特許 6363726 工具経路計画方法と装置及びワークピースの加工方法と装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6363726

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】工具経路計画方法と装置及びワークピースの加工方法と装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4093 20060101AFI20180712BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20180712BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/4093 F

   G05B19/404 F

   B23Q15/00 301K

【請求項の数】6

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-557179(P2016-557179)

(86)(22)【出願日】2014年12月5日

(65)【公表番号】特表2016-540334(P2016-540334A)

(43)【公表日】2016年12月22日

(86)【国際出願番号】CN2014093169

(87)【国際公開番号】WO2015081892

(87)【国際公開日】20150611

【審査請求日】2016年7月27日

(31)【優先権主張番号】201310661549.0

(32)【優先日】2013年12月6日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】316016818

【氏名又は名称】深▲せん▼配天智能技術研究院有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＮＺＨＥＮ Ａ＆Ｅ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】陳 暁穎

【審査官】 貞光 大樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６４−１２３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−２５５００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−１８８５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１７５７１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／１８ − １９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２ − １９／４６

Ｂ２３Ｑ １５／００ − １５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するステップと、
前記第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するステップであって、前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応するステップと、
第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するステップであって、前記切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上であるステップとを含み、
前記切替え経路は、第１切替え経路、第２切替え経路及び第３切替え経路が終点と起点とで連接して成すものであり、
前記第１工具経路の最終段が曲線である場合、第１切替え経路は第１工具経路の終点を通る接線であり、前記第１工具経路の最終段が直線である場合、第１切替え経路は第１工具経路が該終点を通る延長線であり、
前記第２工具経路の最初段が曲線である場合、第２切替え経路は第２工具経路の起点を通る接線であり、前記第２工具経路の最初段が直線である場合、第２切替え経路は第２工具経路が該起点を通る延長線であり、
第１切替え経路に第１切替え点を取り、第２切替え経路に第２切替え点を取り、前記第３切替え経路は第１切替え点と第２切替え点とを連結する線分であり、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路とが異なる面にある場合、前記第３切替え経路は、第１工具経路の終点に位置する第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２工具経路の起点に位置する第２接線の径補正方向ベクトル

に直交しており、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、前記第１切替え経路の長さは第２切替え経路の長さと等しく、且つ前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第３切替え経路までの距離は工具半径ｒである
ことを特徴とする工具経路計画方法。

【請求項2】

前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型である場合、前記切替え経路における第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ次のとおりであり、

ここで、

は前記第１接線の単位方向ベクトルであり、

は前記第２接線の単位方向ベクトルであり、

の場合、前記第１切替え点Ｄは第１接線及び第２接線の接続垂線の第１接線における交点であり、

の場合、前記第２切替え点Ｅは第１接線及び第２接線の接続垂線の第２接線における交点であり，Ｂ’は第１工具経路の終点であり、Ｂ”は第２工具経路の起点である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、前記切替え経路における第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ次のとおりであり、

ここで、

は前記第１接線の単位方向ベクトルであり、

は前記第２接線の単位方向ベクトルであり、ｘは方程式

のゼロより大きな解であり、Ｂは第１プログラム経路と第２プログラム経路の交点であり、Ｂ’は第１工具経路の終点であり、Ｂ”は第２工具経路の起点である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項4】

終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するステップと、
前記第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するステップであって、前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応するステップと、
第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するステップであって、前記切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上であるステップと、
順に第１工具経路、切替え経路、第２工具経路の加工経路の順序に従ってワークピースを加工するステップと、
を含み、
前記切替え経路は、第１切替え経路、第２切替え経路及び第３切替え経路が終点と起点とで連接して成すものであり、
前記第１工具経路の最終段が曲線である場合、第１切替え経路は第１工具経路の終点を通る接線であり、前記第１工具経路の最終段が直線である場合、第１切替え経路は第１工具経路が該終点を通る延長線であり、
前記第２工具経路の最初段が曲線である場合、第２切替え経路は第２工具経路の起点を通る接線であり、前記第２工具経路の最初段が直線である場合、第２切替え経路は第２工具経路が該起点を通る延長線であり、
第１切替え経路に第１切替え点を取り、第２切替え経路に第２切替え点を取り、前記第３切替え経路は第１切替え点と第２切替え点とを連結する線分であり、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路とが異なる面にある場合、前記第３切替え経路は、第１工具経路の終点に位置する第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２工具経路の起点に位置する第２接線の径補正方向ベクトル

に直交しており、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、前記第１切替え経路の長さは第２切替え経路の長さと等しく、且つ前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第３切替え経路までの距離は工具半径ｒである
ことを特徴とするワークピースの加工方法。

【請求項5】

終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するためのプログラム経路取得モジュールと、
前記第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するための工具経路取得モジュールであって、前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する工具経路取得モジュールと、
前記第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するための切替え経路取得モジュールであって、前記切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である切替え経路取得モジュールと、
を含み、
前記切替え経路は、第１切替え経路、第２切替え経路及び第３切替え経路が終点と起点とで連接して成すものであり、
前記第１工具経路の最終段が曲線である場合、第１切替え経路は第１工具経路の終点を通る接線であり、前記第１工具経路の最終段が直線である場合、第１切替え経路は第１工具経路が該終点を通る延長線であり、
前記第２工具経路の最初段が曲線である場合、第２切替え経路は第２工具経路の起点を通る接線であり、前記第２工具経路の最初段が直線である場合、第２切替え経路は第２工具経路が該起点を通る延長線であり、
第１切替え経路に第１切替え点を取り、第２切替え経路に第２切替え点を取り、前記第３切替え経路は第１切替え点と第２切替え点とを連結する線分であり、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路とが異なる面にある場合、前記第３切替え経路は、第１工具経路の終点に位置する第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２工具経路の起点に位置する第２接線の径補正方向ベクトル

に直交しており、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、前記第１切替え経路の長さは第２切替え経路の長さと等しく、且つ前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第３切替え経路までの距離は工具半径ｒである
ことを特徴とする工具経路計画装置。

【請求項6】

終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するためのプログラム経路取得モジュールと、
前記第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するための工具経路取得モジュールであって、前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する工具経路取得モジュールと、
前記第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するための切替え経路取得モジュールであって、前記切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である切替え経路取得モジュールと、
順に第１工具経路、切替え経路、第２工具経路の加工経路の順序に従ってワークピースを加工するための加工モジュールと
を含み、
前記切替え経路は、第１切替え経路、第２切替え経路及び第３切替え経路が終点と起点とで連接して成すものであり、
前記第１工具経路の最終段が曲線である場合、第１切替え経路は第１工具経路の終点を通る接線であり、前記第１工具経路の最終段が直線である場合、第１切替え経路は第１工具経路が該終点を通る延長線であり、
前記第２工具経路の最初段が曲線である場合、第２切替え経路は第２工具経路の起点を通る接線であり、前記第２工具経路の最初段が直線である場合、第２切替え経路は第２工具経路が該起点を通る延長線であり、
第１切替え経路に第１切替え点を取り、第２切替え経路に第２切替え点を取り、前記第３切替え経路は第１切替え点と第２切替え点とを連結する線分であり、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路とが異なる面にある場合、前記第３切替え経路は、第１工具経路の終点に位置する第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２工具経路の起点に位置する第２接線の径補正方向ベクトル

に直交しており、
前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、前記第１切替え経路の長さは第２切替え経路の長さと等しく、且つ前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第３切替え経路までの距離は工具半径ｒである
ことを特徴とするワークピース加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は数値制御加工の分野に関し、特に工具経路計画方法と装置及びワークピースの加工方法と装置に関する。

【背景技術】

【0002】

数値制御工作機械は加工過程において工具経路を制御する。便宜上、ユーザーは常にワークピースの輪郭に基づき加工プログラムを作ってワークピースのプログラム経路を取得し、工具経路がプログラム経路から１つの工具半径値ずれており、数値制御装置が工具経路をリアルタイムに自動生成できる機能は工具経路計画機能と呼ばれる。三次元空間において工具経路を計画するとき、異なる曲面における２本の曲線については、切替え点（２本の曲線の交点）でそれらの空間ベクトルが不一致であるため、２本の曲線は工具経路計画後に工具経路が同じ表面上になく、交点がない可能性がある。

【0003】

図１に示すように、ｍｋとｋｎは三次元空間における２つのプログラム経路であり、ｍ_１ｋ_１はｍｋに対応する工具経路であり、ｋ₂ｎ_１はｋｎに対応する工具経路であり、ｍ_１ｋ_１とｋ₂ｎ_１はねじれの直線である。ｍｋの工具径補正平面はＧ１であり、ｋｎの工具径補正平面はＧ２であり、Ｇ１とＧ２は直線ＯＵで交差し、ｍｋとＯＵとの角度はα＞９０°であり、ｋｎとＯＵとの角度はβ＞９０°であり、且つα≦βである。従来技術における２つのプログラム経路の切替え位置での工具経路計画方法は、ｍ_１ｋ_１に点ｋ_１'を取得し、ｋｋ_１'＝ｒにしており、ここで、ｒは工具半径であり、ｋ_１'点は切替え点である。工具の加工経路の順序はｍ_１ｋ_１'→ｋ_１'ｋ_２→ｋ_２ｎ_１である。

【0004】

本願の発明者らは、長期的な研究開発を通して次のことを発見した。従来技術の工具経路計画方法における切替え点ｋ_１'からプログラム経路ｋｎまでの距離が工具半径ｒより小さいため、ワークピースに対して加工するとき、加工されるべきでない位置をカットする状況が出現する可能性があり、即ち、オーバーカットの問題を引き起こす可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が主に解決しようとする課題は、加工過程におけるオーバーカットの問題をよりよく解決し、２つの工具経路の切替えを実現する工具経路計画方法と装置、及びワークピースの加工方法と装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の課題を解決するために、本発明の第１態様は、以下の内容を含む工具経路計画方法を提供することである。終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得する。第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出する。第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出する。第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する。第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算し、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である。

【0007】

ここで、切替え経路は曲線である。

【0008】

ここで、切替え経路は直線である。

【0009】

切替え経路は、第１切替え経路、第２切替え経路及び第３切替え経路が終点と起点とで連接して成すものである。第１工具経路の最終段が曲線である場合、第１切替え経路は第１工具経路の終点を通る接線である。第１工具経路の最終段が直線である場合、第１切替え経路は第１工具経路が該終点を通る延長線である。第２工具経路の最初段が曲線である場合、第２切替え経路は第２工具経路の起点を通る接線である。第２工具経路の最初段が直線である場合、第２切替え経路は第２工具経路が該起点を通る延長線である。第１切替え経路に第１切替え点を取り、第２切替え経路に第２切替え点をとり、第３切替え経路は第１切替え点と第２切替え点とを連結する線分である。

【0010】

第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型であり且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路とが異なる面にある場合、切替え経路は、第１工具経路の終点に位置する第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２工具経路の起点に位置する第２接線の径補正方向ベクトル

に直交する。第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、第１切替え経路の長さは第２切替え経路の長さと等しく、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第３切替え経路までの距離は工具半径ｒである。

【0011】

第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型又は短縮型である場合、切替え経路における第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ次のとおりである。

は第１接線の単位方向ベクトルであり、

は第２接線の単位方向ベクトルである。

の場合、第１切替え点Ｄは、第１接線及び第２接線の接続垂線の第１接線における交点である。

の場合、第２切替え点Ｅは、第１接線及び第２接線の接続垂線の第２接線における交点である。

【0012】

第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型である場合、切替え経路における第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ次のとおりである。

は第１接線の単位方向ベクトルであり、

は第２接線の単位方向ベクトルであり、ｘは方程式

のゼロより大きな解である。

【0013】

上述の課題を解決するために、本発明の第２態様は、以下の内容を含むワークピースの加工方法を提供することである。終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得する。第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出する。第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出する。第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する。第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算し、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である。順に第１工具経路、切替え経路、第２工具経路の加工経路の順序に従ってワークピースを加工する。

【0014】

上述の課題を解決するために、本発明の第３態様は、プログラム経路取得モジュールと、工具経路取得モジュールと、切替え経路取得モジュールとを含む工具経路計画装置を提供することである。ログラム経路取得モジュールは、終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するために用いられる。工具経路取得モジュールは、第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するために用いられており、第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する。切替え経路取得モジュールは、第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するために用いられ、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である。

【0015】

上述の課題を解決するために、本発明の第４態様は、プログラム経路取得モジュールと、工具経路取得モジュールと、切替え経路取得モジュールと、加工モジュールとを含むワークピースの加工装置を提供することである。ログラム経路取得モジュールは、終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するために用いられる。工具経路取得モジュールは、第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するために用いられており、第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する。切替え経路取得モジュールは、第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するために用いられ、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である。加工モジュールは、順に第１工具経路、切替え経路、及び第２工具経路の加工経路の順序に従ってワークピースを加工することに用いられる。

【0016】

本発明の有益な効果は以下のとおりである。従来技術の状況と区別して、本発明は、ワークピースのプログラム経路を取得し、さらに第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出しており、最後に第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算し、ここで、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上であることによって、工具が切替え位置で加工するとき、工具はプログラム経路からはみ出さなく、即ち、ワークピースの加工されるべきでない位置をカットしなく、オーバーカットの問題をよりよく解決し、２つの工具経路の切替えを実現する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】従来技術における工具経路計画の概略図である。

【図2】本発明に係る工具経路計画方法の第１実施形態のフローチャートである。

【図3】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における広義の交点の概略図である。

【図4】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが伸長型であり、且つ円弧経路と円弧経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図5】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが伸長型であり、且つ二次元空間において円弧経路と円弧経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図6】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが伸長型であり、且つ二次元空間において直線経路と直線経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図7】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが伸長型であり、且つ二次元空間において直線経路と円弧経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図8】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが伸長型であり、且つ二次元空間において円弧経路と直線経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図9】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが短縮型であり、且つ三次元空間において直線経路と直線経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図10】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが短縮型であり、且つ二次元空間において円弧経路と直線経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図11】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが短縮型であり、且つ二次元空間において直線経路と円弧経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図12】本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態における連結タイプが短縮型であり、且つ二次元空間において円弧経路と円弧経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図13】本発明に係る工具経路計画方法の第３実施形態における連結タイプが挿入型であり、且つ三次元空間において直線経路と直線経路とが連結されるものの構造概略図である。

【図14】本発明に係るワークピースの加工方法の実施形態のフローチャートである。

【図15】本発明に係るワークピースの加工方法の実施形態における加工経路の順序の概略図である。

【図16】本発明に係る工具経路計画装置の実施形態の原理ブロック図である。

【図17】本発明に係るワークピース加工装置の実施形態の原理ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、本発明の実施形態に係る添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。当然ながら、ここで説明する実施形態は本発明の諸実施形態の全てではなく一部にすぎない。当業者が創造的な作業なしに本発明の諸実施形態に基づいて得る他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲に入る。

【0019】

数値制御工作機械は、加工過程において、工具が工具経路に従ってワークピースの輪郭を加工する一方、ユーザーがワークピースの輪郭に応じて加工プログラムを作ってワークピースのプログラム経路を取得する。工具が一定の半径を有するため、工具経路とプログラム経路とは重なり合わなく、工具経路はプログラム経路から１つの工具半径値ずれている。工具経路及び工具経路の間の切替え経路を取得する過程は、工具経路計画過程である。

【0020】

図２に示すように、本発明の工具経路計画方法の第１実施形態は以下のステップＳ１１〜ステップＳ１３を含む。

【0021】

ステップＳ１１では、ワークピースのプログラム経路を取得する。
ワークピースのプログラム経路を取得し、プログラム経路は、終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路とを含む。プログラム経路は、数値制御系統におけるワークピースの輪郭のサイズに従って作られた加工経路である。第１プログラム経路は直線経路又は円弧経路であり、第２プログラム経路は直線経路又は円弧経路である。プログラム経路が直線経路である場合、それに対応する工具経路も直線経路である。プログラム経路が円弧経路である場合、それに対応する工具経路も円弧経路である。

【0022】

ステップＳ１２では、第１、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、第１、第２工具経路を算出する。
第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、及び第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出しており、第１プログラム経路と第２プログラム経路の交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する。工具経路の取得過程は具体的に、工具中心が第１、第２プログラム経路の接線と直交する方向に１つの工具半径値ずれて、対応する第１、第２工具経路を取得しており、ここで、第１プログラム経路の終点と第２プログラム経路の起点とが連結される。

【0023】

ステップＳ１３では、第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算する。

【0024】

第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算しており、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である。切替え経路は直線又は曲線である。上述のように、第１、第２工具経路及び第１、第２工具経路を連結する切替え経路を取得する。

【0025】

なお、本発明の工具経路計画方法の第１実施形態は、ワークピースの第１、第２プログラム経路を取得し、第１、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、第１、第２工具経路を算出し、最後に第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点とを連結する切替え経路を算出し、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上であることによって、工具が切替え位置で加工するとき、工具はプログラム経路からはみ出さなく、即ち、ワークピースの加工されるべきでない位置をカットしなく、加工過程におけるオーバーカットの問題をよりよく解決し、２つの工具経路の切替えを実現する。

【0026】

図３〜１２に示すように、本発明の工具経路計画方法の第２実施形態は、プログラム経路の連結タイプが伸長型又は短縮型である工具経路計画を説明する。

【0027】

図４〜８に示すように、第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが伸長型であることは、第１、第２プログラム経路の交点での非加工側の角度が９０°≦Ｔ＜１８０°とすることを指す。図９〜１２に示すように、第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが短縮型であることは、第１、第２プログラム経路の交点での非加工側の角度がＴ≧１８０°であることを指す。

【0028】

本実施形態における伸長型と短縮型は、それらの第１接線、第２接線における第１、第２切替え点が第１、第２接線の広義の交点である。図３を参照すると、広義の交点の定義は以下のとおりである。ＡＣとＭＮがそれぞれ平面Ｐ１と平面Ｐ２の２本の直線であり、且つＡＣとＭＮがねじれの直線である。直線ＡＣとＭＮとの広義の交点は、ＡＣにおける点ＦとＭＮにおける点Ｑであり、

にしており、ここで、

がそれぞれ平面Ｐ１上の直線ＡＣに直交する方向ベクトルと平面Ｐ２上の直線ＭＮに直交する方向ベクトルである。広義の交点の性質は以下のとおりである。ＡＣと平行する平面Ｐ１上の任意の直線

を軸線とする円柱に対して、線分ＦＱは円柱とＦ点で接し、Ｆ点から円柱の軸線

までの距離が

であり、線分ＦＱにおけるＦ点以外の他の点から円柱の軸線

における任意の点までの距離が

より大きい。同じ理由で、ＭＮと平行する平面Ｐ２上の任意の直線

を軸線とする円柱に対して、線分ＦＱは円柱とＱ点で接し、Ｑ点から円柱の軸線

までの距離が

であり、線分ＦＱにおけるＱ点以外の他の点から円柱軸線

における任意の点までの距離が

より大きい。

【0029】

図４を参照すると、図４に示された第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプは伸長型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路は三次元空間における２つのプログラム経路であり、第１、第２プログラム経路は円弧経路であり、それらに対応する工具経路計画の過程以下のとおりである。
１）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲを取得する。
２）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲの進行方向に沿って右に１つの工具半径ずれて第１工具経路Ｈ'Ｂ'及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'（この場合、工具経路がプログラム経路の右側に位置し、右工具径補正である）を取得する。
３）第１工具経路Ｈ'Ｂ'の終点Ｂ'での第１接線及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'の起点Ｂ"での第２接線を取得し、ここで、第１接線と第２接線はねじれの直線である。

【0030】

第１接線に切替え経路における第１切替え点Ｄを取得し、且つ、第２接線に切替え経路における第２切替え点Ｅを取得し、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ以下のとおりである。

は第１接線の径補正方向ベクトルであり、

は第２接線の径補正方向ベクトルであり、第１接線の径補正方向ベクトル

は第１工具経路の終点と、第１プログラム経路及び第２プログラム経路の交点との間の連結線であり、第２接線の径補正方向ベクトル

は第２工具経路の起点と、第１プログラム経路及び第２プログラム経路の交点との間の連結線である。

、

はそれぞれ第１接線、第２接線に直交し、且つ

、Ｂ'は第１工具経路の終点であり、Ｂ"は第２工具経路の起点であり、

は第１接線の単位方向ベクトルであり、

は第２接線の単位方向ベクトルである。

の場合、第１切替え点Ｄは第１接線及び第２接線の接続垂線の第１接線における交点であり、

の場合、第２切替え点Ｅは第１接線及び第２接線の接続垂線の第２接線における交点である。

【0031】

本実施形態において、第１接線及び第２接線は、上述の広義の交点の定義における直線ＡＣ、ＭＮに相当し、第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅは、上述の広義の交点Ｆ、Ｑに相当する。

【0032】

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅを連結して中間切替え経路ＤＥを取得し、且つ、Ｂ'とＤを連結し、ＥとＢ"を連結して、Ｂ'Ｄ、ＥＢ"及び中間切替え経路ＤＥを含む、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を取得して、工具経路計画を完了する。曲線又は直線を用いて第１、第２切替え点を連結して中間切替え経路ＤＥを取得してもよく、ここで制限されない。中間切替え経路ＤＥは上述の線分ＦＱに相当し、第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２接線の径補正方向ベクトル

は上述の

に相当する。ここで、第１プログラム経路と第２プログラム経路は異なる面にあり、第１中間切替え経路ＤＥは第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２接線の径補正方向ベクトル

に直交し、上述の

の具体的な解く過程は以下のとおりである。

及び

に基づいて、

、

を得ることができ、さらに

を得ることができる。

【0033】

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅは上述の広義の交点に相当するため、広義の交点の性質から以下の内容が分かる。中間切替え経路ＤＥにおける点から第１プログラム経路ＨＢ、第２プログラム経路ＢＲまでの距離は工具半径ｒ以上である。また、Ｂ'Ｄ、ＥＢ"から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径ｒ以上である。即ち、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径ｒ以上である。

【0034】

図５を参照すると、図５に示された第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプは伸長型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路は二次元空間における２つのプログラム経路であり、第１、第２プログラム経路は円弧経路であり、それらに対応する工具経路計画の過程以下のとおりである。
１）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲを取得する。
２）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲの進行方向に沿って右に１つの工具半径ずれて第１工具経路Ｈ'Ｂ'及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'（この場合、工具経路がプログラム経路の右側に位置し、右工具径補正である）を取得する。
２）第１工具経路Ｈ'Ｂ'の終点Ｂ'での第１接線及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'の起点Ｂ"での第２接線を取得する。ここで、第２工具経路Ｂ"Ｒ'は直線経路であるため、この起点での第２接線は第２工具経路Ｂ"Ｒ'が位置する直線である。
３）第１接線に第１切替え点Ｄを取得し、且つ、第２接線に第２切替え点Ｅを取得し、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ以下のとおりである。

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅは上述の広義の交点Ｆ、Ｑに相当する。二次元空間に対して、第１接線と第２接線は同じ面の直線である。

及び

から、

、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅは一致するとともに第１接線と第２接線の交点であり、即ち、上述の広義の交点の二次元空間における二つの接線に対応する交点であることがわかる。

【0035】

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅを連結して中間切替え経路ＤＥを取得し、この場合、Ｄ点とＥ点が一致するため、中間切替え経路ＤＥも第１切替え点Ｄ又は第２切替え点Ｅである。かつ、Ｂ'とＤを連結し、ＥとＢ"を連結して切替え経路を取得して、工具経路計画を完了する。このとき、中間切替え経路ＤＥにおける点である第１切替え点Ｄ又は第２切替え点Ｅから第１プログラム経路ＨＢ、第２プログラム経路ＢＲまでの距離は工具半径ｒより大きく、即ち、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径ｒ以上である。

【0036】

図９を参照すると、図９に示された第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプは短縮型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路は三次元空間における２つのプログラム経路であり、第１、第２プログラム経路は直線経路であり、それらに対応する工具経路計画の過程以下のとおりである。
１）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲを取得する。
２）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲの進行方向に沿って右に１つの工具半径ずれて第１工具経路Ｈ'Ｂ'及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'を取得する。
３）第１工具経路Ｈ'Ｂ'の終点Ｂ'での第１接線及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'の起点Ｂ"での第２接線を取得する。ここで、第１、２工具経路は直線経路であるため、それらに対応する第１接線、第２接線は第１工具経路Ｈ'Ｂ'、第２工具経路Ｂ"Ｒ'が位置する直線である。第１、第２工具経路はねじれの直線であり、且つ第１接線と第２接線はねじれの直線である。

【0037】

第１接線に第１切替え点Ｄを取得し、且つ、第２接線に第２切替え点Ｅを取得し、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ以下のとおりである。

第１接線及び第２接線は、上述の広義の交点の定義における直線ＡＣ、ＭＮに相当し、第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅは、上述の広義の交点Ｆ、Ｑに相当する。

【0038】

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅを連結して中間切替え経路ＤＥを取得し、且つ、Ｂ'とＤを連結し、ＥとＢ"を連結して、工具経路計画を完了する。中間切替え経路ＤＥは上述の広義の交点における線分ＦＱに相当し、第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２接線の径補正方向ベクトル

は、上述の

に相当しており、ここでの第１プログラム経路と第２プログラム経路は異なる面にあり、中間切替え経路ＤＥは第１接線の径補正方向ベクトル

及び第２接線の径補正方向ベクトル

に直交する。第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅが上述の広義の交点に相当するため、広義の交点の性質から以下の内容が分かる。中間切替え経路ＤＥにおける点から第１プログラム経路ＨＢ、第２プログラム経路ＢＲまでの距離は工具半径ｒ以上であり、即ち、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径ｒ以上である。

【0039】

図１０を参照すると、図１０に示された第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプは短縮型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路は二次元空間における２つのプログラム経路であり、第１プログラム経路は円弧経路であり、第２プログラム経路は直線経路であり、それらに対応する工具経路計画の過程以下のとおりである。
１）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲを取得する。
２）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲの進行方向に沿って右に１つの工具半径ずれて第１工具経路Ｈ'Ｂ'及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'を取得する。
３）第１工具経路Ｈ'Ｂ'の終点Ｂ'での第１接線及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'の起点Ｂ"での第２接線を取得する。ここで、第２工具経路Ｂ"Ｒ'は直線経路であるため、この起点での第２接線は第２工具経路Ｂ"Ｒ'が位置する直線である。

【0040】

第１接線に第１切替え点Ｄを取得し、且つ、第２接線に第２切替え点Ｅを取得し、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ以下のとおりである。

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅは上述の広義の交点Ｆ、Ｑに相当する。二次元空間に対して、第１接線と第２接線は同じ面の直線である。

及び

から、

、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅは一致するとともに第１接線と第２接線の交点であり、且つ４点の点Ｄ、点Ｅ、点Ｂ'、点Ｂ"は一致することが分かる。

【0041】

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅを連結して中間切替え経路ＤＥを取得し、この場合、Ｄ点とＥ点が一致するため、中間切替え経路ＤＥも第１切替え点Ｄ又は第２切替え点Ｅであり、切替え経路が点Ｄ、点Ｅ、点Ｂ'、点Ｂ"の中の任意の一点であり、工具経路計画が完了される。このとき、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径ｒ以上である。

【0042】

本実施形態のおける第１プログラム経路は直線経路又は円弧経路であってもよく、第２プログラム経路も直線経路又は円弧経路であってもよく、ここで制限されない。

【0043】

なお、本発明に係る工具経路計画方法の第２実施形態では、プログラム経路連結タイプが伸長型及び短縮型であり、２本の直線の広義の交点を定義する。第１接線及び第２接線における第１切替え点、第２切替え点は広義の交点である。さらに第１工具経路の終点、第１切替え点、第２切替え点及び第２工具経路の起点を連結して、切替え経路を取得し、切替え経路におけるすべての点から第１、第２プログラム経路までの距離は工具半径以上であることによって、工具が切替え位置で加工するとき、工具はプログラム経路からはみ出さなく、即ち、ワークピースの加工されるべきでない位置をカットしなく、加工過程におけるオーバーカットの問題をよりよく解決し、２つの工具経路の切替えを実現する。かつ、工具経路計画方法は、二次元空間と三次元空間の両方におけるプログラム経路を含み、良好的な適合性を有する。

【0044】

図１３に示すように、本発明の工具経路計画方法の第３実施形態は、連結タイプが挿入型であるプログラム経路に対して工具経路計画を説明する。図２、３に示すように、第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプが挿入型であることは、第１、第２プログラム経路の交点での非加工側の角度がT＜９０°であることを指す。

【0045】

図１３に示された第１プログラム経路と第２プログラム経路との連結タイプは伸長型であり、且つ第１プログラム経路と第２プログラム経路は三次元空間における２つのプログラム経路であり、第１、第２プログラム経路は直線経路であり、それらに対応する工具経路計画の過程以下のとおりである。
１）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲを取得する。
２）第１プログラム経路ＨＢ及び第２プログラム経路ＢＲの進行方向に沿って左に１つの工具半径ずれて、第１工具経路Ｈ'Ｂ'及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'（この場合、工具経路がプログラム経路の左側に位置し、左工具径補正である）を取得する。
３）第１工具経路Ｈ'Ｂ'の終点Ｂ'での第１接線及び第２工具経路Ｂ"Ｒ'の起点Ｂ"での第２接線を取得する。ここで、第１、２工具経路は直線経路であるため、それらに対応する第１接線、第２接線は第１工具経路Ｈ'Ｂ'、第２工具経路Ｂ"Ｒ'が位置する直線である。第１接線と第２接線はねじれの直線である。

【0046】

第１接線に第１切替え点Ｄを取得し、且つ、第２接線に第２切替え点Ｅを取得し、第１切替え点Ｄと第２切替え点Ｅはそれぞれ以下のとおりである。

Ｂ'は第１工具経路の終点であり、Ｂ"は第２工具経路の起点であり、

は第１接線の単位方向ベクトルであり、

は第２接線の単位方向ベクトルであり、ｘは方程式

のゼロよりも大きな解である。

【0047】

第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅを連結して中間切替え経路ＤＥを取得し、且つ、Ｂ'とＤを連結し、ＥとＢ"を連結しており、この場合、切替え経路は、第１切替え経路Ｂ'Ｄ、第２切替え経路ＥＢ"及び第３切替え経路である中間切替え経路ＤＥが終点と起点とで連接して成すものである。第１工具経路の最終段が曲線である場合、第１切替え経路は第１工具経路の終点を通る接線である。第１工具経路の最終段が直線である場合、第１切替え経路は第１工具経路が該終点を通る延長線である。前記第２工具経路の最初段が曲線である場合、第２切替え経路は第２工具経路の起点を通る接線である。前記第２工具経路の最初段が直線である場合、第２切替え経路は第２工具経路が該起点を通る延長線である。第１切替え経路に第１切替え点を取り、第２切替え経路に第２切替え点を取り、第３切替え経路は第１切替え点と第２切替え点とを連結する線分である。

【0048】

ここで、第１切替え経路の長さは第３切替え経路の長さと等しく、第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第２切替え経路までの距離は工具半径ｒであり、即ち、第１プログラム経路ＨＢと第２プログラム経路ＢＲとの交点Ｂから中間切替え経路ＤＥまでの距離は工具半径ｒである。上述のＤ点、Ｂ点の具体的な取得過程は以下のとおりである。中間切替え経路ＤＥの中点をＭにし、ＤＢ'＝ＥＢ"から、ＢＤ＝ＢＥが分かり、さらに

が分かり、

を得ることができ、かつ

、方程式

のゼロより大きな解ｘを取り、さらにｘを

に代入すると、Ｄ点、Ｂ点を取得できる。

【0049】

上述の第１切替え点Ｄ及び第２切替え点Ｅに関する説明から、以下の内容が分かる。中間切替え経路ＤＥの中点Ｍから第１、第２プログラム経路の交点までの距離は工具半径ｒであり、中間切替え経路ＤＥにおけるＭ点以外の他の点から第１プログラム経路ＨＢ、第２プログラム経路ＢＲまでの距離はすべて工具半径ｒより大きい。即ち、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である。

【0050】

プログラム経路の連結タイプが挿入型であることに対して、その二次元空間における２つのプログラム経路の工具経路計画過程は、上述の三次元空間における２つのプログラム経路の工具経路計画過程と同じであるので、ここで詳しく説明しない。本実施形態において、第１プログラム経路は直線経路又は円弧経路であってもよく、第２プログラム経路も直線経路又は円弧経路であってもよく、ここで制限されない。

【0051】

なお、本発明の工具経路計画方法の第３実施形態では、プログラム経路の連結タイプが挿入型であり、第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点から第３切替え経路までの距離が工具半径ｒであり、切替え経路におけるすべての点から第１、第２プログラム経路までの距離は工具半径以上であることによって、工具が切替え位置で加工するとき、工具はプログラム経路からはみ出さなく、即ち、ワークピースの加工されるべきでない位置をカットしなく、加工過程におけるオーバーカットの問題をよりよく解決し、２つの工具経路の切替えを実現する。かつ、工具経路計画方法は、二次元空間と三次元空間の両方におけるプログラム経路を含み、良好的な適合性を有する。

【0052】

図１４、１５に示すように、本発明に係るワークピースの加工方法の一実施形態は、ステップＳ２１〜ステップＳ２４を含む。
ステップＳ２１では、ワークピースのプログラム経路を取得する。
ワークピースのプログラム経路を取得し、プログラム経路は終点と起点とが交差する第１プログラム経路ＨＢと第２プログラム経路ＢＲを含む。

【0053】

ステップＳ２２では、第１、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、第１、第２工具経路を算出する。
第１プログラム経路ＨＢと工具半径ｒに基づいて、対応する第１工具経路Ｈ'Ｂ'を算出し、第２プログラム経路ＢＲと工具半径ｒに基づいて、対応する第２工具経路Ｂ"Ｒ'を算出し、前記第１プログラム経路ＨＢと第２プログラム経路ＢＲとの交点Ｂは、第１工具経路Ｈ'Ｂ'における終点Ｂ'と第２工具経路Ｂ"Ｒ'における起点Ｂ"に対応する。

【0054】

ステップＳ２３では、第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算する。
第１工具経路Ｈ'Ｂ'と第２工具経路Ｂ"Ｒ'に基づいて、第１工具経路Ｈ'Ｂ'の終点Ｂ'と第２工具経路Ｂ"Ｒ'の起点Ｂ"を連結する切替え経路Ｂ"Ｄ、ＤＥ、ＥＢ"を計算し、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路ＨＢと第２プログラム経路ＢＲまでの距離は工具半径ｒ以上である。

【0055】

ステップＳ２４では、順に第１工具経路、切替え経路、第２工具経路の加工順序に従ってワークピースを加工する。

【0056】

工具は、順に第１工具経路Ｈ'Ｂ'、切替え経路Ｂ"Ｄ、ＤＥ、ＥＢ"、第２工具経路Ｂ"Ｒ'の加工経路の順序に従ってワークピースを加工する。

【0057】

なお、本発明のワークピースの加工方法は、ワークピースのプログラム経路を取得し、さらに第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出しており、さらに、第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算し、ここで、切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離が工具半径以上であり、最後に工具が加工経路の順序に従ってワークピースを加工することによって、工具が切替え位置で加工するとき、工具はプログラム経路からはみ出さなく、即ち、ワークピースの加工されるべきでない位置をカットしなく、加工中のオーバーカットの問題をよりよく解決し、２つの工具経路の切替えを実現し、ワークピースの加工品質を向上させる。さらに、取得された切替え経路が短いことは、ある程度まで加工効率を向上させる。

【0058】

図１６に示すように、本発明の工具経路計画装置の実施形態は、
終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するためのプログラム経路取得モジュール３０１と、

【0059】

前記第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するための工具経路取得モジュール３０２であって、前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する工具経路取得モジュール３０２と、

【0060】

前記第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するための切替え経路取得モジュール３０３であって、前記切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である切替え経路取得モジュール３０３と、を含む。

【0061】

図１７に示すように、本発明のワークピース加工装置の実施形態は、
終点と起点とが交差する第１プログラム経路と第２プログラム経路を含む、ワークピースのプログラム経路を取得するためのプログラム経路取得モジュール４０１と、

【0062】

前記第１プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第１工具経路を算出し、第２プログラム経路と工具半径に基づいて、対応する第２工具経路を算出するための工具経路取得モジュール４０２であって、前記第１プログラム経路と第２プログラム経路との交点は第１工具経路における終点と第２工具経路における起点に対応する工具経路取得モジュール４０２と、

【0063】

前記第１工具経路と第２工具経路に基づいて、第１工具経路の終点と第２工具経路の起点を連結する切替え経路を計算するための切替え経路取得モジュール４０３であって、前記切替え経路におけるすべての点から第１プログラム経路と第２プログラム経路までの距離は工具半径以上である切替え経路取得モジュール４０３と、

【0064】

順に第１工具経路、切替え経路、第２工具経路の加工経路の順序に従ってワークピースを加工するための加工モジュール４０４と、を含む。

【0065】

上述の実施例では、本発明に対して例示的に説明したが、当業者は、この特許出願を読んだ後、本発明の精神と範囲から逸脱せずに、本発明に様々な変更を加えることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】