JPH0766290B2 - 工具経路生成方法 - Google Patents
工具経路生成方法Info
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- JPH0766290B2 JPH0766290B2 JP61150529A JP15052986A JPH0766290B2 JP H0766290 B2 JPH0766290 B2 JP H0766290B2 JP 61150529 A JP61150529 A JP 61150529A JP 15052986 A JP15052986 A JP 15052986A JP H0766290 B2 JPH0766290 B2 JP H0766290B2
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4069—Simulating machining process on screen
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
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- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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- G05B2219/36319—Simplify display, calculation of shapes by deleting holes, grooves
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- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49157—Limitation, collision, interference, forbidden zones, avoid obstacles
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、CAD（Computer Aided Design）/CAM（Comp
uter Aided Manufucturing）システムにおける工具経路
生成方法に関するもので、形状モデルで表現された被加
工物を含む環境形状にオフセット処理を施すことで、使
用工具との干渉チェックを容易に行ない、かつ加工効率
の向上が計れるようにした工具経路生成方法に関するも
のである。
uter Aided Manufucturing）システムにおける工具経路
生成方法に関するもので、形状モデルで表現された被加
工物を含む環境形状にオフセット処理を施すことで、使
用工具との干渉チェックを容易に行ない、かつ加工効率
の向上が計れるようにした工具経路生成方法に関するも
のである。
（発明の技術的背景とその問題点） 従来から工具経路生成問題は、APT（Automatically Pro
grammed Tools）に代表される自動プログラミングシス
テム等のアプローチで行なわれて来た。しかし、自動プ
ログラミングシステムの使用には人間による被加工物の
パターン認識が必要であり、複雑な形状になると熟練し
た技術と多大な時間が費やされる欠点がある。
grammed Tools）に代表される自動プログラミングシス
テム等のアプローチで行なわれて来た。しかし、自動プ
ログラミングシステムの使用には人間による被加工物の
パターン認識が必要であり、複雑な形状になると熟練し
た技術と多大な時間が費やされる欠点がある。
工具経路生成問題において、避けて通ることができない
大きな問題点として、 指定した工具進入方向では切削が不可能な領域の認識
問題 工具非切削部分と被加工物を含む環境形状との干渉問
題 複数個の面から成る被切削部分と工具切刃部分との面
間関係把握問題 等の環境形状と使用工具との干渉問題が存在する。この
解決のため、APTでは、第23図に示すように工具TLの可
動範囲をパートサーフェスPS,ドライブサーフェスDS,チ
ェックサーフェスCSという３つのサーフェスをオペレー
タ等が設定する必要がある。そして、ボリュームを持つ
環境形状とボリュームを持つ工具という３次元間の面間
関係の認識や干渉チェックは、解析的に解くことができ
ず、探索による場合は時間と労力の消費が大きい欠点が
ある。また、オフセット処理についても従来、面上の１
点に関して下記（１）式により新たな点を求めて、各点
間を近似するため多くのデータ量を要している。第24図
は元の表面RSに対するオフセット面OFSとの関係を、元
の表面RS上の点1,2,…ｎに対してオフセット量OF
だけオフセットされた点▲0 1▼，▲0 2▼，…▲0 n
▼の面がオフセット面OFSであることを示している。こ
の関係は次の（１）式のように数式化される。０ ＝±OF・（） ……（１） ただし,OFはオフセット量，（）は点における単
位法線ベクトルである。
大きな問題点として、 指定した工具進入方向では切削が不可能な領域の認識
問題 工具非切削部分と被加工物を含む環境形状との干渉問
題 複数個の面から成る被切削部分と工具切刃部分との面
間関係把握問題 等の環境形状と使用工具との干渉問題が存在する。この
解決のため、APTでは、第23図に示すように工具TLの可
動範囲をパートサーフェスPS,ドライブサーフェスDS,チ
ェックサーフェスCSという３つのサーフェスをオペレー
タ等が設定する必要がある。そして、ボリュームを持つ
環境形状とボリュームを持つ工具という３次元間の面間
関係の認識や干渉チェックは、解析的に解くことができ
ず、探索による場合は時間と労力の消費が大きい欠点が
ある。また、オフセット処理についても従来、面上の１
点に関して下記（１）式により新たな点を求めて、各点
間を近似するため多くのデータ量を要している。第24図
は元の表面RSに対するオフセット面OFSとの関係を、元
の表面RS上の点1,2,…ｎに対してオフセット量OF
だけオフセットされた点▲0 1▼，▲0 2▼，…▲0 n
▼の面がオフセット面OFSであることを示している。こ
の関係は次の（１）式のように数式化される。０ ＝±OF・（） ……（１） ただし,OFはオフセット量，（）は点における単
位法線ベクトルである。
こうして求まるオフセット面OFSも近似した面であるか
ら、工具との干渉チェックは解析的に解くことはできな
い。
ら、工具との干渉チェックは解析的に解くことはできな
い。
さらに、近年はコンピュータ内部に３次元形状を形状モ
デルとして構築し、この形状モデルを要求された問題向
きに加工して工具経路を生成する研究が進められてい
る。この形状モデルにはCSG（Constructive Solid Geom
etry）とＢ−Reps（Boundary Representation）が存在
するが、CSGは第25図に示す様に、円筒，直方体等の基
本形状のセットオペレーションで形状を表現しているた
めデータ構造が簡明であり、高速処理が可能と考えられ
る。また、Ｂ−Repsは物体の点，辺，曲面等の基本のト
ポロジー関係と、トポロジー関係の要素である頂点，
辺，曲面の幾何形状情報を考え、３次元空間に閉じた２
次元マニフォールドを創成してモデリングを行なうた
め、第26図に示す様にデータ量が多く構造が複雑となる
ため、処理が繁雑で高速化はあまり期待できないのであ
る。
デルとして構築し、この形状モデルを要求された問題向
きに加工して工具経路を生成する研究が進められてい
る。この形状モデルにはCSG（Constructive Solid Geom
etry）とＢ−Reps（Boundary Representation）が存在
するが、CSGは第25図に示す様に、円筒，直方体等の基
本形状のセットオペレーションで形状を表現しているた
めデータ構造が簡明であり、高速処理が可能と考えられ
る。また、Ｂ−Repsは物体の点，辺，曲面等の基本のト
ポロジー関係と、トポロジー関係の要素である頂点，
辺，曲面の幾何形状情報を考え、３次元空間に閉じた２
次元マニフォールドを創成してモデリングを行なうた
め、第26図に示す様にデータ量が多く構造が複雑となる
ため、処理が繁雑で高速化はあまり期待できないのであ
る。
（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、被加工物を含む環境形状と使用工具
（工具ホルダーを含む）との関係を、環境形状の被切削
面方向に使用工具径に対応したオフセット処理を行な
い、工具を線工具として３次元形状と線分という干渉チ
ェックが容易な関係に置換し、工具軸方向から見た面画
作画問題として作画アルゴリズムを適用することで、工
具経路生成を行なうようにした工具経路生成方法を提供
することにある。
この発明の目的は、被加工物を含む環境形状と使用工具
（工具ホルダーを含む）との関係を、環境形状の被切削
面方向に使用工具径に対応したオフセット処理を行な
い、工具を線工具として３次元形状と線分という干渉チ
ェックが容易な関係に置換し、工具軸方向から見た面画
作画問題として作画アルゴリズムを適用することで、工
具経路生成を行なうようにした工具経路生成方法を提供
することにある。
（発明の概要） この発明は、工具経路生成方法に関するもので、CAD/CA
Mシステム上で、CSGによる３次元形状モデルとして表現
した被加工物の全体形状および工具ホルダー等を含む環
境形状と使用工具との関係を、前記環境形状の被切削面
方向に前記使用工具の工具径に対応したオフセット処理
を行なった形状と、前記使用工具を変換した線工具とに
置換し、作画アルゴリズムを用いて工具径路を生成する
ものである。
Mシステム上で、CSGによる３次元形状モデルとして表現
した被加工物の全体形状および工具ホルダー等を含む環
境形状と使用工具との関係を、前記環境形状の被切削面
方向に前記使用工具の工具径に対応したオフセット処理
を行なった形状と、前記使用工具を変換した線工具とに
置換し、作画アルゴリズムを用いて工具径路を生成する
ものである。
そして、前記オフセット処理は仕上げしろを考慮したオ
フセット量であることが好ましい。
フセット量であることが好ましい。
この発明方法は、目標形状，被加工物を含む環境形状を
CSGモデルを用いて３次元モデル化し、被切削面方向に
使用工具径に応答したオフセット処理を行なうことで使
用工具を線工具に変換して、工具軸方向から見た面画作
画問題に置換して、工具干渉チェックを作画アルゴリズ
ムの陰線（陰面）処理問題としており、さらに仕上げし
ろを考慮したオフセット量でオフセット処理を行ない、
加工効率を高めるようにして工具経路を生成しようとす
るものである。上記この発明方法は、大別して２つの処
理で構成されている。すなわち、１つはCSGデータにオ
フセット処理を行なってオフセットCSGデータを作る処
理であり、もう１つは、そこから作画アルゴリズムによ
り工具経路を生成する処理である。
CSGモデルを用いて３次元モデル化し、被切削面方向に
使用工具径に応答したオフセット処理を行なうことで使
用工具を線工具に変換して、工具軸方向から見た面画作
画問題に置換して、工具干渉チェックを作画アルゴリズ
ムの陰線（陰面）処理問題としており、さらに仕上げし
ろを考慮したオフセット量でオフセット処理を行ない、
加工効率を高めるようにして工具経路を生成しようとす
るものである。上記この発明方法は、大別して２つの処
理で構成されている。すなわち、１つはCSGデータにオ
フセット処理を行なってオフセットCSGデータを作る処
理であり、もう１つは、そこから作画アルゴリズムによ
り工具経路を生成する処理である。
（発明の実施例） 第１図は、この発明方法による工具経路生成のための処
理形態を概略的に示しており、処理部としては大きく形
状データ入力部100と、オフセット処理部110と、作画ア
ルゴリズムを用いた工具経路の生成処理部120とから構
成され、出力として作画アルゴリズムを用いた工具経路
（NCデータ）の他に、輝度情報の計算を行なうことで工
具経路面の画面が得られるようになっている。
理形態を概略的に示しており、処理部としては大きく形
状データ入力部100と、オフセット処理部110と、作画ア
ルゴリズムを用いた工具経路の生成処理部120とから構
成され、出力として作画アルゴリズムを用いた工具経路
（NCデータ）の他に、輝度情報の計算を行なうことで工
具経路面の画面が得られるようになっている。
この発明方法では形状モデルとしてCSGモデルを用いる
ため、形状データ入力部100では形状を構成するある閉
じた基本形状（プリミティブ）毎にデータを入力し、コ
ンピュータ内部にCSGデータ101を保存する。ここで、CS
Gモデルによる数式化表現について示す。３次元形状をS
nとし、プリミティブPiの集合演算（和，差，積集合演
算）により、 Sn＝((…((φ.OP１.P１).OP２.P２)…).OPｎ.Pｎ) ＝(Sn-1.OPｎ.Pｎ) ……（２） と表現できる。上記（２）式でOPi.は集合演算を示し、
括弧は集合演算を行なう順序を示している。この（２）
式で、３次元形状Snはｎ個のプリミティブを順番に集合
演算していくこと、つまりそれ以前までに生成されてい
る形状Sn-1にｎ番目のプリミティブPnを集合演算（.O
Pn.）することを表わしている。また、各プリミティブ
は、幾つかの半空間領域の積集合として次の（３）式で
表現できる。
ため、形状データ入力部100では形状を構成するある閉
じた基本形状（プリミティブ）毎にデータを入力し、コ
ンピュータ内部にCSGデータ101を保存する。ここで、CS
Gモデルによる数式化表現について示す。３次元形状をS
nとし、プリミティブPiの集合演算（和，差，積集合演
算）により、 Sn＝((…((φ.OP１.P１).OP２.P２)…).OPｎ.Pｎ) ＝(Sn-1.OPｎ.Pｎ) ……（２） と表現できる。上記（２）式でOPi.は集合演算を示し、
括弧は集合演算を行なう順序を示している。この（２）
式で、３次元形状Snはｎ個のプリミティブを順番に集合
演算していくこと、つまりそれ以前までに生成されてい
る形状Sn-1にｎ番目のプリミティブPnを集合演算（.O
Pn.）することを表わしている。また、各プリミティブ
は、幾つかの半空間領域の積集合として次の（３）式で
表現できる。
ただし、ここでGij（）は半空間式を示している。
普通、プリミティブの特徴を有する１つ、或いは幾つか
の半空間領域（エレメント）と、プリミティブを閉じた
空間にするための直方体（ドメイン）との積集合演算で
プリミティブは表現できる。第２図（Ａ）及び（Ｂ）は
これらの関係を示しており、たとえば同図（Ａ）のエレ
メント１及びドメイン２に対して、エレメント１∩ドメ
イン２なる演算をすることによって、同図（Ｂ）のプリ
ミティブ３を得ることができる。
の半空間領域（エレメント）と、プリミティブを閉じた
空間にするための直方体（ドメイン）との積集合演算で
プリミティブは表現できる。第２図（Ａ）及び（Ｂ）は
これらの関係を示しており、たとえば同図（Ａ）のエレ
メント１及びドメイン２に対して、エレメント１∩ドメ
イン２なる演算をすることによって、同図（Ｂ）のプリ
ミティブ３を得ることができる。
次にオフセット処理部110についての説明をする。
各プリミティブ毎に半空間式に対するオフセット半空間
式を求めれば、各プリミティブは上記（３）式に従っ
て、 ただし、▲Ｇ0 ij▼（）はオフセット半空間式を示し
ている。
式を求めれば、各プリミティブは上記（３）式に従っ
て、 ただし、▲Ｇ0 ij▼（）はオフセット半空間式を示し
ている。
と表現でき、このオフセットプリミティブを前述の
（２）式に適用すると、３次元形状Snは ▲Ｓ0 n▼＝（（…（（φ.OP1.▲Ｐ0 1▼）.OP2.▲Ｐ0 2▼）…）.OPn.▲Ｐ0 n▼） ＝（▲Ｓ0 n-1▼.OPn.▲Ｐ0 n▼） ……（５） と数式表現でき、この発明ではこれをオフセット形状と
呼ぶことにする。例えば半空間式が平面を表わす場合、
Gij＝ax＋by＋cz＋ｄのオフセット半空間式は▲Ｇ0 iJ
▼（）＝ax＋by＋cz＋ｄ−ofとなる。ここで、あるオ
フセット量を与えた場合に，形状全てにオフセット処理
を行なうと加工に無関係な面にまでオフセットがかかり
効率が良くないと考えられるため、ある程度オフセット
処理を行なう面（オフセット処理面と呼ぶ）を限定する
ことを考える。今、例えば第３図の様に加工を行なおう
とする面（PS）を示す半空間式のみが、オフセット処理
面として指定されオフセット処理を行なう。この場合、
オフセット面（OPS）と線工具（工具中心軸;TCL）の関
係から実際切削を考えると、隣接面との境界部分で過切
削が生じてしまう。このため、第４図に示す様に隣接面
にも同様のオフセット処理を行なうことで隣接面での過
切削を防止することができる。一般に、第５図の様に工
具進行方向に対してオーバーハングした状態についてま
で考慮すると、加工面とその隣接面のみのオフセット面
（OPSとOCS1）だけでなく、形状全体の各面間関係を把
握しながら必要な面にオフセット処理を行ない、オフセ
ット面（OCS2,OCS3）を求め、工具中心軸（TCL）が動く
ことができる範囲を求めることで、過切削を防止する。
つまり、第４図における隣接面のオフセット面や第５図
のオフセット面（OCS1,OCS2,OCS3）は前述のAPTでいう
チェックサーフェスの役割を果たしていると考えられ
る。このことは、工具（工具ホルダーも含む）と被加工
物を含む環境形状との干渉問題であり、ここでは、前述
のAPTにおけるチェックサーフェスの役割を果す面（半
空間）まで自動的に抽出してオフセット処理を行なうこ
とで、工具を線工具として特に工具形状を意識せず、３
次元形状と線分という関係に置換して干渉問題の解決を
試みる。例えば加工面としてある半空間を指定した場
合、各半空間がいずれかのプリミティブに属することを
利用して、次のステップによりオフセット処理面が存在
するプリミティブを自動的に抽出し、オフセット処理を
行なうことで効率を高める。
（２）式に適用すると、３次元形状Snは ▲Ｓ0 n▼＝（（…（（φ.OP1.▲Ｐ0 1▼）.OP2.▲Ｐ0 2▼）…）.OPn.▲Ｐ0 n▼） ＝（▲Ｓ0 n-1▼.OPn.▲Ｐ0 n▼） ……（５） と数式表現でき、この発明ではこれをオフセット形状と
呼ぶことにする。例えば半空間式が平面を表わす場合、
Gij＝ax＋by＋cz＋ｄのオフセット半空間式は▲Ｇ0 iJ
▼（）＝ax＋by＋cz＋ｄ−ofとなる。ここで、あるオ
フセット量を与えた場合に，形状全てにオフセット処理
を行なうと加工に無関係な面にまでオフセットがかかり
効率が良くないと考えられるため、ある程度オフセット
処理を行なう面（オフセット処理面と呼ぶ）を限定する
ことを考える。今、例えば第３図の様に加工を行なおう
とする面（PS）を示す半空間式のみが、オフセット処理
面として指定されオフセット処理を行なう。この場合、
オフセット面（OPS）と線工具（工具中心軸;TCL）の関
係から実際切削を考えると、隣接面との境界部分で過切
削が生じてしまう。このため、第４図に示す様に隣接面
にも同様のオフセット処理を行なうことで隣接面での過
切削を防止することができる。一般に、第５図の様に工
具進行方向に対してオーバーハングした状態についてま
で考慮すると、加工面とその隣接面のみのオフセット面
（OPSとOCS1）だけでなく、形状全体の各面間関係を把
握しながら必要な面にオフセット処理を行ない、オフセ
ット面（OCS2,OCS3）を求め、工具中心軸（TCL）が動く
ことができる範囲を求めることで、過切削を防止する。
つまり、第４図における隣接面のオフセット面や第５図
のオフセット面（OCS1,OCS2,OCS3）は前述のAPTでいう
チェックサーフェスの役割を果たしていると考えられ
る。このことは、工具（工具ホルダーも含む）と被加工
物を含む環境形状との干渉問題であり、ここでは、前述
のAPTにおけるチェックサーフェスの役割を果す面（半
空間）まで自動的に抽出してオフセット処理を行なうこ
とで、工具を線工具として特に工具形状を意識せず、３
次元形状と線分という関係に置換して干渉問題の解決を
試みる。例えば加工面としてある半空間を指定した場
合、各半空間がいずれかのプリミティブに属することを
利用して、次のステップによりオフセット処理面が存在
するプリミティブを自動的に抽出し、オフセット処理を
行なうことで効率を高める。
その処理の様子を第６図を参照して説明すると、次のス
テップ（ｉ）〜（iv）のようになる。なお、第６図にお
いて、OFX,OFB,OFA,OFCはそれぞれ最小ドメインX,B,A,C
に含まれる形状表面のオフセット面を示しており、５及
び６はそれぞれ線工具を示しており、破線BL1及びBL2で
囲まれた領域CDSは切削ドメイン空間を示している。
テップ（ｉ）〜（iv）のようになる。なお、第６図にお
いて、OFX,OFB,OFA,OFCはそれぞれ最小ドメインX,B,A,C
に含まれる形状表面のオフセット面を示しており、５及
び６はそれぞれ線工具を示しており、破線BL1及びBL2で
囲まれた領域CDSは切削ドメイン空間を示している。
（ｉ）形状を構成する全てのプリミティブに対して、そ
のプリミティブを包含する最小の直方体（各面がx,y,z
軸に垂直な面から成る；最小ドメインと呼ぶ）を第７図
の最小ドメイン４の如く設定する。
のプリミティブを包含する最小の直方体（各面がx,y,z
軸に垂直な面から成る；最小ドメインと呼ぶ）を第７図
の最小ドメイン４の如く設定する。
（ii）加工面として指定した半空間を含む最小ドメイン
と他の最小ドメインとの干渉チェックを行ない、干渉す
る場合は干渉フラグ“1"をたてる。第６図で、加工面を
含む最小ドメインがＡ、干渉フラグ“1"がたつ最小ドメ
インがB,C,D、干渉フラグ“1"がたたない最小ドメイン
がX,Yである。
と他の最小ドメインとの干渉チェックを行ない、干渉す
る場合は干渉フラグ“1"をたてる。第６図で、加工面を
含む最小ドメインがＡ、干渉フラグ“1"がたつ最小ドメ
インがB,C,D、干渉フラグ“1"がたたない最小ドメイン
がX,Yである。
（iii）工具進入方向Ｚと、加工面を含む最小ドメイン
面で切削ドメイン空間CDSを設定し、その空間CDSと他の
最小ドメインとの干渉をチェックし、干渉する場合は干
渉フラグ“2"をたてる。第６図で干渉フラグ“2"がたつ
最小ドメインは、B,C,X、干渉フラグ“2"がたたない最
小ドメインはD,Yである。
面で切削ドメイン空間CDSを設定し、その空間CDSと他の
最小ドメインとの干渉をチェックし、干渉する場合は干
渉フラグ“2"をたてる。第６図で干渉フラグ“2"がたつ
最小ドメインは、B,C,X、干渉フラグ“2"がたたない最
小ドメインはD,Yである。
（iv）抽出プリミティブの判定を以下の様に行なう。
（ａ）干渉フラグ“1"、干渉フラグ“2"が共にたってい
る最小ドメイン （ｂ）干渉フラグ“1"がたたず、干渉フラグ“2"がたっ
ている最小ドメインを抽出し、オフセット処理を行なう
プリミティブとして登録しておく。第６図では最小ドメ
インB,C,Xが抽出される。また、干渉フラグ“1"がた
ち、干渉フラグ“2"がたたない最小ドメインは、進入方
向を換えた場合に切削領域を決定する可能性がある最小
ドメインである。また、加工面の指定でなく、加工領域
として同様に各軸に垂直な平面から成る直方体で指定す
ると、上述と同様に各プリミティブの最小ドメインとの
干渉チェックから、オフセット処理を行なうプリミティ
ブを容易に抽出することができる。
る最小ドメイン （ｂ）干渉フラグ“1"がたたず、干渉フラグ“2"がたっ
ている最小ドメインを抽出し、オフセット処理を行なう
プリミティブとして登録しておく。第６図では最小ドメ
インB,C,Xが抽出される。また、干渉フラグ“1"がた
ち、干渉フラグ“2"がたたない最小ドメインは、進入方
向を換えた場合に切削領域を決定する可能性がある最小
ドメインである。また、加工面の指定でなく、加工領域
として同様に各軸に垂直な平面から成る直方体で指定す
ると、上述と同様に各プリミティブの最小ドメインとの
干渉チェックから、オフセット処理を行なうプリミティ
ブを容易に抽出することができる。
ここで、最小ドメイン同志（あるいは各軸に垂直な平面
から成る直方体）の干渉チェックの方法について説明す
る。今、２つのプリミティブの最小ドメインをそれぞれ
DP1,DP2とする。各最小ドメインは各軸に垂直な２枚の
平面から成っているので、同一軸方向で座標値の小さい
方をDL1（ｉ）,DL2（ｉ）、大きい方をDU1（ｉ）,DU2
（ｉ）（ｉ＝1,2,3はそれぞれx,y,z軸に対応）とする。
つまり、 と表わすことができる。これにより第８図に示すフロー
チャートに基ずいて、干渉しているかどうかのチェック
を行なうことができる。
から成る直方体）の干渉チェックの方法について説明す
る。今、２つのプリミティブの最小ドメインをそれぞれ
DP1,DP2とする。各最小ドメインは各軸に垂直な２枚の
平面から成っているので、同一軸方向で座標値の小さい
方をDL1（ｉ）,DL2（ｉ）、大きい方をDU1（ｉ）,DU2
（ｉ）（ｉ＝1,2,3はそれぞれx,y,z軸に対応）とする。
つまり、 と表わすことができる。これにより第８図に示すフロー
チャートに基ずいて、干渉しているかどうかのチェック
を行なうことができる。
まず、Ｘ軸方向（ｉ＝1;S1）についてチェックを行な
う。S2では、最小ドメイン１のＸ座標値が小さいDL1
（１）と最小ドメイン２のＸ座標値が小さいDL2（１）
とのうちいずれか大きい方をDMLに代入する。また、各
最小ドメインのＸ座標値のもう１方であるDU1（１）とD
U2（１）とのうちいずれか小さい方をDMUに代入する。S
3で、DMUからDMLを引いた値をDDに代入する。ここで判
定部S4で、もしも、DDが０未満ならばこの２つの最小ド
メインはＸ軸方向で干渉が生じないので全体としてみて
も干渉していない。逆に０以上ならばｘ軸方向ではDDの
長さだけ干渉している。そこで次にＹ軸方向（S5）につ
いて上記同様のチェックを行なう。ここで、X,Y,Z軸方
向すべてのDDの値が０以上の場合だけ、この２つの最小
ドメインは干渉していることになる。
う。S2では、最小ドメイン１のＸ座標値が小さいDL1
（１）と最小ドメイン２のＸ座標値が小さいDL2（１）
とのうちいずれか大きい方をDMLに代入する。また、各
最小ドメインのＸ座標値のもう１方であるDU1（１）とD
U2（１）とのうちいずれか小さい方をDMUに代入する。S
3で、DMUからDMLを引いた値をDDに代入する。ここで判
定部S4で、もしも、DDが０未満ならばこの２つの最小ド
メインはＸ軸方向で干渉が生じないので全体としてみて
も干渉していない。逆に０以上ならばｘ軸方向ではDDの
長さだけ干渉している。そこで次にＹ軸方向（S5）につ
いて上記同様のチェックを行なう。ここで、X,Y,Z軸方
向すべてのDDの値が０以上の場合だけ、この２つの最小
ドメインは干渉していることになる。
こうして抽出されたプリミティブについては、そのプリ
ミティブを構成する半空間全てのオフセット半空間を求
めても良いが、更に工具進入方向ベクトルと各半空間が
持つ法線ベクトルの内積が０以下になる半空間のみにつ
いてオフセット半空間を求めることで、よりオフセット
処理面を限定することができる。例えば第９図（Ａ）の
場合、○印の付せられた４つの半空間がオフセット処理
面として、又、同図（Ｂ）の場合は、○印の付せられた
５つの半空間がオフセット処理面として抽出される。こ
こで、第９図（Ｂ）の矢印で示す半空間はオーバーハン
グ状態で本来切削不可能であるが、これは次の工具経路
生成処理部120で判定される。オフセット処理を行なう
オフセット量は、加工面として指定された面が持つ面粗
度等の面属性情報と、使用工具の工具径とにより自動的
に決定する。
ミティブを構成する半空間全てのオフセット半空間を求
めても良いが、更に工具進入方向ベクトルと各半空間が
持つ法線ベクトルの内積が０以下になる半空間のみにつ
いてオフセット半空間を求めることで、よりオフセット
処理面を限定することができる。例えば第９図（Ａ）の
場合、○印の付せられた４つの半空間がオフセット処理
面として、又、同図（Ｂ）の場合は、○印の付せられた
５つの半空間がオフセット処理面として抽出される。こ
こで、第９図（Ｂ）の矢印で示す半空間はオーバーハン
グ状態で本来切削不可能であるが、これは次の工具経路
生成処理部120で判定される。オフセット処理を行なう
オフセット量は、加工面として指定された面が持つ面粗
度等の面属性情報と、使用工具の工具径とにより自動的
に決定する。
ここで、先ず使用工具とオフセット処理との関係につい
て説明する。この発明方法では、工具だけでなく工具ホ
ルダーまで考慮するため、第10図（Ａ）の工具系Ｔは同
図（Ｂ）の如く工具先端部分Trと、ストレート部Ts（こ
の２つを工具部分とする）と、ホルダ部分Ｈとに分けて
考える。従って、オフセット処理としても，工具部分
Tr,Tsとホルダー部分Ｈの２つのオフセット面（▲Ｐ0 T
▼，▲Ｐ0 H▼）を求め、工具系Ｔの全体を考えたオフセ
ット面P0は２つのオフセット面の和集合として求まるの
である。つまり第11図（Ａ）に示す形状表面Ｐと工具７
及びホルダー８の位置関係の場合に同図（Ｂ）に示す如
く工具７に対する形状表面Ｐのオフセット面▲Ｐ0 T▼
と、ホルダー８に対する形状表面Ｐのオフセット面▲Ｐ
0 H▼′をそれぞれ求める。ホルダー８に対するオフセッ
ト面については同図（Ｃ）に示す如く、工具軸長ｌの分
だけ工具進入方向Ｚに▲Ｐ0 H▼′を下げた面▲Ｐ0 H▼と
して求める。したがって、工具系Ｔ全体を考えた形状表
面Ｐのオフセット面P0は▲Ｐ0 T▼と▲Ｐ0 H▼の和集合と
して次式の様に表現できる（第11図（Ｃ）の斜線交差部
分）。
て説明する。この発明方法では、工具だけでなく工具ホ
ルダーまで考慮するため、第10図（Ａ）の工具系Ｔは同
図（Ｂ）の如く工具先端部分Trと、ストレート部Ts（こ
の２つを工具部分とする）と、ホルダ部分Ｈとに分けて
考える。従って、オフセット処理としても，工具部分
Tr,Tsとホルダー部分Ｈの２つのオフセット面（▲Ｐ0 T
▼，▲Ｐ0 H▼）を求め、工具系Ｔの全体を考えたオフセ
ット面P0は２つのオフセット面の和集合として求まるの
である。つまり第11図（Ａ）に示す形状表面Ｐと工具７
及びホルダー８の位置関係の場合に同図（Ｂ）に示す如
く工具７に対する形状表面Ｐのオフセット面▲Ｐ0 T▼
と、ホルダー８に対する形状表面Ｐのオフセット面▲Ｐ
0 H▼′をそれぞれ求める。ホルダー８に対するオフセッ
ト面については同図（Ｃ）に示す如く、工具軸長ｌの分
だけ工具進入方向Ｚに▲Ｐ0 H▼′を下げた面▲Ｐ0 H▼と
して求める。したがって、工具系Ｔ全体を考えた形状表
面Ｐのオフセット面P0は▲Ｐ0 T▼と▲Ｐ0 H▼の和集合と
して次式の様に表現できる（第11図（Ｃ）の斜線交差部
分）。
P0＝▲Ｐ0 T▼ U ▲Ｐ0 H▼ ……（６） 次に、工具部分、ホルダー部分の各々のオフセット面に
ついて説明する。
ついて説明する。
工具部分は前述の様に先端部分Trとストレート部分Tsに
分けられているので、この先端部分Trの状態に応じた形
状にオフセット処理を行なうことで、ストレート部分Ts
を線工具Tcに置換することができる。第12図（Ａ）〜
（Ｄ）は工具経路の生成の様子を示しており、工具10の
工作物11に対する工具経路は同図（Ｂ）の如くパートに
対するオフセットを求め、次に同図（Ｃ）の斜線部のよ
うな切削部を求めた後、同図（Ｄ）に示すように工具経
路を得ることよって達成される。先端部分Trの状態とし
ては、ボールエンドミルの場合、フラットエンドミ
ルの場合を考える。
分けられているので、この先端部分Trの状態に応じた形
状にオフセット処理を行なうことで、ストレート部分Ts
を線工具Tcに置換することができる。第12図（Ａ）〜
（Ｄ）は工具経路の生成の様子を示しており、工具10の
工作物11に対する工具経路は同図（Ｂ）の如くパートに
対するオフセットを求め、次に同図（Ｃ）の斜線部のよ
うな切削部を求めた後、同図（Ｄ）に示すように工具経
路を得ることよって達成される。先端部分Trの状態とし
ては、ボールエンドミルの場合、フラットエンドミ
ルの場合を考える。
ボールエンドミルの場合； 第13図の如く先端部分Trは工具半径ｒを半径に持つ球と
考えられ、オフセット面12はこの球が元の形状表面13上
を移動した時の球の中心の移動軌跡として求まる。つま
り、形状表面13の各面の法線ベクトル方向に半径ｒの分
だけ各面を平行移動した面である。
考えられ、オフセット面12はこの球が元の形状表面13上
を移動した時の球の中心の移動軌跡として求まる。つま
り、形状表面13の各面の法線ベクトル方向に半径ｒの分
だけ各面を平行移動した面である。
フラットエンドミルの場合； 第14図の如く先端部分Trは工具の端面であり、工具半径
ｒを半径に持つ円と考えられ、オフセット面14は、この
円が工具軸と垂直な関係を保ちながら形状表面13上を移
動した時の円の中心の移動軌跡として求まる。
ｒを半径に持つ円と考えられ、オフセット面14は、この
円が工具軸と垂直な関係を保ちながら形状表面13上を移
動した時の円の中心の移動軌跡として求まる。
ホルダー部分８のオフセット面については、工具長をｌ
とすると、ホルダー部分８をフラットエンドミルの場合
と同様にオフセット面を生成し、このオフセット面を工
具軸方向に工具長ｌだけ平行移動した面をホルダー部分
のオフセット面とする（第11図（Ｃ）参照）。
とすると、ホルダー部分８をフラットエンドミルの場合
と同様にオフセット面を生成し、このオフセット面を工
具軸方向に工具長ｌだけ平行移動した面をホルダー部分
のオフセット面とする（第11図（Ｃ）参照）。
次に、工具経路生成処理部120について説明する。
オフセット処理部110により被加工物を含む環境形状に
対してオフセット処理を行なうことで、工具を意識する
ことなく線工具としてその軸方向から見た作画問題とし
て，表面抽出機能，陰面（陰線）処理機能により工具経
路を生成するのである。したがって、作画アルゴリズム
の種類によって異なる工具経路を生成することができ
る。作画アルゴリズムとしては色々考えられるが、ここ
では、等高線作画法、スキャンライン法，レイト
レーシング法を例に挙げて簡単に説明する。
対してオフセット処理を行なうことで、工具を意識する
ことなく線工具としてその軸方向から見た作画問題とし
て，表面抽出機能，陰面（陰線）処理機能により工具経
路を生成するのである。したがって、作画アルゴリズム
の種類によって異なる工具経路を生成することができ
る。作画アルゴリズムとしては色々考えられるが、ここ
では、等高線作画法、スキャンライン法，レイト
レーシング法を例に挙げて簡単に説明する。
等高線作画法：第15図に示すように、視線に垂直な平
面20,21をある間隔毎に設定し、その平面毎に形状22と
の交線L0,L1を求めて行く方法である。
面20,21をある間隔毎に設定し、その平面毎に形状22と
の交線L0,L1を求めて行く方法である。
スキャンライン法：第16図に示すように、視線に平行
な平面（スキャンライン平面）23,24毎に形状25の交線L
3,L4及び輪郭点等を求めて深さ情報を計算して行く方法
である。
な平面（スキャンライン平面）23,24毎に形状25の交線L
3,L4及び輪郭点等を求めて深さ情報を計算して行く方法
である。
レイトレーシング法：第17図に示すように、視線方向
のプローブ（半直線）26を発生させて形状27との交点PN
1,PN2を求め、集合演算によって最近点PN1を求めて行く
方法である。
のプローブ（半直線）26を発生させて形状27との交点PN
1,PN2を求め、集合演算によって最近点PN1を求めて行く
方法である。
このような３種の作画アルゴリズムを使うことで、切削
加工領域が工具軸方向から見た面画として陽に表現でき
る。ここで、上記〜に対応する工具経路の生成方法
について説明を加える。の等高線作画法及びのスキ
ャンライン法は共に平面を設定しながらの方法であり、
この方法による工具経路生成法を各々輪郭法，スキャン
ライン法と呼ぶことにする。第18図（Ａ）〜（Ｆ）にス
キャンライン法の処理手順を、第19図（Ａ）〜（Ｆ）に
輪郭方法の処理手順をそれぞれ示し、以下処理手順をス
テップ毎に表わす。すなわち、スキャンライン法では先
ず第18図（Ａ）に示すように、パートＰに使用工具に応
じたオフセット量を与えてパートP0を形成し、ピックフ
ィード面として同図（Ｂ）のスキャンライン面Ssを設定
する。そして、第18図（Ｃ）の如くパートP0を構成する
各プリミティブSiとスキャンライン面Ssとの交線Ciを求
め、各プリミティブ同士の交点Vjを求める（同図
（Ｄ））。その後、第18図（Ｅ）のようにパートP0とス
キャンライン面Ssとの交線Csを前述CiとVjから求め、交
線CsについてＺ方向に対する陰線処理を行なって同図
（Ｆ）に示すような工具干渉を排除した工具経路Tsを求
める。
加工領域が工具軸方向から見た面画として陽に表現でき
る。ここで、上記〜に対応する工具経路の生成方法
について説明を加える。の等高線作画法及びのスキ
ャンライン法は共に平面を設定しながらの方法であり、
この方法による工具経路生成法を各々輪郭法，スキャン
ライン法と呼ぶことにする。第18図（Ａ）〜（Ｆ）にス
キャンライン法の処理手順を、第19図（Ａ）〜（Ｆ）に
輪郭方法の処理手順をそれぞれ示し、以下処理手順をス
テップ毎に表わす。すなわち、スキャンライン法では先
ず第18図（Ａ）に示すように、パートＰに使用工具に応
じたオフセット量を与えてパートP0を形成し、ピックフ
ィード面として同図（Ｂ）のスキャンライン面Ssを設定
する。そして、第18図（Ｃ）の如くパートP0を構成する
各プリミティブSiとスキャンライン面Ssとの交線Ciを求
め、各プリミティブ同士の交点Vjを求める（同図
（Ｄ））。その後、第18図（Ｅ）のようにパートP0とス
キャンライン面Ssとの交線Csを前述CiとVjから求め、交
線CsについてＺ方向に対する陰線処理を行なって同図
（Ｆ）に示すような工具干渉を排除した工具経路Tsを求
める。
一方、輪郭法では先ず第19図（Ａ）に示すようにパート
Ｐにオフセット処理を行なてパートP0を得、同図（Ｂ）
に示すような工具軸に垂直なピックフィード面SPを設定
する。そして、上述スキャンライン法と同様にしてパー
トP0とピックフィード面Spとの交線CPを求めると共に
（第19図（Ｄ）参照）、ピックフィード面SPを境界とす
るZ+方向（ただし、Ｚは工具進入方向とする）の半空間
SP +とパートP0との積集合PS（＝P0∩SP +）のピックフィ
ード面SP上への投影▲Ｐ2 S▼を求める（第19図（Ｃ）参
照）。なお、投影▲Ｐ2 S▼の境界は２次曲線となり、第
19図（Ｅ）に示す交線CPとの交点Vjは４次方程式を解く
ことによって解析的に求めることができる。その後、交
線CPのうち投影▲Ｐ2 S▼に含まれる部分を除いて、第19
図（Ｆ）に示すような工具経路TPを求める。
Ｐにオフセット処理を行なてパートP0を得、同図（Ｂ）
に示すような工具軸に垂直なピックフィード面SPを設定
する。そして、上述スキャンライン法と同様にしてパー
トP0とピックフィード面Spとの交線CPを求めると共に
（第19図（Ｄ）参照）、ピックフィード面SPを境界とす
るZ+方向（ただし、Ｚは工具進入方向とする）の半空間
SP +とパートP0との積集合PS（＝P0∩SP +）のピックフィ
ード面SP上への投影▲Ｐ2 S▼を求める（第19図（Ｃ）参
照）。なお、投影▲Ｐ2 S▼の境界は２次曲線となり、第
19図（Ｅ）に示す交線CPとの交点Vjは４次方程式を解く
ことによって解析的に求めることができる。その後、交
線CPのうち投影▲Ｐ2 S▼に含まれる部分を除いて、第19
図（Ｆ）に示すような工具経路TPを求める。
のレイトレーシング法を用いる方法としては、第20図
に示す様にオフセット面30に対して、ある幅を持ったブ
ロック（工具軸に垂直な正方形）31毎に、その正方形内
の幾つかの点（例えば中心と４つの角等）についてプロ
ーブにより深さ情報を求め、その中で最も小さい深さを
そのブロックの深さ情報として有し、これを全てのブロ
ック31について求め、これらの深さ情報から平面近似を
行なうことで多少ラフな加工用工具経路を得ることがで
きる。
に示す様にオフセット面30に対して、ある幅を持ったブ
ロック（工具軸に垂直な正方形）31毎に、その正方形内
の幾つかの点（例えば中心と４つの角等）についてプロ
ーブにより深さ情報を求め、その中で最も小さい深さを
そのブロックの深さ情報として有し、これを全てのブロ
ック31について求め、これらの深さ情報から平面近似を
行なうことで多少ラフな加工用工具経路を得ることがで
きる。
以上より、スキャンライン法や輪郭法は仕上げ加工用に
適すると考えられ、レイトレーシングを用いた方法（ド
リリング法）はラフ加工用と考えることができる。
適すると考えられ、レイトレーシングを用いた方法（ド
リリング法）はラフ加工用と考えることができる。
次に、仕上げしろを考慮したオフセット量を与えて、よ
り加工効率を高める加工用オフセット処理について考え
る。加工する立場から考えると、ある程度平面近似され
た形状を加工する方が効率が良い。しかし、平面近似に
なり過ぎると、仕上げ用加工しろが各部分によって均一
でなくなり、この２点の兼ね会いが難かしいのである。
り加工効率を高める加工用オフセット処理について考え
る。加工する立場から考えると、ある程度平面近似され
た形状を加工する方が効率が良い。しかし、平面近似に
なり過ぎると、仕上げ用加工しろが各部分によって均一
でなくなり、この２点の兼ね会いが難かしいのである。
そこで、ここでは２つの方法を考える。１つは形状を構
成するプリミティブについて、前述の最小ドメインを設
定してプリミティブを各軸に垂直な平面を持つ直交体に
近似してしまい、各直交体に対して仕上げ加工しろを考
慮したオフセット量でオフセット処理を行なう。第21図
はこの例を示しており、プリミティブP1〜P4に対してそ
れぞれ最小のドメインMN1〜MN4を設定した後、仕上げし
ろを考慮したオフセット量でオフセット面OFMを得てい
る。これは、オフセット面が工具進入方向に対して垂直
又は平行な平面のみで構成されるために、加工効率は高
まると考えられる。もう１つの方法は、第22図（Ａ）に
示す如くオフセット処理部110に入力された形状40に対
して、形状全体に十分な大きなオフセット量で処理を行
ない、同図（Ｂ）に示す如く形状40中に存在していた穴
やミゾ等を消してしまい形状を単純化する。次に、この
単純化した形状41に仕上げしろを考慮した量OFSSを差し
引いたオフセット量OFS1で、第22図（Ｃ）に示す如く負
のオフセット処理を行なう。これは先の方法と違ってあ
る程度仕上げしろを均一に残すことが可能である。
成するプリミティブについて、前述の最小ドメインを設
定してプリミティブを各軸に垂直な平面を持つ直交体に
近似してしまい、各直交体に対して仕上げ加工しろを考
慮したオフセット量でオフセット処理を行なう。第21図
はこの例を示しており、プリミティブP1〜P4に対してそ
れぞれ最小のドメインMN1〜MN4を設定した後、仕上げし
ろを考慮したオフセット量でオフセット面OFMを得てい
る。これは、オフセット面が工具進入方向に対して垂直
又は平行な平面のみで構成されるために、加工効率は高
まると考えられる。もう１つの方法は、第22図（Ａ）に
示す如くオフセット処理部110に入力された形状40に対
して、形状全体に十分な大きなオフセット量で処理を行
ない、同図（Ｂ）に示す如く形状40中に存在していた穴
やミゾ等を消してしまい形状を単純化する。次に、この
単純化した形状41に仕上げしろを考慮した量OFSSを差し
引いたオフセット量OFS1で、第22図（Ｃ）に示す如く負
のオフセット処理を行なう。これは先の方法と違ってあ
る程度仕上げしろを均一に残すことが可能である。
（発明の効果） 以上のようにこの発明方法によれば、オフセット処理に
より、被加工物を含む環境形状と使用工具（工具ホルダ
ーも含む）との干渉チェック（過切削防止）を自動的に
行ない、作画アルゴリズムを使用することで加工可能領
域が陽に表現された工具経路を生成することができる。
また、仕上げしろを考慮したオフセット量によるオフセ
ット処理（２種類）により、加工効率を高めることが可
能な工具経路を生成することができる。この発明の特徴
を列挙すると下記の通りである。
より、被加工物を含む環境形状と使用工具（工具ホルダ
ーも含む）との干渉チェック（過切削防止）を自動的に
行ない、作画アルゴリズムを使用することで加工可能領
域が陽に表現された工具経路を生成することができる。
また、仕上げしろを考慮したオフセット量によるオフセ
ット処理（２種類）により、加工効率を高めることが可
能な工具経路を生成することができる。この発明の特徴
を列挙すると下記の通りである。
（ａ）オフセット処理により、工具干渉チェックにおけ
る３次元形状間の問題を、３次元形状と線分間の問題に
置換することで容易にすることができる。
る３次元形状間の問題を、３次元形状と線分間の問題に
置換することで容易にすることができる。
（ｂ）画面作画機能の導入により、切削可能領域が面画
として陽に表現できる。
として陽に表現できる。
（ｃ）様々な作画アルゴリズムを適用することにより、
スキャンライン法，輪郭法等の様々な工具経路を発生す
ることができる。
スキャンライン法，輪郭法等の様々な工具経路を発生す
ることができる。
（ｄ）工具進入方向を任意に設定でき、自動的に工具干
渉チェック等を行ない、工具経路を生成できる。
渉チェック等を行ない、工具経路を生成できる。
（ｅ）使用工具（工具ホルダーも含む）に応じ、また仕
上げしろを考慮したオフセット量でオフセット処理を行
なうことで、加工効率を高めた工具経路を生成すること
ができる。
上げしろを考慮したオフセット量でオフセット処理を行
なうことで、加工効率を高めた工具経路を生成すること
ができる。
（ｆ）工具可動空間が陽に表現できるため、目的形状と
の比較により削り残しのチェックが可能である。
の比較により削り残しのチェックが可能である。
第１図は、この発明方法の処理形態図、第２図（Ａ）及
び（Ｂ）はプリミティブの概念を説明するための図、第
３図は過切削例を示す図、第４図は過切削を防止するた
めに加工面とその近傍面にオフセットした例を示す図、
第５図はオーバーハングした状態のオフセット例を示す
図、第６図は最小ドメインを用いたプリミティブ抽出の
ステップ説明図、第７図は最小ドメインの概念を説明す
るための図、第８図は最小ドメイン同志の干渉チェック
の動作例を示すフロー図、第９図（Ａ）及び（Ｂ）はオ
フセット処理面の決定を説明するための図、第10図
（Ａ）及び（Ｂ）は工具系の概念図、第11図（Ａ）〜
（Ｃ）は工具ホルダー部を考慮したオフセット面の例を
示す図、第12図（Ａ）〜（Ｄ）はオフセット形状と線工
具との関係を説明するための図、第13図は工具がボール
エンドミルの場合のオフセット例を示す図，第14図は工
具がフラットエンドミルの場合のオフセット例を示す
図、第15図〜第17図は作画アルゴリズムの等高線作画
法，スキャンライン法，レイトレーシング法の概念を説
明するための図、第18図（Ａ）〜（Ｆ）はスキャンライ
ン法で工具経路を生成するステップ図、第19図（Ａ）〜
（Ｆ）は輪郭法によるステップ図、第20図はレイトレー
シング法を用いて深さ情報を得る説明図、第21図は最小
ドメインをオフセットすることによって加工効率を高め
ることを説明するための図、第22図（Ａ）〜（Ｃ）は最
大オフセットと負のオフセット処理を用いることによっ
て加工効率を高めることを説明するための図、第23図は
APTにおけるドライブサーフェス，パートサーフェス，
チェックサーフェスの概念図、第24図は従来のオフセッ
トの方法例を示す図、第25図はCSGによる表現の例を示
す図、第26図はＢ−Repsによる表現の例を示す図であ
る。 １……エレメント、２……ドメイン、３……プリミティ
ブ、４……最小ドメイン、5,6……線工具、7,10……工
具、８……ホルダー、100……形状データ入力部、110…
…オフセット処理部、120……工具経路生成処理部。
び（Ｂ）はプリミティブの概念を説明するための図、第
３図は過切削例を示す図、第４図は過切削を防止するた
めに加工面とその近傍面にオフセットした例を示す図、
第５図はオーバーハングした状態のオフセット例を示す
図、第６図は最小ドメインを用いたプリミティブ抽出の
ステップ説明図、第７図は最小ドメインの概念を説明す
るための図、第８図は最小ドメイン同志の干渉チェック
の動作例を示すフロー図、第９図（Ａ）及び（Ｂ）はオ
フセット処理面の決定を説明するための図、第10図
（Ａ）及び（Ｂ）は工具系の概念図、第11図（Ａ）〜
（Ｃ）は工具ホルダー部を考慮したオフセット面の例を
示す図、第12図（Ａ）〜（Ｄ）はオフセット形状と線工
具との関係を説明するための図、第13図は工具がボール
エンドミルの場合のオフセット例を示す図，第14図は工
具がフラットエンドミルの場合のオフセット例を示す
図、第15図〜第17図は作画アルゴリズムの等高線作画
法，スキャンライン法，レイトレーシング法の概念を説
明するための図、第18図（Ａ）〜（Ｆ）はスキャンライ
ン法で工具経路を生成するステップ図、第19図（Ａ）〜
（Ｆ）は輪郭法によるステップ図、第20図はレイトレー
シング法を用いて深さ情報を得る説明図、第21図は最小
ドメインをオフセットすることによって加工効率を高め
ることを説明するための図、第22図（Ａ）〜（Ｃ）は最
大オフセットと負のオフセット処理を用いることによっ
て加工効率を高めることを説明するための図、第23図は
APTにおけるドライブサーフェス，パートサーフェス，
チェックサーフェスの概念図、第24図は従来のオフセッ
トの方法例を示す図、第25図はCSGによる表現の例を示
す図、第26図はＢ−Repsによる表現の例を示す図であ
る。 １……エレメント、２……ドメイン、３……プリミティ
ブ、４……最小ドメイン、5,6……線工具、7,10……工
具、８……ホルダー、100……形状データ入力部、110…
…オフセット処理部、120……工具経路生成処理部。
Claims (2)
- 【請求項１】CAD/CAMシステム上で、CSGによる３次元形
状モデルとして表現した被加工物の全体形状および工具
ホルダー等を含む環境形状と使用工具との関係を、前記
環境形状の被切削面方向に前記使用工具の工具径に対応
したオフセット処理を行なった形状と、前記使用工具を
変換した線工具とに置換し、作画アルゴリズムを用いて
工具径路を生成することを特徴とする工具径路生成方
法。 - 【請求項２】前記オフセット処理が仕上げしろを考慮し
たオフセット量である特許請求の範囲第１項に記載の工
具径路生成方法。
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