JPH07160317A - 工具軌跡描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グラフィックディスプレイ上の工具移動軌跡
から工具の送り速度を確認することのできる工具軌跡描
画方法を提供すること。 【構成】 ＮＣデータにより指令される工具移動速度Ｖ
ｐに応じて軌跡の描画に用いる色彩Ｃｋを選択して工具
軌跡を描画させることにより、工具の送り速度をグラフ
ィックディスプレイ上の工具軌跡から識別できるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工具軌跡描画方法の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】工具の移動軌跡を非切削送りと切削送り
とに分けて点線および実線により描画するようにした工
具軌跡描画方法が公知である。しかし、従来の工具軌跡
描画方法では、移動指令が非切削送りであるか切削送り
であるかに応じて点線もしくは実線のいずれか一方を選
択して描画していたに過ぎず、この結果、非切削送りや
切削送りに関する速度パラメータの設定値を変更しても
ディスプレイ画面上からこれを知ることはできない。ま
た、切削送りの場合には荒取りや仕上げ等といった切削
条件の相違に応じて切削送りの速度を加工プログラム中
で様々に変更することがあるが、ディスプレイ画面上か
ら切削送りに関する速度の情報を知ることはできない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、グラフィックディスプレイ上
の工具移動軌跡により、その区間で設定されている工具
の送り速度を容易に知ることのできる工具軌跡描画方法
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＮＣデータに
より指令される工具移動速度に応じて移動軌跡の表示属
性を選択して描画する構成により前記目的を達成した。

【０００５】一実施態様としての工具軌跡描画方法で
は、工具送り速度に応じた色彩で工具移動軌跡を描画す
ることにより、この目的を達成した。

【０００６】

【作用】ＮＣデータにより指令される工具送り速度に応
じて移動軌跡の表示属性を選択してグラフィックディス
プレイ上に描画させることにより、その区間で設定され
ている工具の送り速度を目視確認する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、自動プログラミング機能を有する対話形
数値制御装置の構成を一例で示すブロック図である。

【０００８】プロセッサ１１はＲＯＭ１２に格納された
システムプログラムに従って対話形数値制御装置全体を
制御する。ＲＯＭ１２にはＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲ
ＯＭが使用される。ＲＡＭ１３はＳＲＡＭ等が使用さ
れ、各種のデータあるいは入出力信号が格納される。不
揮発性メモリ１４には図示されていないバッテリによっ
てバックアップされたＣＭＯＳが使用され、一旦格納さ
れた各種のデータは電源切断後もそのまま保持される。

【０００９】グラフィック制御回路１５はディジタル信
号を表示用の信号に変換し、表示装置１６に与える。表
示装置１６におけるグラフィックディスプレイとしては
ＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用される。表示装置１
６は対話形式で加工プログラムを作成していくときに、
形状，加工条件等を表示する。

【００１０】キーボード１７は形状要素キー、数値キー
等からなり、必要な図形データ等をこれらのキーを使用
して入力する。

【００１１】軸制御回路１８はプロセッサ１１から、軸
の移動指令を受けて、軸の指令をサーボアンプ１９に出
力する。サーボアンプ１９はこの移動指令を受けて、工
作機械２０のサーボモータを駆動する。これらの構成要
素はバス２１によって互いに結合されている。

【００１２】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）２２はＮＣプログラムの実行時に、バス２１経
由でＴ機能信号（工具選択指令）等を受け取る。そし
て、この信号をシーケンス・プログラムで処理して、動
作指令として信号を出力し、工作機械２０を制御する。
また、工作機械２０から状態信号を受けて、シーケンス
処理を行った後、バス２１を経由して、プロセッサ１１
に必要な入力信号を転送する。

【００１３】更に、バス２１には、システムプログラム
等によって機能が変化するソフトウェアキー２３、ＮＣ
データをフロッピーディスク装置（ＦＤＤ）、プリンタ
あるいは紙テープリーダ（ＰＴＲ）などの外部機器に送
るシリアルインタフェース２４が接続されている。この
ソフトウェアキー２３は、前記表示装置１６、キーボー
ド１７と共にＣＲＴ／ＭＤＩパネル２５に設けられる。

【００１４】前記バス２１には、ＮＣ用のＣＰＵである
プロセッサ１１とは別に、バス３０を有する対話用のプ
ロセッサ３１が接続される。バス３０にはＲＯＭ３２、
ＲＡＭ３３および不揮発性メモリ３４が接続されてい
る。

【００１５】前記表示装置１６に表示される対話形デー
タの入力画面は、ＲＯＭ３２に格納されている。この対
話形データの入力画面において、ＮＣ文の作成時にバッ
クグランドアニメーションとして、該ＮＣ文に関する情
報、例えば、工具の全体の動作軌跡などが表示される。
また、表示装置１６にはその入力画面により設定可能な
作業又はデータが、メニュー形式で表示される。メニュ
ーのうちどの項目を選択するかは、メニューに対応し
て、画面下部に配置されたソフトウェアキー２３により
行う。ソフトウェアキー２３の意味は各画面毎に変化す
る。ＲＡＭ３３にはＳＲＡＭ等が使用され、ここに対話
用の各種データが格納される。

【００１６】入力されたデータは対話用のプロセッサ３
１により処理され、ワーク加工プログラムが作成され
る。作成されたプログラムデータは、対話形式で使用さ
れる表示装置１６に、逐次にバックグランドアニメーシ
ョン表示される。また、不揮発性メモリ３４にＮＣ文と
して格納されたワーク加工プログラムは、工作機械２０
による加工の際にも実行され、フォアグランドアニメー
ション表示される。

【００１７】図４は、本実施例の対話形数値制御装置に
おける工具軌跡描画処理の概略をフォアグランドアニメ
ーション表示の場合、即ち、対話形数値制御装置により
既に作成されているＮＣデータを次々と読出して工具軌
跡を描画させる場合のプロセッサ３１の処理を例に取っ
て示すものである。バックグランドアニメーション表示
の場合では、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を一旦
行った後、ＮＣ文の作成に必要とされる形状，加工条件
等のデータが対話形式で入力され、ＮＣデータへの翻訳
が行われて１ブロックのＮＣデータが作成される度にス
テップＳ７以降の処理が繰り返し実行されることになる
が、全体の処理内容自体は実質的に図４に示すものと同
一である。

【００１８】この種の対話形数値制御装置を用いたＮＣ
データの生成過程、即ち、形状，加工条件等の入力デー
タを翻訳してＮＣデータに変換するための処理について
は既に公知となっているので説明を省略し、ここでは旋
盤加工の例を取って、生成されたＮＣデータによる工具
の移動軌跡と送り速度との対応関係について簡単に説明
する。

【００１９】図２はワークの回転軸に対応するＺ軸とこ
れに直交するＸ軸とで構成される座標系に座標位置を指
定して切削領域を指定することによりＺ軸を中心として
回転する円柱状のワークの外周に段付のテーパ形状を加
工する場合の工具軌跡の例である。この例では、最終仕
上げ形状と切削領域の入力操作を対話形数値制御装置に
対して行うことにより、その自動プログラミング機能に
よって、図中の破線および一点鎖線で形成される矩形を
積層したような荒取り加工のための工具軌跡（一部を丸
数字で示す工具軌跡）と、最終仕上げ形状との間に一定
の仕上げ代を残して最終仕上げ形状に沿って工具を移動
させる図中の二点鎖線で示されるような中仕上げ加工の
ための工具軌跡（Ｔ−Ｕ間の工具軌跡）、および、最終
仕上げ形状に沿って工具を移動させる図中の細い実線で
示されるような仕上げ加工のための工具軌跡（Ｑ−Ｒ間
の工具軌跡）が自動的に生成され、更に、各加工工程毎
の切削送り速度や工具の位置決めや退避のための非切削
送り速度のＮＣデータが対話データ入力時の設定条件や
システムパラメータの現在値等に基いて自動的に生成さ
れる。

【００２０】なお、図２で示される加工動作について簡
単に説明すると、まず、工具はイニシャルポイントであ
るＰ点からＸ軸方向およびＺ軸方向の仕上げ代分（Ｕ／
２，Ｗ）だけ逃げてＳ点に退避し（の破線の動作）、
１回の切込み量Ｒの分だけＸ軸に沿って工具を突込み
（の破線の動作）、Ｚ軸に沿って切削を行う（の一
点鎖線の動作）。そして、最終仕上げ形状に対してＺ軸
方向の仕上げ代の分だけ手前の点に達すると、切込み量
Ｒの分だけＸ軸方向に退避し（の一点鎖線の動作）、
Ｓ点までＺ軸に沿って戻り（の破線の動作）、再び、
Ｓ点の位置からの破線で示す切込み加え、以下、，
，・・・と同様の動作を繰り返し実行して、Ｔ点ま
での荒取り加工を行う。そして、Ｔ点まで達すると、Ｘ
軸方向およびＺ軸方向に仕上げ代分だけ逃げた二点鎖線
で示す工具軌跡に沿ってＵ点まで中仕上げ加工を行い、
その後Ｐ点まで復帰してＱ点に移行し、最終仕上げ形状
に沿ってＲ点まで移動して最終的な仕上げ加工を行う。
この内、破線で示す工具軌跡は工具が直接ワークと接触
しない非切削送りであり、ＮＣデータで与えられる送り
速度も大きい。また、ワークの発熱によって生じる削り
込みや刃先の不用意な食い込みを防止するため、荒取り
加工（一点鎖線の動作）＞中仕上げ加工（二点鎖線の動
作）＞仕上げ加工（実線の動作）の順で工具の切削送り
速度は徐々に遅く与えられる。

【００２１】以下、図２に示されるような加工のための
ＮＣデータが不揮発性メモリ３４に既に格納され、この
加工の工具軌跡を描画させるものとして、実施例の対話
形数値制御装置による工具軌跡描画処理を説明する。

【００２２】工具軌跡描画処理を開始したプロセッサ３
１は、まず、位置決めおよび退避のための非切削送り速
度のパラメータ設定値Ｖｊを不揮発性メモリ１４から読
込んで指令速度記憶レジスタＶに一時記憶し（ステップ
Ｓ１）、ステップａ１〜ステップａ４で示すサブルーチ
ンの処理を行って、非切削送り速度のパラメータ設定値
Ｖｊが属する速度の範囲を予め不揮発性メモリ３４内に
設定記憶されている表示属性記憶ファイルの中から検索
し、これに対応する表示属性を求める（ステップＳ
２）。

【００２３】図３に示す表示属性記憶ファイルの例で
は、指令速度Ｖが設定値Ｖ０以下のときに属性Ｃ０、例
えば、緑色の工具軌跡が対応するようになっており、以
下、同様に、Ｖ０＜Ｖ≦Ｖ１の速度範囲には属性Ｃ１
（茶色の工具軌跡）、Ｖ１＜Ｖ≦Ｖ２の速度範囲には属
性Ｃ２（黄色の工具軌跡）、Ｖ２＜Ｖ≦Ｖ３の速度範囲
には属性Ｃ３（紫色の工具軌跡）、Ｖ３＜Ｖの速度範囲
には属性Ｃ４（赤色の工具軌跡）が対応するようになっ
ている。

【００２４】そこで、サブルーチンの処理を開始したプ
ロセッサ３１は、まず、速度範囲検索指標ｋの値を一旦
０に初期化した後（ステップａ１）、速度範囲検索指標
ｋの値が表示属性記憶ファイルの設定速度範囲の上限値
の添字数３を越えるか（ステップａ２）、もしくは、指
令速度Ｖ以上の速度を有する設定速度範囲の上限値Ｖｋ
が検出されるまでの間（ステップａ３）、速度範囲検索
指標ｋの値を順次インクリメントして行く（ステップａ
４）。ステップａ３の判別結果が真となった場合は指令
速度Ｖを含む速度範囲がｋ≦３の範囲で検出されたこと
を意味し、この場合、その速度範囲に対応する属性はＣ
ｋ、即ち、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のいずれかである。
また、ステップａ２の判別結果が真となった場合は添字
数３を有する設定速度範囲の上限値の最大値Ｖ３よりも
指令速度Ｖの方が大きいことを意味し、この場合、その
速度範囲に対応する属性はＣｋ、即ち、Ｃ４である。

【００２５】このようにして非切削送り速度のパラメー
タ設定値Ｖｊに対応する表示属性Ｃｋを検出したプロセ
ッサ３１は、非切削送り用表示属性記憶レジスタＣｊに
表示属性Ｃｋを設定した後（ステップＳ３）、更に、切
削送り速度のパラメータ設定値Ｖｃを不揮発性メモリ１
４から読込んで指令速度記憶レジスタＶに一時記憶し
（ステップＳ４）、切削送り速度のパラメータ設定値Ｖ
ｃに対して前記のステップＳ２と同様の処理を繰り返し
実行することにより、切削送り速度のパラメータ設定値
Ｖｃに対応する表示属性Ｃｋを検出して（ステップＳ
５）、切削送り用表示属性記憶レジスタＣｃにパラメー
タ設定値Ｖｃに対応する表示属性Ｃｋを設定する（ステ
ップＳ６）。

【００２６】次いで、プロセッサ３１は不揮発性メモリ
３４に格納されているＮＣデータを１ブロック読込み
（ステップＳ７）、このブロックがプログラムエンドを
示すものであるか否かを判別する（ステップＳ８）。プ
ログラムエンドを示すものでなければ、プロセッサ３１
は、更に、このブックが切削送り指令，非切削送り指
令，送り速度指令のいずれかに属するものであるのか、
または、その他の指令であるのかを判別する（ステップ
Ｓ９〜ステップＳ１１）。

【００２７】そして、ステップＳ９の判別結果が真とな
って今回読込まれた１ブロックのＮＣデータが切削送り
指令であることが確認されれば、プロセッサ３１は、切
削送り用表示属性記憶レジスタＣｃに現時点で記憶され
ている表示属性に基いて該１ブロック分の切削送り指令
に対応する工具軌跡を表示装置１６のグラフィックディ
スプレスイ上に描画し（ステップＳ１２）、ステップＳ
７の処理へと移行して不揮発性メモリ３４から次のＮＣ
データを１ブロック読込む。

【００２８】また、ステップＳ９の判別結果が偽となる
一方、ステップＳ１０の判別結果が真となって今回読込
まれた１ブロックのＮＣデータが非切削送り指令である
ことが確認されれば、プロセッサ３１は、非切削送り用
表示属性記憶レジスタＣｊに現時点で記憶されている表
示属性に基いて該１ブロック分の非切削送り指令に対応
する工具軌跡を表示装置１６のグラフィックディスプレ
スイ上に描画し（ステップＳ１３）、ステップＳ７の処
理へと移行して不揮発性メモリ３４から次のＮＣデータ
を１ブロック読込む。

【００２９】また、ステップＳ９およびステップＳ１０
の判別結果が共に偽となる一方、ステップＳ１１の判別
結果が真となって今回読込まれた１ブロックのＮＣデー
タが送り速度指令であることが確認されれば、プロセッ
サ３１は、該ブロックにより新たに指令された切削送り
速度の値Ｖｐを指令速度記憶レジスタＶに一時記憶し
（ステップＳ１４）、新たに指令された切削送り速度の
値Ｖｐに対して前記のステップＳ２およびステップＳ５
と同様の処理を実行することにより、新たに指令された
切削送り速度の値Ｖｐに対応する表示属性Ｃｋを検出し
（ステップＳ１５）、切削送り用表示属性記憶レジスタ
Ｃｃに更新設定した後（ステップＳ１６）、ステップＳ
７の処理へと移行して不揮発性メモリ３４から次のＮＣ
データを１ブロック読込む。

【００３０】ステップＳ４〜ステップＳ６の処理で切削
送り用表示属性記憶レジスタＣｃに設定された表示属
性、即ち、予めシステムにパラメータ設定されている切
削送り速度に対応する表示属性は、ＮＣデータによって
新たな送り速度指令が再定義されるまで切削送り用の表
示属性として有効であり、また、一旦再定義された切削
送り用の表示属性は、再び別の送り速度指令が再定義さ
れるまで有効である。

【００３１】また、ステップＳ９，ステップＳ１０およ
びステップＳ１１の判別結果が全て偽となった場合に
は、読込まれたＮＣデータが送り指令でも送り速度指令
でもないことを意味するので、プロセッサ３１は当該ブ
ロックの指令に応じた処理を従来と同様にして行った後
（ステップＳ１７）、ステップＳ７の処理へと移行して
不揮発性メモリ３４から次のＮＣデータを１ブロック読
込む。

【００３２】以下、プロセッサ３１はステップＳ８の処
理でプログラムエンドを示すブロックが検出されるまで
の間、ＮＣデータを逐次１ブロックずつ読込んで前記と
同様の処理を繰り返し実行し、工具の送り速度に応じた
表示属性で工具軌跡を描画して行く。

【００３３】図２に示されるような工具軌跡に関するＮ
Ｃデータに対して前述の処理を行う場合では、荒取り加
工のための工具軌跡や中仕上げ加工のための工具軌跡お
よび仕上げ加工のための工具軌跡に関するＮＣデータが
読込まれる度に送り速度指令によって切削送り速度の値
Ｖｐが再定義されるので、各加工工程毎の切削送り速度
は全て異なる属性で描画される。例えば、工具の位置決
めや退避のための工具軌跡のように送り速度の速い区間
では最も速い速度範囲に対応する表示属性Ｃ４の赤色
（図２の破線に対応）、荒取り加工のための工具軌跡は
比較的速い速度範囲に対応する表示属性Ｃ２の黄色（図
２の一点鎖線に対応）、中仕上げ加工のための工具軌跡
はこれよりも遅い速度範囲に対応する表示属性Ｃ１の茶
色（図２の二点鎖線に対応）、また、仕上げ加工のため
の工具軌跡は最も遅い速度範囲に対応する表示属性Ｃ０
の緑色（図２の実線に対応）等としてディスプレイ画面
上に表示されることとなる。

【００３４】前述の実施例では工具の送り速度に対応さ
せて工具軌跡の色彩を変えて描画するものについて説明
したが、破線，実線，一点鎖線等のように送り速度に対
応させて線種を変えて描画するようにしてもよいし、ま
た、軌跡の輝度や軌跡の幅を変えて描画するようにして
もよい。また、工具の送り速度に応じて工具軌跡の描画
に用いる属性を変えるだけでなく、非切削送りや切削送
り等の移動の種別に応じた第１の属性、例えば、線種等
を決めておき、更に、送り速度に応じて第２の属性、例
えば、工具軌跡の色彩等を変えて表示するようにしても
よい。

【００３５】

【発明の効果】本発明の工具軌跡描画方法によれば、Ｎ
Ｃデータにより指令される工具移動速度に応じた表示属
性で工具軌跡が描画されるので、グラフィックディスプ
レイ上の工具移動軌跡を目視するだけで工具の送り速度
を容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施例の対話形数値制御装
置の構成を概略で示すブロック図である。

【図２】工具軌跡の一例を示す概念図である。

【図３】同実施例の対話形数値制御装置に設けた表示属
性記憶ファイルを示す概念図である。

【図４】同実施例の対話形数値制御装置における工具軌
跡描画処理の概略を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１４ 不揮発性メモリ １５ グラフィック制御回路 １６ 表示装置 ３１ プロセッサ ３４ 不揮発性メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 成年 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 花岡 修 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣデータに基いて工具の移動軌跡をグ
   ラフィックディスプレイ上に描画するようにした工具軌
   跡描画方法において、ＮＣデータにより指令される工具
   送り速度に応じて移動軌跡の表示属性を選択して描画す
   るようにした工具軌跡描画方法。
2. 【請求項２】 前記表示属性が色彩であることを特徴と
   した請求項１記載の工具軌跡描画方法。