て決定することになる。

【００２８】本発明では、これらの各評価要素について
の評価点について、算出したアプローチ経路およびリト
ラクト経路を加工対象ワークの切削に採用する際の障害
の度合いが小さい程小さく、障害が大きい程大きな評価
点となるように定め、また、各評価要素毎に、当該評価
要素が対象ワークの切削に採用する際に生じる影響度の
小さな評価要素程小さく、影響度の大きな評価要素程大
きな重み付けを有する、一種の評価関数として予め設定
してある。

【００２９】そして、前記のように設定された評価点を
用いて、前述した各評価要素について、円弧タイプ、直
線タイプ、逆円弧タイプの各タイプ毎に算出したアプロ
ーチ経路点列およびリトラクト経路点列について、評価
点を計算し、その評価点が予め設定した３つの判定ゾー
ン、すなわち、採用可ゾーン、警告ゾーン、採用不可ゾ
ーンのいずれに入るかによって、算出したアプローチ経
路およびリトラクト経路のうち、どのタイプのアプロー
チ経路およびリトラクト経路を採用するかを決定する。

【００３０】ここで、本発明では、各タイプ毎に算出し
たアプローチ経路点列およびリトラクト経路点列につい
て計算した上記の評価点が採用可ゾーンにある時には、
予め設定した優先度（円弧タイプ＝優先度１、直線タイ
プ＝優先度２、逆円弧タイプ＝優先度３）の順に、加工
対象ワークの切削に採用するアプローチ経路およびリト
ラクト経路を決定し、警告ゾーンにある時には、アプロ
ーチ、リトラクトポイントと加工対象ワークとの間の距
離が最大のアプローチ経路およびリトラクト経路を選択
し決定する。

【００３１】図３は、以上のようにしてアプローチ経路
およびリトラクト経路を決定する際の工具とワークの関
係の一例を示す図である。図３（ａ）は、図示の形状に
ワークＷを取り代Ｓで切削する場合について、工具Ｔ₁
に示す円弧タイプ、工具Ｔ₂に示す直線タイプ、工具Ｔ
₃ に示す逆円弧タイプでそれぞれ算出したアプローチ経
路を示している。

【００３２】工具Ｔ₁ の円弧タイプのアプローチ経路
は、アプローチポイントＱ₁ がワークＷにかかっており
干渉を生じる状態であり、評価点は採用不可ゾーンにな
り、工具Ｔ₂ の直線タイプのアプローチ経路は、アプロ
ーチポイントＱ₂ が切削開始ポイントＰに達する以前に
ワークの切削区間外で取り代Ｓにかかっている状態であ
り、評価点は警告ゾーンになる。工具Ｔ₃ の逆円弧タイ
プのアプローチ経路は、ワークＷとアプローチポイント
Ｑ₃ は充分に離れており、切削開始ポイントＰに至る経
路にも問題はなく、評価点は採用ゾーンに入る。逆円弧
タイプのアプローチ経路は優先度が最も低いが、他に採
用ゾーンに入る評価点のアプローチ経路がないため、こ
の例では工具Ｔ₃ による逆円弧タイプのアプローチ経路
が採用される。

【００３３】図３（ｂ）は図示の形状にワークＷを取り
代Ｓで切削する場合について、工具Ｔ₁ に示す円弧タイ
プ、工具Ｔ₂ に示す直線タイプでそれぞれ算出したアプ
ローチ経路を示している。前記と同様に、工具Ｔ₁ の円
弧タイプのアプローチ経路の評価点は警告ゾーンに、工
具Ｔ₂ の直線タイプのアプローチ経路の評価点は採用ゾ
ーンに入る。この場合も、直線タイプのアプローチ経路
は円弧タイプのアプローチ経路より優先度は低いが、採
用ゾーンにあるため、工具Ｔ₂ による直線タイプのアプ
ローチ経路が採用される。

【００３４】図３（ｃ）も同様に、図示の形状にワーク
Ｗを取り代Ｓで切削する場合について、工具Ｔ₁ に示す
円弧タイプ、工具Ｔ₂ に示す直線タイプ、工具Ｔ₃ に示
す逆円弧タイプでそれぞれ算出したアプローチ経路を示
している。この場合、どのタイプのアプローチ経路も、
アプローチポイントＱ₁ ないしＱ₃ において、ワークＷ
の対向面側の取り代Ｓにかかっており、評価点はいずれ
も警告ゾーンに入る。この場合は、アプローチポイント
Ｑ₁ ないしＱ₃ とワークＷとの距離ａ、ｂ、ｃのうち、
最大の距離ｂを持つ工具Ｔ₂ による直線タイプのアプロ
ーチ経路が採用される。

【００３５】図３（ｄ）は、同様に、図示の形状にワー
クＷを取り代Ｓで切削する場合について、工具Ｔ₁ に示
す円弧タイプ、工具Ｔ₂ に示す直線タイプ、工具Ｔ₃ に
示す逆円弧タイプでそれぞれ算出したアプローチ経路を
示している。この場合、工具Ｔ₁ の円弧タイプのアプロ
ーチ経路のみアプローチポイントＱ₁ において、ワーク
Ｗの対向面側の取り代Ｓにかかっており、評価点は警告
ゾーンに入り、工具Ｔ ₂ の直線タイプ、工具Ｔ₃ の逆円
弧タイプのアプローチ経路は問題がなく、評価点は採用
ゾーンに入り、優先度の高い工具Ｔ₂ による直線タイプ
のアプローチ経路が採用される。

【００３６】図４は、本発明に係るアプローチ経路およ
びリトラクト経路を作成するためのＮＣデータ作成シス
テムの構成を示す図である。このＮＣデータ作成システ
ムは、中央処理装置を持ち、図形計算や表示制御、デー
タベース管理等の役割を持つコンピュータ２、大量の図
形情報を保存し更新することのできる磁気ディスクデー
タベース４、システムにおいて作成されたＮＣデータを
出力するＮＣデータ出力装置６、システムとその使用者
との対話の中心的装置であり、入力装置と連動して利用
されるディスプレイ装置８、ディスプレイ装置８に接続
されるタブレット１０、キーボード１２、マウス１４、
ボリュームスイッチ１６等の入力機器から構成されてい
る。

【００３７】そして、前記のＮＣデータ作成システム
は、図５に示す論理構成図の如く多くのプログラムを有
している。各プログラムは分担する機能により次のよう
なモジュールに分類することができる。 ＮＣデータ作成システム内の処理および情報の流れ
を制御するオペレーティングシステム３２および制御モ
ジュール３４、 各種の入力機器、例えば、キーボード１２に対応し
た入力操作が円滑に行われるように援助する入力モジュ
ール４４、 入力された情報をコマンド命令の形式に従って解釈
する入力解釈モジュール４０、 表示情報の管理およびコマンドに従った表示処理を
行う表示モジュール３８、 命令に対応したサブモジュールより構成されるコマ
ンドに従った図形処理を行う図形処理コマンドモジュー
ル２４、 データベース５４に保持されたＮＣデータ作成シス
テムに必要な大量の情報を効率よく検索および蓄積する
データベース操作モジュール５０、 自動設計プログラムであるマクロプログラム２８ａ
を実行するマクロモジュール２８、 他のＣＡＤシステムやＮＣデータ作成システムとの
情報交換および連動処理を行う外部システムインタフェ
ース３０等を備える。

【００３８】さらに、システムには、拡張性および保守
性を保つため、システムの構成および標準値等を記憶す
るシステム制御ファイル２２、各コマンドの操作性およ
びプログラム制御手順を記憶するコマンド制御ファイル
４２、表示装置の機種および構成を記憶する表示制御フ
ァイル３６等の補助ファイルが用意されている。

【００３９】また、図形の処理を行う図形処理ライブラ
リ４６、ディスプレイ装置８に表示を行うための表示ラ
イブラリ４８、システムで作成されたＮＣデータをＮＣ
データ出力装置６に出力するためのＮＣデータ変換ユー
ティリティ５６、他のシステムと結合するためのデータ
交換ユーティリティ５２が用意されている。

【００４０】次に、各モジュールについて簡単に説明す
る。制御モジュール３４は、プログラム群をモジュール
化し、各モジュール間に介在することにより、システム
内制御の一元管理および呼出し手順の標準化を行う。そ
の機能としては、開始、終了、異常処理および各モジュ
ールの実行制御、実行履歴の記録、デバッグ機能、オペ
レーティングシステム３２との特殊処理を行う。

【００４１】入力モジュール４４は、各種入力装置の各
種入力方法を整理統一した仕様に従った快適な入力手順
を使用者に提供する。その機能は、使用者に対し入力す
べき情報の種類、入力方法および入力装置を指示する入
力促進、入力情報の選択、入力情報の標準型への変換を
行う。

【００４２】入力解釈モジュール４０は、入力情報の解
釈方法、および結果表示を一元化することにより、多様
な入力指示方法をサポートして入力操作性を向上させる
とともに、システムの拡張性を維持する。その機能とし
ては、入力情報の解釈および解釈結果の表示を行う。

【００４３】表示モジュール３８は、多様な表示操作要
求を統一的に処理し、表示情報および表示状態の管理を
行う。その機能は、表示装置の管理、表示制御、表示情
報の管理、表示状態の管理を行う。

【００４４】図形処理コマンドモジュール２４は、入力
引数の形式、コマンドに従った処理プログラムの呼び出
し、結果の処理方法を一元的に管理し、システムの保守
性および拡張性を維持する。

【００４５】データベース操作モジュール５０は、他モ
ジュールからの要求方法を標準化するとともに、障害発
生時の回復手段を提供する。その機能は、データベース
使用状況の管理、データベース５４の操作、障害発生時
の処理等である。

【００４６】外部システムインタフェース３０は、他シ
ステムとの情報授受を標準化し、ＮＣデータ作成システ
ムの有効利用を図る。その機能は、外部システムとの情
報授受、外部プログラムの稼働制御を行う。

【００４７】マクロモジュール２８は、作成されたマク
ロプログラム２８ａに従って、ＮＣデータ作成システム
の実行制御を行う。その機能は、マクロプログラム２８
ａの翻訳、実行である。

【００４８】工具軌跡算出モジュール２６は、入力され
た加工条件、すなわち、ワーク材質や形状に関するデー
タ、加工すべき形状に関するデータ、使用する工具に関
するデータ等の加工条件データに基づき、工具軌跡デー
タ、アプローチ、リトラクト経路データ等を演算する。

【００４９】図６および図７は、本発明に係るアプロー
チ経路およびリトラクト経路作成の手順を示すフローチ
ャートである。ＮＣデータ作成システム（図４、図５参
照）には、アプローチ、リトラクト経路データの作成に
先立ち、キーボード１２等の入力機器から、工具軌跡デ
ータ、アプローチ、リトラクト経路データを作成するた
めに必要となる加工条件としてワーク材質や形状に関す
るデータ、加工すべき形状に関するデータ、使用する工
具に関するデータ等が入力されている。入力された前記
の各加工条件データは、入力解釈モジュール４０により
解釈され、入力モジュール４４、制御モジュール３４を
介して、工具軌跡算出モジュール２６に送られる。

【００５０】工具軌跡算出モジュール２６では、先ずス
テップＳ１においてアプローチ経路およびリトラクト経
路のタイプｎを１とする。ｎは先に説明した優先度の数
値であり、１は円弧タイプ、２は直線タイプ、３は逆円
弧タイプである。以下の各ステップでは、この数値によ
り指定されたタイプのアプローチ経路およびリトラクト
経路が算出され、当該アプローチ経路およびリトラクト
経路の評価点が算出され、この評価点が判定ゾーンのい
ずれに入るが演算され、タイプｎを２、３と変更して各
タイプのアプローチ経路およびリトラクト経路を算出
し、同様の処理を繰り返すことになる。

【００５１】ステップＳ２において、指定されたタイプ
（初めはｎ＝１で円弧タイプ）の、Ｚ値が一定（工具の
垂直方向、Ｚ軸の座標値が一定）のアプローチ経路点
列、あるいは、リトラクト経路点列が算出され、Ｚ軸方
向の干渉チェック、干渉フラグ設定が行われ（ステップ
Ｓ３）、次いで、２次元干渉チェック、干渉部分の削除
が行われる（ステップＳ４）。この干渉チェックは、Ｎ
Ｃデータ作成において一般に行われる干渉チェックの方
法を使用することができる。

【００５２】次に、工具軌跡算出モジュール２６は、ス
テップＳ５において、ステップＳ２で算出されたアプロ
ーチ経路点列、あるいは、リトラクト経路点列の評価点
が算出され、判定ゾーンのいずれに入るかの評価が行わ
れる。例えば、採用可ゾーンはｍ_n ＝ｎ＋１０、警告ゾ
ーンはｍ_n ＝ｎ＋２０、採用不可ゾーンはｍ_n ＝ｎに設
定されており、算出した評価点が採用不可ゾーン（ｍ_n
＝ｎ）の場合（ステップＳ６）、ステップＳ７におい
て、Ｚ値（Ｚ軸座標）が変化するアプローチ経路あるい
はリトラクト経路の評価点が算出される。例えば、採用
可ゾーンはｍ_n ＝ｎ＋３０、警告ゾーンはｍ_n ＝ｎ＋４
０、採用不可ゾーンはｍ_n ＝５０であり、判定ゾーンの
いずれに入るかが評価され、ステップＳ８に進む。

【００５３】一方、ステップＳ６において、評価点が採
用可ゾーンあるいは警告ゾーンに入っている場合は、ス
テップＳ８に進み、アプローチ、リトラクト経路パター
ンが３以上でなければ、ｎを１ずつ増加（ステップＳ
９）し、ステップＳ２からステップＳ９の処理を繰り返
し、円弧タイプ（ｎ＝１）、直線タイプ（ｎ＝２）、逆
円弧タイプ（ｎ＝３）のアプローチ経路点列およびリト
ラクト経路点列の評価が順次行われる。

【００５４】以上のようにして、各パターンのアプロー
チ経路点列およびリトラクト経路点列について、その評
価点と、その評価点がどの判定ゾーンに入るかの評価が
完了すると、当該ワークの切削加工に採用するアプロー
チ経路およびリトラクト経路の決定が図７のステップＳ
１０以降の手順で決定される。すなわち、ステップＳ１
０において評価点ｍ_n が２０に満たない場合、およびス
テップＳ１３において評価点が４０に満たない場合は、
その評価点を持つアプローチ、あるいは、リトラクト経
路は採用可ゾーンにあり、ステップＳ１１において評価
点ｍ_n が最小の値であるアプローチ経路およびリトラク
ト経路が採用される。このことは、各評価要素の評価点
が同点の経路パターンが存在するときには、ｎの小さ
い、すなわち、優先度の小さいパターンのアプローチ経
路およびリトラクト経路が採用されることを意味する。

【００５５】ステップＳ１２において評価点ｍ_n が３０
に満たない場合、およびステップＳ１４において評価点
ｍ_n が５０に満たない場合は、その評価点を持つアプロ
ーチ経路またはリトラクト経路は警告ゾーンにあり、ス
テップＳ１５においては、当該アプローチ、リトラクト
経路点列とワークとの距離が最長のアプローチ経路およ
びリトラクト経路が採用される。

【００５６】ステップＳ１４において、評価点ｍ_n が５
０以上となる場合は、算出したアプローチ経路およびリ
トラクト経路がすべて採用不可ゾーンにあることとな
り、工具軌跡として成立しないため、切削加工の加工区
間を変更したり、加工プランニングの変更が必要とな
る。ステップＳ１６ではこの旨のエラーメッセージをデ
ィスプレイ装置８（図４、図５参照）に表示して処理を
終了する。

【００５７】以上のようにして、工具軌跡算出モジュー
ル２６によりアプローチ、リトラクト経路データの作
成、評価が完了して、採用するアプローチ、リトラクト
経路データが決定されると、これらのアプローチ、リト
ラクト経路データは、工具軌跡データとともに、工具軌
跡算出モジュール２６から出力され、データベース操作
モジュール５０の制御のもとに、データベース５４に格
納され、ＮＣ装置における加工に際して、ＮＣデータ変
換ユーティリィティ５６でＮＣデータに変換され、ＮＣ
データ出力装置６に出力され、ＮＣ加工に使用される。

【００５８】

【発明の効果】本発明に係るＮＣ加工におけるアプロー
チ経路およびリトラクト経路作成方法によれば、以下の
効果が得られる。すなわち、本発明は、アプローチ経路
およびリトラクト経路作成方法において、側面に切刃を
有する工具（フラットエンドミル）で被削材（ワーク）
を輪郭加工する場合におけるＮＣデータの作成時に、ワ
ークの加工部位（形態）、および、その近傍のワーク形
状や、削り代（仕上げ代）まで考慮した最適なアプロー
チ経路およびリトラクト経路を自動的に作成することが
でき、ワークと工具の干渉を防止し、ＮＣ装置における
切削加工時の無人加工運転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアプローチ経路およびリトラクト
経路のタイプを説明する図である。

【図２】ワークと工具の干渉チェックの関係を示す図で
ある。

【図３】アプローチ経路およびリトラクト経路を決定す
る際の工具とワークの関係を示す図である。

【図４】本発明に係るアプローチ、リトラクト経路デー
タを作成するＮＣデータ作成システムの構成図である。

【図５】ＮＣデータ作成システムの論理的構成を示す論
理構成図である。

【図６】本発明に係るアプローチ経路およびリトラクト
経路作成手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明に係るアプローチ経路およびリトラクト
経路作成手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２…コンピュータ ４…磁気ディスクデータベース ６…ＮＣデータ出力装置 ８…ディスプレイ装置 １０…タブレット １２…キーボード １４…マウス １６…ボリュームスイッチ ２６…工具軌跡算出モジュール ４０…入力解釈モジュール ４４…入力モジュール ５０…データベース操作モジュール ５４…データベース ５６…ＮＣデータ変換ユーティリティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 直猪 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】側面に切刃を有する工具で被削材を輪郭加
   工するＮＣ加工において、前記工具と被削材との間のア
   プローチ経路およびリトラクト経路を作成する方法であ
   って、 予め定めた優先度を持つ、複数のアプローチ経路および
   リトラクト経路のタイプ毎に、 加工条件に基づいて工具の垂直位置たるＺ値一定のアプ
   ローチ経路点列およびリトラクト経路点列を作成するス
   テップと、 作成された前記アプローチ経路点列およびリトラクト経
   路点列について、予め定めた評価要素に対する評価点を
   算出し、当該評価点が、予め定めた判定ゾーンのいずれ
   に属するかを判定するステップと、 前記Ｚ値一定のアプローチ経路点列およびリトラクト経
   路点列の評価点が、前記判定ゾーンの採用不可ゾーンに
   属するとき、Ｚ値を変化させてアプローチ経路およびリ
   トラクト経路を作成し、前記評価点を算出するステップ
   とからなり、 前記各タイプのアプローチ経路点列およびリトラクト経
   路点列の評価点のうち、前記判定ゾーンの採用可ゾーン
   に属する評価点を有するアプローチ経路およびリトラク
   ト経路が存在する場合、所定の判定基準に従って、加工
   に採用するアプローチ経路およびリトラクト経路を決定
   し、前記判定ゾーンの警告ゾーンに属する評価点を有す
   るアプローチ経路およびリトラクト経路のみが存在する
   場合、所定の判定基準に従って、当該加工に採用するア
   プローチ経路およびリトラクト経路を決定することを特
   徴とするＮＣ加工におけるアプローチ経路およびリトラ
   クト経路作成方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のアプローチ経路およびリト
   ラクト経路作成方法において、前記判定ゾーンの採用可
   ゾーンに属する評価点を有するアプローチ経路およびリ
   トラクト経路が複数存在する場合、前記優先度の最も高
   いアプローチ経路およびリトラクト経路を、加工に採用
   するアプローチ経路およびリトラクト経路として選択す
   ることを特徴とするＮＣ加工におけるアプローチ経路お
   よびリトラクト経路作成方法。
3. 【請求項３】請求項１記載のアプローチ経路およびリト
   ラクト経路作成方法において、前記判定ゾーンの警告ゾ
   ーンに属する評価点を有するアプローチ経路およびリト
   ラクト経路のみが複数存在する場合、被削材と工具の距
   離が最長のアプローチ経路およびリトラクト経路を、加
   工に採用するアプローチ経路およびリトラクト経路とし
   て選択することを特徴とするＮＣ加工におけるアプロー
   チ経路およびリトラクト経路作成方法。