JP2004192209A - 物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用ncデータ作成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】面加工用NCデータ作成に、CAD/CAMの面表面に点を発生更に細工して加工データ変換を行うと、形状データ容量が膨大となってCPUに非常な負荷が掛かるばかりでなく面加工データ作成に致命的とも言う処置が伴う。
【解決手段】面加工用NCデータ作成に、CAD作画に用いている形状処理理論の4端点4曲線で曲面パッチを構成し、この4端点にAとBパラメータ信号値をあやつる事で点データを変えずに無限数の面が創製出来これをテキストデータのプログラム化することで、APTを介さず直接面加工用NCデータ変換が出来る。この曲面パッチを行列配列することで、自由自在形状の3次元曲面創製が出来る。且つ3次元CAD/CAMの点データ変換処理では困難視されている3次元稜線切削・加工データ圧縮処理変換・アンダー形状等の曲面加工データ変換が解決改良され、理想面加工用NCデータ変換が実現出来る。
【選択図】 図18
【解決手段】面加工用NCデータ作成に、CAD作画に用いている形状処理理論の4端点4曲線で曲面パッチを構成し、この4端点にAとBパラメータ信号値をあやつる事で点データを変えずに無限数の面が創製出来これをテキストデータのプログラム化することで、APTを介さず直接面加工用NCデータ変換が出来る。この曲面パッチを行列配列することで、自由自在形状の3次元曲面創製が出来る。且つ3次元CAD/CAMの点データ変換処理では困難視されている3次元稜線切削・加工データ圧縮処理変換・アンダー形状等の曲面加工データ変換が解決改良され、理想面加工用NCデータ変換が実現出来る。
【選択図】 図18
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標空間に加工する領域を4点で指示し、個々の点に貸与した関係関数を有する2つのAとBパラメータを有する点を配置して個々4点が有しているAパラメータ同士とBパラメータ同士で4端点を有する4曲線を創製し、この4曲線に囲まれた内側をコンピュータに面と認識させる。
この座標空間に加工領域を設定した4点は、一般には3次元CADモデリングの主曲線と従曲線の交点となる結節点の位置ベクトルと2つのAとBのベクトルを貸与する点であるが、2次元CADから座標軸置換でプログラム技術者が作画計測してパラメ−タ処理プログラムを代用して、手入力キーインでコンピュータに面と認識させる事も出来る。
【0002】
前記個々の4点が有する2つのAとBのパラメータ値は幾何学で角度表示に用いる方向余弦表示で、各点の接線ベクトル値である。
このパラメータ値のA同士とB同士の2点間接線ベクトルの値によって、図形要素の直線・円弧・曲線がコンピュータによって探知される。
この図形要素の種類によって4角形の内容は平面・プリミティブ立体・自由曲面の3種類の曲面パッチを創製する。
【0003】
この3種類の面、全てがNC加工データ変換をコンピュータが直接処理する、曲面は前記4曲線を4曲線長起算の向かい合う2曲線を任意に定める分割値あるいは按分比で直線補間変換を行う。コンピュータは常にベクトルを管理してるので、この曲線成分が円弧又は直線と判断した場合はNCフォマットに合致させて始終点のNCデータ変換をコンピュータがこれらの処理を瞬時に1ヶの面と判断して曲面パッチ内の曲線変換をする。
【0004】
また座標空間の4点基本ブロック即ち曲面パッチが、縦×横の行列配列されている場合は単体曲面パッチ同様、全ての点を面認識の行列配列管理してこれらを1ヶの面と見なしてNC加工データ変換も出来る。NC制御装置を駆動する為の外部信号を作成する演算処理方法に関するものである。
【0005】
【従来の技術】
殆ど世の中の加工データ作成でプリミティブ立体や自由曲面の加工用NCデータ作成には3次元CAD/CAMを用いており、CAD部で図形要素を活用してワイヤーフレーム曲線を作成、この曲線をスプライン化更にモデリング形状処理でサーフェース処理を行い、モデリング形状処理表面を面認識させる、CAM部でその表面全体にまばらのムラが発生しないよう綿密な点を貼り付け、この点を細工して工具軌跡(CLデータ)を作成して、更にこの工具軌跡データを基にしてNC工作機械の制御装置のNCフォマットに合致させる為にAPT(NASAで開発されたNC変換ソフト)を介してNCデータ変換としている。
3次元CAD/CAMのCADでモデリングして面を創製し、CAMでこの面の表面に点を発生させ、この点を細工して加工用NCデータ変換処理を行っているが、モデリングで3次元形状を創製した基本曲線類データは点を発生するのみに活用したが、その後この基本曲線類データは廃棄処分同様一切活用はしていない。この為に3次元稜線のある曲面加工用NCデータ作成の面沿い加工NCデータ変換不備・NC加工データ圧縮不備・アンダー形状の加工用NCデータ不備などの状態でNCデータ変換が行われている。この不備諸問題の恒久対策となるとカーネル自体から作り直さなければならず、暫定処置として加工用NCデータ変換の出力時に加工データ変換の分解能をNCマシン加工データ長の限界に近い0.1ミリ指令を指示しているに過ぎなく、3次元CAD/CAMの使用者は困
惑している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
3次元CAD/CAMでプリミティブ立体や自由曲面の加工データ作成で現在抱えている課題が3つ有り、この恒久的対策が一向に日の目が見えない事と暫定処置の方法が加工者に対して不利益な処置が実施されている。
本発明を実施することで課題の大半は解決し、また暫定処置の不利益は解消される。
【0007】
3次元CAD/CAMが抱えている課題とは
(a)面に沿った面添い加工データ変換が出来ていない
(b)加工データの圧縮処理が出来ていない
(c)アンダー加工データ変換が出来ていない
この(a)(b)(c)3つの項目の要因は3次元CAD/CAMは知恵と時間を費やして図形要素の直線・円弧・曲線類を用いてモデリング形状を創製して、加工データ変換時にこのモデリング表面に点を発生させ、この点を細工して
加工データ変換としている。折角知恵と時間を費やして創製したモデリング形状の形状処理要素の曲線類を初めとする図形要素データは廃棄同様採用していない結果である。
現在3次元CAD/CAMの多くは暫定処置として、NCデータ変換時の直線データの分解能を0.1ミリと非常にNCデータとしては極限に近い寸法値を指定している。
この為に変換出力NCデータ容量は超膨大容量化して、現場作業では悪循環現象が発生している。
暫定処置のNCデータ変換の分解能を0.1ミリに指定結果、加工データ容量が膨大化するだけでは無く、NCデータ個々の直線要素データ長が0.1ミリと極端に短くなる為に、NC制御装置の指令が追従出来なくなり、NCマシンは息つき現象を起こし、加工時間対策で高速切削NCマシンの導入・DNC装置の導入・超高速演算処理コンピュータの導入と部品加工単価にも影響を及ぼし問題となっている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
NCマシンの駆動原理を解析すると、全てベクトルで解析が可能である現在、NCデータ内容もベクトル表現値をISO規格のNCフォマットに準拠したものであり、3次元形状処理の3次元CADモデリング処理で全ての図形形状要素もベクトル表現が行われている。
【0009】
3次元CADを用いてモデリングを創製する、この3次元形状を作図する図形の基本要素は点・直線・円弧・曲線であり、これら図形要素の点以外の図形要素の全ては、点とベクトルで表すことが出来る。単体図形のみならず直線・円弧・曲線の混在した連続図形も点とベクトルで現す事が出来る。これらは2次元連続図形であっても、3次元連続図形であっても同様である。
一般のNC加工プログラム作成産業界の3次元形状をNC加工する場合のNCデータ作成方法は、3次元CADを用いて製作する3次元モデリング形状を図形の基本要素である点・直線・円弧・曲線を用いてサーフェース化して立体や曲面を作成する。CAMがこのモデリング形状データを受け継いでモデリング面表面に、まだらのムラ無く点を発生し、この点を細工して工具軌跡(CLデータ)変換し、このCLデータを更にAPT(NASAで開発したNC変換ソフト)を介してNCデータ(ポストプロセッサ処理)としている。
【0010】
一般のCAD/CAMはNCデータ変換にAPTを用いているが、本発明に用いているNCデータ変換にLANC(ランク:NCシステム事典・西暦1983年・朝倉書店発行266頁上7行目)を採用故、CAMのポストプロセッサ後処理のAPTに対してLANCは工具軌跡変換データにポストプロセッサ先処理の自動貼り付けを施している違いである。
この違いのためにCAMはモデリング表面にムラ無く無数の点を発生する手法を用いているが、本発明は形状処理工学のクーンズ理論の1曲面パッチに対してAとBのベクトル貸与した4点の形状データとしているから、1つの曲面パッチを現す形状データ容量はCAD/CAMに対して圧倒的に僅少容量でありコンピュータ処理の高速演算処理を加速させ事が出来る。
【0011】
本発明は、3次元CAD/CAMが抱えていて着手していない恒久対策の課題を真っ正面から解決するものであって、現状一般のNCデータ作成基本理念を改革するものである。
即ち、3次元CAD/CAMで創製したモデリング形状の表面に点を発生してこの点を細工している現状では、モデリングを構成している一番重要な曲線類を活用していない。
本発明はその点に着眼し3次元CAD/CAMのモデリング図形要素類の曲線データから直接、主・従曲線の交差する交点である結節点の位置ベクトルの点とA方向とB方向の接線ベクトルを吸い上げ活用するものである。
接線ベクトルのパラメータ値を活用すると4点で構成出来る面(平面・プリミティブ立体面・自由曲面)は数限りない種類の曲面創製が出来る。この曲面パッチはテキストデータとしてのプログラム文に変換するのでこのプログラムを実行すると、ポストプロセッサ処理した面加工用NC加工データが作成出来る。
本発明の形状処理では数キロバイト容量のテキストデータ変換プログラムを有しているが、3次元CAD/CAMのモデリング形状データ並びにCLデータとは比較にならない1/100から1/10000の僅少のデータ容量であるから面加工用NCデータ変換処理速度は圧倒的に超高速処理が達成出来る。
この様に恒久対策の課題を解決することで、暫定処置は同時に自然解決し消滅するので不経済な設備の増設なども一切不要となりNC加工による部品加工の原価低減にも役立つものである。
【0012】
【実施例】
本発明を生産業界の金型生産や一般部品生産のNC加工プログラム作成産業方面に適応する場合について述べると、プリミティブ立体や自由曲面形状を構築するモデリング作成に、形状処理工学理論を幅広く活用している3次元CAD産業界は形状処理工学理論は常識化している。
しかし、3次元形状をNCマシンで切削加工する為にはNC加工プログラムを用いて、NCデータに変換した信号を、NCマシン側から見ると外部信号としてインターフェース・コネクターRS322Cを介して供給して初めてNCマシンが3次元形状を切削のために稼働する。
このNCマシンに供給する外部信号を作成する為にNC加工プログラムを作成する。この加工プログラム作成に物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成に形状処理工学のクーンズ理論の4端点4曲線曲面パッチの、この4端点の個々の点に独自のA方向とB方向のパラメータ信号を貸与した点として設定することを特徴とするNCデータ作成方法である。
【0013】
このAとBベクトルを貸与した点を設定した特徴は、一般の点は位置ベクトルとしての点であるが、本発明で面を認識する為の点はAとBのパラメータ信号を貸与出来る事である。一般にはこの信号は3次元CADでモでリングした主曲線と従曲線の交差した交点即ち、結節点の位置ベクトルと主曲線と従曲線の接線ベクトルAとBであり、この点を縦×横のマトリックス配列管理した加工プログラムを用いて3次元面加工用NCデータを作成する。
プログラム技術者が3次元CADから変換された任意の点のAとBベクトルではデザイン形状より若干相違があり少し修正したい場合、一般のCAD/CAMでは3次元CADに戻ってモデリングの主曲線と従曲線を修正し、スプライン変換・面張りし、点を発生・CLデータ変換・APTを介してNCデータ変換をしなけければならないが、本発明はこのベクトルを貸与した点のAとBにはパラメータ機能を備えているので直接テキストデータの加工プログラムをコンピュータの入出力装置から手修正が迅速に出来る。
【0014】
この結節点の全ての点には関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号値を設定する為の媒体は、一般に3次元CADであるがプログラム技術者が、電卓や2次元CADを用いてプリミティブ立体や自由曲面を位相変換を用いて人間の頭脳でAとBパラメータとなる方向ベクトルと位置ベクトル点を入出力装置から手入力でNC加工プログラムを作成することも出来る。
この手法を用いれば簡単な3次元形状は3次元CADを用いずに面加工用NCデータを作成することが出来る等の特徴もある。
【0015】
本発明の処理方法を図面として詳細説明すると図18でNCデータ作成システムの基本レイアウトブロック図であり、一般のコンピュータシステム同様にCPU510にはKEY500の入出力装置が接続されていて信号の手入力や修正を又CPU500にはCRT520の表示装置とプリンター530が接続されていて現状作業のビジアル目視と記録保管の処理が可能であり、NCデータを作成する為のFD/MO550外部信号を受け付ける装置と作成したNCデータを保管するNCデータ保管装置540を備えている。
尚CPU510内部は図19で示している通り1stプロセッサで本発明の形状処理プログラムを受け付けで外部信号並びに手入力と修正処理領域があり、このプログラムを演算する中央演算装置があり、この結果を処理する2ndプロセッサを設けてあり、他のNCデータ作成システムとは変わり無い構成である。
本発明の詳細説明に用いる図面で図10以外は数値並びに形状を正しく表現する為に2次元機械製図画法の平面図・正面図・右側面図を用いた。
【0016】
本発明には加工プログラム作成が基本にあり、加工には形状のどの位置を加工開始点にするかを決る。加工開始点を決めると必然的に加工終了点が決まるが、加工開始点は、曲面パッチの大きさに関係無く全て隅部故に切削方向は2方向あって、そのどちらをも選択出来る自由度がある。
曲面の最小曲面パッチは点を2行2列配列で点の数は4点となる。点配列で曲面を表示するに曲面パッチを横に10ヶ並べて横方向を切削方向に点の行列配置すると、曲面の点管理は11行2列の点配列になる。曲面パッチを横に5ヶ縦に3段積み上げて横方向を切削方向に点を行列配置すると、曲面点管理は6行4列の点配列となる。
この横5ヶ縦3段積み上げた曲面パッチを縦方向に切削方向とすると、4行6列の曲面点管理としていて、切削方向によって点即ちAとBのパラメータのベクトルを貸与した点の管理をコンピュータに指令している。
点に2つのAとBのパラメータのベクトルAは、曲面パッチを構成する主曲線の方向ベクトルであり、工具が切削走行する方向に合致させ、Bは従曲線の方向ベクトルであって、面加工で工具が次に切削走行する位置決めのためにピック移動する方向に合致させる。
曲面パッチ、一般曲面には大小を問わず点の配列を行列配列するから4隅があってこの4隅全てが加工開始点となるから、4隅の点には2方向の切削方向があるので、それぞれの曲面には合計8通りの切削方法の選択が出来る。
この加工開始点と切削方向の選択方法によって、一方向切削・放射方向切削・ラウンディング切削などの選択出来る。
図10は加工曲面4隅の点の各コーナ点を切削開始点とした時の、パラメータ信号AとBのデータ配列のパラメータ信号の方向を図示したものである。
【0017】
図1は単体曲面パッチの機械製図画法の平面図・正面図・右側面図の3面図であり、曲面を点とベクトルで表現説明に用いる曲面パッチ領域内を区別表現すために太い実線表示した。以後の図面も同様表現する。
【0018】
図2は曲面パッチの4端点4曲線表示の図形要素内容図であり、4端点は点1・点2・点3・点4である。4曲線#101は上部2次元円弧であり#102
と#103は3次直線であり#104は下部2次直線であって各端点箇所では折れ線接続された円弧からみの変形3次元4角形である。
【0019】
図3は単体曲面パッチを、本発明の物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成プログラムに用いる、位置ベクトル並びにAとBパラメータ信号となるベクトル値をこの4曲線から関連抽出したデータ類である。
点1の位置ベクトルはX20.Y−10.Z0.となる、これは平面図と正面図の点1を合成することで設定される。同様点2・点3・点4も同様合成すると点2=X30.Y−25.Z−30.点3=X−15.Y−15.Z0.
点4=X−30.Y−35.Z−30.となる。本説明では、切削方向を等高線切削方向とする。故に形状データ配列は図10の点P横のパターンとなる。
点1のパラメータAのベクトルは直線点ア点イ=直線図形105となる。この直線図形105の図形解説は図6で詳しく説明する。点1のパラメータBベクトルは平面図・図形#107と右側面図・図形107の合成でX10.Y−15.Z−30.となる。この大きさは直線点ウ点イ=図形107=図形#102=
図形108となる。3次直線の接線ベクトルは、その3次直線の長さに等しい、接線ベクトルは方向表示であるからA(αX、βY、γZ)XYZの長さの比率である、故に図形をベクトルに採用する場合は点ウ点イ=X2.Y−3.Z−6でも構わない。常にカッコ内でCOSの計算で比率を求めさせている。
点2のパラメータAは直線#104と同価でX−60.Y−10.Z0.となり、パラメータBは点1のB値と全く同価となる。
点3のパラメータAは直線・図形番号106となる。この詳細説明も図6で、詳しく説明する。点3のパラメータBは直線図形#103であるから
#103=X−15.Y−20.Z−30.となる。
点4のパラメータAは、点2のAと同価であり、点4のパラメータBは点3のBと同価となる。
図3のこの曲面パッチ□・点1・点3・点4・点2・点1の加工プログラムは参考として、図20のプログラムに、NCデ−タ変換した工具軌跡は図23に
記載した。
【0020】
一般に立体や曲面をCADで作画したり、CAMで形状を図形変換では殆どが数学処理をしているのでベクトル表現が真新しい。3次元CADの立体や曲面を修正などではベクトル操作が見受けられてきたので、ベクトル特に図形要素を点とベクトルであやつれる、ベクトルの説明を行う。
ベクトル表示方法に幾何学では方向余弦表示方法があり、本発明のパラメータを採用したプログラムには2〜3次元ベクトルを多く用いるので方向余弦入力方式を採用した。図17で一般に用いる数式をポンチ絵と共に記載した。
図4は直線の接線ベクトルの説明図である図形番号111と112は接線ベクトルの絶対値は同一であるが、本発明で用いるベクトルには必ず始点又は終点とベクトルの方向を組にしてある。点11が始点・点12が終点とした図形111では図形111=X20.Y−20.Z0.となるが、図形112は点13が始点・点14が終点では図形112=X−20.Y20.Z0.となる。
同様、始点15終点16のベクトル113=X−40.Y−8.Z0.となり始点17終点18のベクトル114=X40.Y8.Z0.となる。
図5の始点21終点22のベクトル121=X20.Y−20.Z5.となり始点23終点24のベクトル122=X−40.Y−8.Z−10.となる。
直線図形111のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(10, 10,0),A(20,−20,0)
GO,(30,−10,0),A(20,−20,0)となり
直線図形112のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(30,−10,−20),A(−20,20,0)
GO,(10, 10,−20),A(−20,20,0)となり
直線図形113のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(30, −12,0),A(−40,−8,0)
GO,(−10,−20,0),A(−40,−8,0)となり
直線図形114のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(−10,−20,−20),A(40,8,0)
GO,(30, −12,−20),A(40,8,0)となる
図5の直線のベクトルは3次直線のベクトル表示である。
方向余弦表示方法では2次〜3次の直線並びに円弧を点とベクトルで同一表示出来る角度表示方法である。X値が0(ゼロ)であればYZ平面の2次元ベクトルであり、Y値が0(ゼロ)であればXZ平面の2次元ベクトルであり、Z値が0(ゼロ)であればXY平面の2次元ベクトルとなる。
図形121のベクトルは始点X10.Y10.Z−5.終点X30.Y−10.Z−5.となって図形121のベクトル=X20.Y−20.Z5.となる。同様直線図形122のベクトルは始点X30.Y−12.Z0終点X−10.Y−20.Z−10.となるから図形122のベクトル=X−40.Y−8.Z−10.となって、3次直線図形121のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(10,−10,−5),A(20,−20,5)
GO,(30,−10, 0),A(20,−20,5)となり
3次直線図形122のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(30, −12, 0),A(40,−8,−10)
GO,(−10,−20,−10),A(40,−8,−10)となる
直線図形定義でGO命令に続いて位置ベクトルと接線ベクトルを指令した文を2行で定義すると記号Aに続いた方向余弦指令で2〜3次直線をあらわす、即ち点とベクトルで2〜3次直線を創製する。
【0021】
円弧を点とベクトルで表示又は変換する方法は次の方法で求める。
数値制御装置では基本的に円弧を駆動出来る平面はXY平面・XZ平面・YZ平面の2次元平面である。円弧の表示方法をIJK指令方式で説明すると、
図6・(イ)の円弧は中心点がX0.Y0.で始点がX20.Y−15.終点がX−15.Y−20.始点から円弧中心点までの寸法はI−20.J15.が円弧#131の保有するNCデータである。
図6・(ロ)の円弧#131の円弧の中心点をOとし、円弧始点をU、円弧終点をVとする。円弧中心点Oと円弧始点Uを最短距離の直線で結び、この直線を132とする。同様円弧中心点Oと円弧終点Vも直線で結び、この直線を133とする。
図6・(ハ)の様に一方の直線132を円弧の始点U点を軸芯にし直線132を時計回りに90度旋回させこの直線を132′とする。
他方の直線133を円弧の終点V点を軸芯にし直線133を半時計回りに90度旋回させこの直線を133′とする。
この直線132′と直線133′をベクトル換算し方向付けする。即ち、直線132′はX−15.Y−20.となり、直線133′はX−20.Y15.となる。
これを記号表現でA(−15,−20,0)とA(−20,15,0)として、パラメータ信号として、始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した円弧の定義文は
GO,(20, −15,0),A(−15,−20,0)
GO,(−15,−20,0),A(−20, 15,0)と指令したら円弧の大きさ25で時計回りの円弧で中心点座標はX0.Y0.始点U終点Vが演算する様になっている。
図6(イ)の円弧データをコンピュータが演算すれば、点とベクトルで円弧を創製出来た事になる。言い換えれば図6(ニ)の説明図の如く、点U点の位置に点Uに与えられた接線ベクトル135に対して法線を立て、また点V点の位置に点Vに与えられた接線ベクトル136に対して法線をたてる。この時お互いの法線の交点をOとする、この状態でOUとOVの長さが等しい場合は、OU又はOVの長さの円弧を創製しても同じ結果となる。
この時OUとOVの長さが一致しない場合は、Bスプライン補間曲線に倣って分割直線データ変換とする。この直線補間の長さはパラメータ信号としてマクロ処理プログラムの設定で行う事が出来る。円弧表現も直線同様に位置ベクトルの点と方向ベクトルを方向余弦表示指令で表す事が出来る。3次元CAD/CAMの様に円弧を近似直線補間NCデータとすることは無い。
【0022】
曲線を点とベクトルで表示又は変換する方法は次の方法で求める。数値制御装置は曲線補間コードを受け付ける機能があるが、データ作成の問題でしかも高価・演算処理速度の関係等でまだ一般化していない。
本発明では、物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータを作成するに当たって、点とベクトをパラメータ信号化する為には曲線も同様に処理出来る形態とした。先の円弧の説明で2次円弧が成立しなかった処理同様点とベクトルをパラメータ信号化で2次元曲線も3次曲線も直線・円弧の記述方法は同じである。
図7は2次元曲線で点41=X30.Y0.Z0.の位置にベクトル図形141のY成分のみ−1点42=X0.Y−20.Z0.の位置にベクトル図形142のX成分のみ−1で作成する曲線の定義文は次の様な記述式となる。
GO,(30, 0,0),A(0,−1,0)
GO,(0,−20,0),A(−1,0,0)とするとベクトを忠実に守った直線補間接続のBスプライン2次曲線パラメータ採用のプログラムとなる。
図8は3次元曲線で点43=X30.Y0.Z0.の位置に、ベクトル図形143のY成分のみ−1点44=X0.Y−20.Z5.の位置に、ベクトル図形144のX成分のみ−1で作成する曲線は次の様な記述式となる。
GO,(30, 0,0),A(0,−1,0)
GO,(0,−20,5),A(−1,0,0)とすると2次曲線同様の直線補間接続のBスプライン3次曲線パラメータ採用のプログラムとなる。
【0023】
以上の様に位置ベクトル表示の点と方向ベクトル表示を方向余弦入力表示として、共にパラメータ設定思想で2〜3次直線・2次円弧・2〜3次曲線を表現する事が出来る内容を説明した。曲面の形状図形要素は点・直線・円弧・曲線であって、点以外は説明をしたので本発明で用いる点の思想を説明する。
位置ベクトルとなる点に貸与する方向ベクトルを本発明では方向余弦入力としてあり、このベクトルの考え方はを説明する。
仮に点を地球儀と仮定し、この地球儀の点に方向余弦のベクトルを付加する事は、地球儀の表面の任意の1点を定め核心点と定めた地球儀の任意の1点を最短距離即ち直線で結びその直線を延長させた方向を3次元ベクトル表示の方向余弦を用いる、この様な方向ベクトルを点に貸与する。
座標空間内に位置ベクトルの点1を設けこの点に方向ベクトルを方向余弦表示で付加した点要素があり、更にもう1点を設けこれを点2とし、この点にも同様に方向余弦表示のベクトルを与える。この位置ベクトル並び方向ベクトルにパラメータ処理を組み込む事で、点1から点2に点が移動する事で、図形要素である直線・円弧・曲線が創製出来る。
更にこの図形要素を移動させる、例えば平行移動・オフセット移動・旋回移動・ねじれ移動等を行えば、これら全ては曲面が創製される。特別に面と認識させなくとも自然に自由曲面までが創製出来る。
この移動の移動変化をパラメータ処理し、任意に定めた分割値あるいは按分比を考慮処理すれば、自然と曲面創製用NCデータが創製出来るはずである。
【0024】
図9は一般の3次元CAD/CAMの加工データ出力で点を発生させた状態を2次元3面図形式で作画したものである。ここの円弧成分に対しての処理を考えれば曲率半径がからむ図形故に、理想は角度分割による点の発生などであるが、一定分解能を採用しているCAD/CAMは加工データ分解能で端数が発生する箇所では点が密集する欠点がある。それ故に分解能を極力小さい指令が強いられているサンプルである。
【0025】
図11は3ヶの曲面パッチの例で2ヶ所の接合稜線部分があり、1ヶ所は滑らかな稜線の接合箇所があり、他の1ヶ所はくっきりした稜線の折れ線接合図形の2次元3面図である。
【0026】
図12は複数曲面パッチを、本発明の物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成プログラムに用いる、位置ベクトル並びにAとBパラメータ信号となるベクトル値を図11の曲線類から関連抽出したデータであ
る。
この曲面処理は図10の点P横のパターンによるプログラムパターンとし
曲面1□点61・点63・点64・点62・点61
曲面2□点63・点65・点66・点64・点63
曲面3□点67・点69・点70・点68・点67で
曲面1と曲面2の稜線は滑らか接合であり曲面2と曲面3の稜線は折れ線接合である。
本発明の物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を2つのパラメータ信号処理手法の曲面パッチの説明で4端点4曲線が基本パターンと説明をした。曲面パッチが2ヶある時の接合状態を考えた時2種類の接合が考えられる。
1つは折れ線接合であり、もう1つは滑らか接合である。本発明ではこの両者ともパラメータ処理を考慮したプログラム作成が出来る。
3次元CAD/CAMではこの処理の滑らか補間のみで折れ線接合が基本的に出来ていない為に図13の分解能をNCマシンの極限値の0.1ミリ指定で逃げている。
本発明の処理は接合する稜線となる箇所図12の図形番号#164(曲面1と曲面2の接合箇所)の点即ち、ベクトルを貸与した点のパラメータ信号値である位置ベクトルと方向ベクトルを互いに完全一致させれば良い。
この場合の基本は重複ダブった形状データの作文であるが、全く同一の場合は前後どちらかの形状データを省略する事が出来る仕組みになっている。
一方図形番号#167(曲面2と曲面3の接合箇所)は曲面2と曲面3の稜線は完全な折れ線処理になるパラメータ信号を設定することで図11の3次元曲面図形を表現出来る。
図12のこの3ヶの曲面パッチ□・点61・点63・点65・点67・点69・点70・点68・点66・点64・点62・点61の加工プログラムは参考として、図21のプログラムに、NCデ−タ変換した工具軌跡は図24に記載した。
【0027】
図13は一般の3次元CAD/CAMの加工データ出力で点を発生させた状態を2次元3面図形式で作画したものである。
従来の技術の項でも説明した如く3次元CAD/CAMはソフト構成上3次元稜線となる、くっきりした境界線を切削加工で処理する事が不得意である。
先の説明で記したように3次元曲面には曲面パッチ間で滑らか稜線発生の接面接合には問題は発生しない。稜線図形183の様に滑らかな面近辺では工具軌跡が、稜線ライン近辺でバラ付いても全体形状あまり支障はない。
しかし、稜線をくっきり表現させる折れ線接合では工具軌跡点が稜線線上に来る事が理想曲面である。
稜線図形184を見れば一目瞭然この稜線上に来る点は1割もないとすると加工結果はガタガタになって稜線のイメージは全く損なわれる。
それ故に3次元CAD/CAMでは分解能をNCマシン加工デー長として限界ぎりぎりの0.1ミリ指定等が指示される原因となる、そのサンプルである。
【0028】
図14は曲面パッチを行列配列処理した曲面パッチで曲面は滑らか補間曲面とした。図面を見ても理解出来る様に計算する曲面形状はL型であって、曲面パッチを行列マトリックス状にパラメータ信号値を受け付けるベクトルを貸与した点を配列出来れば良い。
4端点4曲線の曲面パッチで、対向点となる2つのAとBパラメータ信号値が同一値になる事はない、それは曲面でなく曲線となるからである。
しかし、4端点4曲線で、どれか隣り合わせの点が同一になる、即ち4端点3曲線になる事が発生する。それは言い換えれば3角曲面パッチである。
本発明の物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を2つのパラメータ信号処理手法の曲面パッチの説明で4端点4曲線が基本パターンと説明をした。しかし、曲面パッチは4曲線4端点で全ての曲面が構成している訳では無い。
4端点3曲線も受け付けられなければ、物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を2つのパラメータ信号処理手法の機能が半減してしまう。
これらプログラムには3角曲面パッチと4角曲面パッチの混在群であっても、本発明では処理可能としてある。
【0029】
図15は横1行に3ヶの曲面パッチを滑らかに連結接合し、縦にこの連結曲面パッチを4段滑らか接合で重ねた構造の曲面パッチである。
本発明の物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を有する2つのパラメータ信号処理手法の曲面パッチ面加工用NCデータ作成プログラムは、図10の点P横のパターンによるプログラムとした。
図15の曲面パッチの位置ベクトルの点に関係関数を有する2つのAとBパラメータを貸与する点を持つ曲面パッチの配列は、3行×4列=合計12ヶの曲面パッチとなる。
しかも12ヶの曲面パッチは左右・上下・上下左右共に滑らか接合であるので、個々の曲面パッチの4端点で隣り合わせ同士でベクトル値が同一の場合は、その一方を省略出来るから、これを整理するとこの配列は図16の如くなる。
図14の3次元形状を図15の如く接交点となる点をデジタル表示して、図16の如くこの点を配列した加工プログラムは参考として、図22プログラムに、NCデ−タ変換した工具軌跡は図25に記載した。
【0030】
図15の形状データ構造から、物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成方法を考えた時、一番効率の良い手法は3次元CADからモデリング形状データの主曲線と従曲線の交差した交点である結節点の位置ベクトルと方向ベクトル点を抽出する方法である。しかし、プリミティブ形状の立体やこの立体を多少変形又は修正処理した形状は、ものづくりを行う現場では沢山見受けられる。この種の形状は3次元形状であるが、2次元CADで充分関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号を演算設定する事は充分可能である。
2次元CADもコンピュータ制御で演算作画するツールであり、精度的にも2次元CAD活用の方が高く、プログラム技術者が若干知恵なる手を加えた処理も可能な理想曲面の創製となって、全てをデジタル処理のみでなくアナログ処理も割り込み挿入処理が出来る。
本発明の物理プロセスをコンピュータ制御して面を加工用NCデータ作成方法を点に関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号値を演算処理処理する方法に当たってデジタル処理単独でも、デジタルにアナログを加算処理方法でも、又全てアナログ処理単独でも可能であるが、これらを最終的には物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成が出来る方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の単体曲面パッチを説明する4端点4曲線構成曲面パッチの2次元表現3面図の投影図である。
【図2】図1を曲面パッチとしてとらえる図形要素内容の2次元表現3面図の投影図である。
【図3】図1の曲面パッチをベクトル換算処理する為に必要な形状データの2次元表現3面図の投影図である。
【図4】本発明で用いる2次直線を点とベクトルで表現するために立体図形から形状データを抽出する2次元表現3面図の投影図である。
【図5】本発明で用いる3次直線を点とベクトルで表現するために立体図形から形状データを抽出する2次元3面図の投影図である。
【図6】本発明で用いる2次円弧を点とベクトルで表現するために2次元円弧図形から形状データを抽出するす2次元面図である。
【図7】本発明で用いる2次曲線を点とベクトルで表現するために点とベクトルを与えて2次曲線を創製する2次元表現3面図である。
【図8】本発明で用いる3次曲線を点とベクトルで表現するために点とベクトルを与えて3次曲線を創製する2次元表現3面図である。
【図9】図1の形状を3次元CAD/CAMが面加工用NCデータ変換の想定を2次元表現3面図で現した図である。
【図10】本発明では加工を考えて形状データの開始点を決めるその加工パターン8種類の図示図である。
【図11】本発明で用いる曲面パッチが複数の場合の曲面パッチ構成図を2次元表現3面図の投影図である。
【図12】図11の複数・曲面パッチをベクトル貸与点として処理するに必要な形状データの2次元表現3面図の投影図である。
【図13】図11の形状を3次元CAD/CAMが面加工用NCデータ変換の想定を2次元表現3面図で現した図である。
【図14】本発明で用いる曲面パッチを行列配列処理した場合の曲面パッチ構成図を2次元表現3面図の投影図である。
【図15】図14の曲面パッチを行列配列処理した曲面パッチをのベクトル貸与点として処理するに必要な形状データの2次元表現3面図の投影図である。
【図16】図15の曲面パッチを行列配列処理した曲面の点をフラットに配列置換した説明図である。
【図17】本発明に用いるベクトルは方向余弦表示方式を採用しているので、文献より抜粋して本発明に利用説明し易くした説明図である。
【図18】本NCデータ作成システムの基本レイアウトブロック概念図である。
【符号の説明】
500 入出力指令キーボード
510 中央演算装置
520 表示装置
530 記録装置
540 NCデータ
550 プログラムや変換データの格納装置
【図19】本システムの中央演算装置の内部図構成図である。
【図20】本発明の図3の単体・曲面パッチ1の加工プログラム1の例である。
【図21】本発明の図12の複数・曲面パッチ2の加工プログラム2の例である。
【図22】本発明の図15の曲面パッチの行列配列の加工プログラム3の例である。
【図23】本発明の図3の単体・曲面パッチ1プログラム実行NCデータ変換工具軌跡のアイソメ・左からの投影・上からの投影・正面からの投影である。
【図24】本発明の図12の複数・曲面パッチ2プログラム実行NCデータ変換工具軌跡のアイソメ・左からの投影・上からの投影・正面からの投影である。
【図25】本発明の図15の曲面パッチの行列配列プログラム実行NCデータ変換工具軌跡のアイソメ・左からの投影・上からの投影・正面からの投影である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標空間に加工する領域を4点で指示し、個々の点に貸与した関係関数を有する2つのAとBパラメータを有する点を配置して個々4点が有しているAパラメータ同士とBパラメータ同士で4端点を有する4曲線を創製し、この4曲線に囲まれた内側をコンピュータに面と認識させる。
この座標空間に加工領域を設定した4点は、一般には3次元CADモデリングの主曲線と従曲線の交点となる結節点の位置ベクトルと2つのAとBのベクトルを貸与する点であるが、2次元CADから座標軸置換でプログラム技術者が作画計測してパラメ−タ処理プログラムを代用して、手入力キーインでコンピュータに面と認識させる事も出来る。
【0002】
前記個々の4点が有する2つのAとBのパラメータ値は幾何学で角度表示に用いる方向余弦表示で、各点の接線ベクトル値である。
このパラメータ値のA同士とB同士の2点間接線ベクトルの値によって、図形要素の直線・円弧・曲線がコンピュータによって探知される。
この図形要素の種類によって4角形の内容は平面・プリミティブ立体・自由曲面の3種類の曲面パッチを創製する。
【0003】
この3種類の面、全てがNC加工データ変換をコンピュータが直接処理する、曲面は前記4曲線を4曲線長起算の向かい合う2曲線を任意に定める分割値あるいは按分比で直線補間変換を行う。コンピュータは常にベクトルを管理してるので、この曲線成分が円弧又は直線と判断した場合はNCフォマットに合致させて始終点のNCデータ変換をコンピュータがこれらの処理を瞬時に1ヶの面と判断して曲面パッチ内の曲線変換をする。
【0004】
また座標空間の4点基本ブロック即ち曲面パッチが、縦×横の行列配列されている場合は単体曲面パッチ同様、全ての点を面認識の行列配列管理してこれらを1ヶの面と見なしてNC加工データ変換も出来る。NC制御装置を駆動する為の外部信号を作成する演算処理方法に関するものである。
【0005】
【従来の技術】
殆ど世の中の加工データ作成でプリミティブ立体や自由曲面の加工用NCデータ作成には3次元CAD/CAMを用いており、CAD部で図形要素を活用してワイヤーフレーム曲線を作成、この曲線をスプライン化更にモデリング形状処理でサーフェース処理を行い、モデリング形状処理表面を面認識させる、CAM部でその表面全体にまばらのムラが発生しないよう綿密な点を貼り付け、この点を細工して工具軌跡(CLデータ)を作成して、更にこの工具軌跡データを基にしてNC工作機械の制御装置のNCフォマットに合致させる為にAPT(NASAで開発されたNC変換ソフト)を介してNCデータ変換としている。
3次元CAD/CAMのCADでモデリングして面を創製し、CAMでこの面の表面に点を発生させ、この点を細工して加工用NCデータ変換処理を行っているが、モデリングで3次元形状を創製した基本曲線類データは点を発生するのみに活用したが、その後この基本曲線類データは廃棄処分同様一切活用はしていない。この為に3次元稜線のある曲面加工用NCデータ作成の面沿い加工NCデータ変換不備・NC加工データ圧縮不備・アンダー形状の加工用NCデータ不備などの状態でNCデータ変換が行われている。この不備諸問題の恒久対策となるとカーネル自体から作り直さなければならず、暫定処置として加工用NCデータ変換の出力時に加工データ変換の分解能をNCマシン加工データ長の限界に近い0.1ミリ指令を指示しているに過ぎなく、3次元CAD/CAMの使用者は困
惑している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
3次元CAD/CAMでプリミティブ立体や自由曲面の加工データ作成で現在抱えている課題が3つ有り、この恒久的対策が一向に日の目が見えない事と暫定処置の方法が加工者に対して不利益な処置が実施されている。
本発明を実施することで課題の大半は解決し、また暫定処置の不利益は解消される。
【0007】
3次元CAD/CAMが抱えている課題とは
(a)面に沿った面添い加工データ変換が出来ていない
(b)加工データの圧縮処理が出来ていない
(c)アンダー加工データ変換が出来ていない
この(a)(b)(c)3つの項目の要因は3次元CAD/CAMは知恵と時間を費やして図形要素の直線・円弧・曲線類を用いてモデリング形状を創製して、加工データ変換時にこのモデリング表面に点を発生させ、この点を細工して
加工データ変換としている。折角知恵と時間を費やして創製したモデリング形状の形状処理要素の曲線類を初めとする図形要素データは廃棄同様採用していない結果である。
現在3次元CAD/CAMの多くは暫定処置として、NCデータ変換時の直線データの分解能を0.1ミリと非常にNCデータとしては極限に近い寸法値を指定している。
この為に変換出力NCデータ容量は超膨大容量化して、現場作業では悪循環現象が発生している。
暫定処置のNCデータ変換の分解能を0.1ミリに指定結果、加工データ容量が膨大化するだけでは無く、NCデータ個々の直線要素データ長が0.1ミリと極端に短くなる為に、NC制御装置の指令が追従出来なくなり、NCマシンは息つき現象を起こし、加工時間対策で高速切削NCマシンの導入・DNC装置の導入・超高速演算処理コンピュータの導入と部品加工単価にも影響を及ぼし問題となっている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
NCマシンの駆動原理を解析すると、全てベクトルで解析が可能である現在、NCデータ内容もベクトル表現値をISO規格のNCフォマットに準拠したものであり、3次元形状処理の3次元CADモデリング処理で全ての図形形状要素もベクトル表現が行われている。
【0009】
3次元CADを用いてモデリングを創製する、この3次元形状を作図する図形の基本要素は点・直線・円弧・曲線であり、これら図形要素の点以外の図形要素の全ては、点とベクトルで表すことが出来る。単体図形のみならず直線・円弧・曲線の混在した連続図形も点とベクトルで現す事が出来る。これらは2次元連続図形であっても、3次元連続図形であっても同様である。
一般のNC加工プログラム作成産業界の3次元形状をNC加工する場合のNCデータ作成方法は、3次元CADを用いて製作する3次元モデリング形状を図形の基本要素である点・直線・円弧・曲線を用いてサーフェース化して立体や曲面を作成する。CAMがこのモデリング形状データを受け継いでモデリング面表面に、まだらのムラ無く点を発生し、この点を細工して工具軌跡(CLデータ)変換し、このCLデータを更にAPT(NASAで開発したNC変換ソフト)を介してNCデータ(ポストプロセッサ処理)としている。
【0010】
一般のCAD/CAMはNCデータ変換にAPTを用いているが、本発明に用いているNCデータ変換にLANC(ランク:NCシステム事典・西暦1983年・朝倉書店発行266頁上7行目)を採用故、CAMのポストプロセッサ後処理のAPTに対してLANCは工具軌跡変換データにポストプロセッサ先処理の自動貼り付けを施している違いである。
この違いのためにCAMはモデリング表面にムラ無く無数の点を発生する手法を用いているが、本発明は形状処理工学のクーンズ理論の1曲面パッチに対してAとBのベクトル貸与した4点の形状データとしているから、1つの曲面パッチを現す形状データ容量はCAD/CAMに対して圧倒的に僅少容量でありコンピュータ処理の高速演算処理を加速させ事が出来る。
【0011】
本発明は、3次元CAD/CAMが抱えていて着手していない恒久対策の課題を真っ正面から解決するものであって、現状一般のNCデータ作成基本理念を改革するものである。
即ち、3次元CAD/CAMで創製したモデリング形状の表面に点を発生してこの点を細工している現状では、モデリングを構成している一番重要な曲線類を活用していない。
本発明はその点に着眼し3次元CAD/CAMのモデリング図形要素類の曲線データから直接、主・従曲線の交差する交点である結節点の位置ベクトルの点とA方向とB方向の接線ベクトルを吸い上げ活用するものである。
接線ベクトルのパラメータ値を活用すると4点で構成出来る面(平面・プリミティブ立体面・自由曲面)は数限りない種類の曲面創製が出来る。この曲面パッチはテキストデータとしてのプログラム文に変換するのでこのプログラムを実行すると、ポストプロセッサ処理した面加工用NC加工データが作成出来る。
本発明の形状処理では数キロバイト容量のテキストデータ変換プログラムを有しているが、3次元CAD/CAMのモデリング形状データ並びにCLデータとは比較にならない1/100から1/10000の僅少のデータ容量であるから面加工用NCデータ変換処理速度は圧倒的に超高速処理が達成出来る。
この様に恒久対策の課題を解決することで、暫定処置は同時に自然解決し消滅するので不経済な設備の増設なども一切不要となりNC加工による部品加工の原価低減にも役立つものである。
【0012】
【実施例】
本発明を生産業界の金型生産や一般部品生産のNC加工プログラム作成産業方面に適応する場合について述べると、プリミティブ立体や自由曲面形状を構築するモデリング作成に、形状処理工学理論を幅広く活用している3次元CAD産業界は形状処理工学理論は常識化している。
しかし、3次元形状をNCマシンで切削加工する為にはNC加工プログラムを用いて、NCデータに変換した信号を、NCマシン側から見ると外部信号としてインターフェース・コネクターRS322Cを介して供給して初めてNCマシンが3次元形状を切削のために稼働する。
このNCマシンに供給する外部信号を作成する為にNC加工プログラムを作成する。この加工プログラム作成に物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成に形状処理工学のクーンズ理論の4端点4曲線曲面パッチの、この4端点の個々の点に独自のA方向とB方向のパラメータ信号を貸与した点として設定することを特徴とするNCデータ作成方法である。
【0013】
このAとBベクトルを貸与した点を設定した特徴は、一般の点は位置ベクトルとしての点であるが、本発明で面を認識する為の点はAとBのパラメータ信号を貸与出来る事である。一般にはこの信号は3次元CADでモでリングした主曲線と従曲線の交差した交点即ち、結節点の位置ベクトルと主曲線と従曲線の接線ベクトルAとBであり、この点を縦×横のマトリックス配列管理した加工プログラムを用いて3次元面加工用NCデータを作成する。
プログラム技術者が3次元CADから変換された任意の点のAとBベクトルではデザイン形状より若干相違があり少し修正したい場合、一般のCAD/CAMでは3次元CADに戻ってモデリングの主曲線と従曲線を修正し、スプライン変換・面張りし、点を発生・CLデータ変換・APTを介してNCデータ変換をしなけければならないが、本発明はこのベクトルを貸与した点のAとBにはパラメータ機能を備えているので直接テキストデータの加工プログラムをコンピュータの入出力装置から手修正が迅速に出来る。
【0014】
この結節点の全ての点には関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号値を設定する為の媒体は、一般に3次元CADであるがプログラム技術者が、電卓や2次元CADを用いてプリミティブ立体や自由曲面を位相変換を用いて人間の頭脳でAとBパラメータとなる方向ベクトルと位置ベクトル点を入出力装置から手入力でNC加工プログラムを作成することも出来る。
この手法を用いれば簡単な3次元形状は3次元CADを用いずに面加工用NCデータを作成することが出来る等の特徴もある。
【0015】
本発明の処理方法を図面として詳細説明すると図18でNCデータ作成システムの基本レイアウトブロック図であり、一般のコンピュータシステム同様にCPU510にはKEY500の入出力装置が接続されていて信号の手入力や修正を又CPU500にはCRT520の表示装置とプリンター530が接続されていて現状作業のビジアル目視と記録保管の処理が可能であり、NCデータを作成する為のFD/MO550外部信号を受け付ける装置と作成したNCデータを保管するNCデータ保管装置540を備えている。
尚CPU510内部は図19で示している通り1stプロセッサで本発明の形状処理プログラムを受け付けで外部信号並びに手入力と修正処理領域があり、このプログラムを演算する中央演算装置があり、この結果を処理する2ndプロセッサを設けてあり、他のNCデータ作成システムとは変わり無い構成である。
本発明の詳細説明に用いる図面で図10以外は数値並びに形状を正しく表現する為に2次元機械製図画法の平面図・正面図・右側面図を用いた。
【0016】
本発明には加工プログラム作成が基本にあり、加工には形状のどの位置を加工開始点にするかを決る。加工開始点を決めると必然的に加工終了点が決まるが、加工開始点は、曲面パッチの大きさに関係無く全て隅部故に切削方向は2方向あって、そのどちらをも選択出来る自由度がある。
曲面の最小曲面パッチは点を2行2列配列で点の数は4点となる。点配列で曲面を表示するに曲面パッチを横に10ヶ並べて横方向を切削方向に点の行列配置すると、曲面の点管理は11行2列の点配列になる。曲面パッチを横に5ヶ縦に3段積み上げて横方向を切削方向に点を行列配置すると、曲面点管理は6行4列の点配列となる。
この横5ヶ縦3段積み上げた曲面パッチを縦方向に切削方向とすると、4行6列の曲面点管理としていて、切削方向によって点即ちAとBのパラメータのベクトルを貸与した点の管理をコンピュータに指令している。
点に2つのAとBのパラメータのベクトルAは、曲面パッチを構成する主曲線の方向ベクトルであり、工具が切削走行する方向に合致させ、Bは従曲線の方向ベクトルであって、面加工で工具が次に切削走行する位置決めのためにピック移動する方向に合致させる。
曲面パッチ、一般曲面には大小を問わず点の配列を行列配列するから4隅があってこの4隅全てが加工開始点となるから、4隅の点には2方向の切削方向があるので、それぞれの曲面には合計8通りの切削方法の選択が出来る。
この加工開始点と切削方向の選択方法によって、一方向切削・放射方向切削・ラウンディング切削などの選択出来る。
図10は加工曲面4隅の点の各コーナ点を切削開始点とした時の、パラメータ信号AとBのデータ配列のパラメータ信号の方向を図示したものである。
【0017】
図1は単体曲面パッチの機械製図画法の平面図・正面図・右側面図の3面図であり、曲面を点とベクトルで表現説明に用いる曲面パッチ領域内を区別表現すために太い実線表示した。以後の図面も同様表現する。
【0018】
図2は曲面パッチの4端点4曲線表示の図形要素内容図であり、4端点は点1・点2・点3・点4である。4曲線#101は上部2次元円弧であり#102
と#103は3次直線であり#104は下部2次直線であって各端点箇所では折れ線接続された円弧からみの変形3次元4角形である。
【0019】
図3は単体曲面パッチを、本発明の物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成プログラムに用いる、位置ベクトル並びにAとBパラメータ信号となるベクトル値をこの4曲線から関連抽出したデータ類である。
点1の位置ベクトルはX20.Y−10.Z0.となる、これは平面図と正面図の点1を合成することで設定される。同様点2・点3・点4も同様合成すると点2=X30.Y−25.Z−30.点3=X−15.Y−15.Z0.
点4=X−30.Y−35.Z−30.となる。本説明では、切削方向を等高線切削方向とする。故に形状データ配列は図10の点P横のパターンとなる。
点1のパラメータAのベクトルは直線点ア点イ=直線図形105となる。この直線図形105の図形解説は図6で詳しく説明する。点1のパラメータBベクトルは平面図・図形#107と右側面図・図形107の合成でX10.Y−15.Z−30.となる。この大きさは直線点ウ点イ=図形107=図形#102=
図形108となる。3次直線の接線ベクトルは、その3次直線の長さに等しい、接線ベクトルは方向表示であるからA(αX、βY、γZ)XYZの長さの比率である、故に図形をベクトルに採用する場合は点ウ点イ=X2.Y−3.Z−6でも構わない。常にカッコ内でCOSの計算で比率を求めさせている。
点2のパラメータAは直線#104と同価でX−60.Y−10.Z0.となり、パラメータBは点1のB値と全く同価となる。
点3のパラメータAは直線・図形番号106となる。この詳細説明も図6で、詳しく説明する。点3のパラメータBは直線図形#103であるから
#103=X−15.Y−20.Z−30.となる。
点4のパラメータAは、点2のAと同価であり、点4のパラメータBは点3のBと同価となる。
図3のこの曲面パッチ□・点1・点3・点4・点2・点1の加工プログラムは参考として、図20のプログラムに、NCデ−タ変換した工具軌跡は図23に
記載した。
【0020】
一般に立体や曲面をCADで作画したり、CAMで形状を図形変換では殆どが数学処理をしているのでベクトル表現が真新しい。3次元CADの立体や曲面を修正などではベクトル操作が見受けられてきたので、ベクトル特に図形要素を点とベクトルであやつれる、ベクトルの説明を行う。
ベクトル表示方法に幾何学では方向余弦表示方法があり、本発明のパラメータを採用したプログラムには2〜3次元ベクトルを多く用いるので方向余弦入力方式を採用した。図17で一般に用いる数式をポンチ絵と共に記載した。
図4は直線の接線ベクトルの説明図である図形番号111と112は接線ベクトルの絶対値は同一であるが、本発明で用いるベクトルには必ず始点又は終点とベクトルの方向を組にしてある。点11が始点・点12が終点とした図形111では図形111=X20.Y−20.Z0.となるが、図形112は点13が始点・点14が終点では図形112=X−20.Y20.Z0.となる。
同様、始点15終点16のベクトル113=X−40.Y−8.Z0.となり始点17終点18のベクトル114=X40.Y8.Z0.となる。
図5の始点21終点22のベクトル121=X20.Y−20.Z5.となり始点23終点24のベクトル122=X−40.Y−8.Z−10.となる。
直線図形111のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(10, 10,0),A(20,−20,0)
GO,(30,−10,0),A(20,−20,0)となり
直線図形112のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(30,−10,−20),A(−20,20,0)
GO,(10, 10,−20),A(−20,20,0)となり
直線図形113のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(30, −12,0),A(−40,−8,0)
GO,(−10,−20,0),A(−40,−8,0)となり
直線図形114のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(−10,−20,−20),A(40,8,0)
GO,(30, −12,−20),A(40,8,0)となる
図5の直線のベクトルは3次直線のベクトル表示である。
方向余弦表示方法では2次〜3次の直線並びに円弧を点とベクトルで同一表示出来る角度表示方法である。X値が0(ゼロ)であればYZ平面の2次元ベクトルであり、Y値が0(ゼロ)であればXZ平面の2次元ベクトルであり、Z値が0(ゼロ)であればXY平面の2次元ベクトルとなる。
図形121のベクトルは始点X10.Y10.Z−5.終点X30.Y−10.Z−5.となって図形121のベクトル=X20.Y−20.Z5.となる。同様直線図形122のベクトルは始点X30.Y−12.Z0終点X−10.Y−20.Z−10.となるから図形122のベクトル=X−40.Y−8.Z−10.となって、3次直線図形121のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(10,−10,−5),A(20,−20,5)
GO,(30,−10, 0),A(20,−20,5)となり
3次直線図形122のパラメータ信号として始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した直線の定義文は
GO,(30, −12, 0),A(40,−8,−10)
GO,(−10,−20,−10),A(40,−8,−10)となる
直線図形定義でGO命令に続いて位置ベクトルと接線ベクトルを指令した文を2行で定義すると記号Aに続いた方向余弦指令で2〜3次直線をあらわす、即ち点とベクトルで2〜3次直線を創製する。
【0021】
円弧を点とベクトルで表示又は変換する方法は次の方法で求める。
数値制御装置では基本的に円弧を駆動出来る平面はXY平面・XZ平面・YZ平面の2次元平面である。円弧の表示方法をIJK指令方式で説明すると、
図6・(イ)の円弧は中心点がX0.Y0.で始点がX20.Y−15.終点がX−15.Y−20.始点から円弧中心点までの寸法はI−20.J15.が円弧#131の保有するNCデータである。
図6・(ロ)の円弧#131の円弧の中心点をOとし、円弧始点をU、円弧終点をVとする。円弧中心点Oと円弧始点Uを最短距離の直線で結び、この直線を132とする。同様円弧中心点Oと円弧終点Vも直線で結び、この直線を133とする。
図6・(ハ)の様に一方の直線132を円弧の始点U点を軸芯にし直線132を時計回りに90度旋回させこの直線を132′とする。
他方の直線133を円弧の終点V点を軸芯にし直線133を半時計回りに90度旋回させこの直線を133′とする。
この直線132′と直線133′をベクトル換算し方向付けする。即ち、直線132′はX−15.Y−20.となり、直線133′はX−20.Y15.となる。
これを記号表現でA(−15,−20,0)とA(−20,15,0)として、パラメータ信号として、始点と始点接線ベクトル並びに終点と終点接線ベクトル表示した円弧の定義文は
GO,(20, −15,0),A(−15,−20,0)
GO,(−15,−20,0),A(−20, 15,0)と指令したら円弧の大きさ25で時計回りの円弧で中心点座標はX0.Y0.始点U終点Vが演算する様になっている。
図6(イ)の円弧データをコンピュータが演算すれば、点とベクトルで円弧を創製出来た事になる。言い換えれば図6(ニ)の説明図の如く、点U点の位置に点Uに与えられた接線ベクトル135に対して法線を立て、また点V点の位置に点Vに与えられた接線ベクトル136に対して法線をたてる。この時お互いの法線の交点をOとする、この状態でOUとOVの長さが等しい場合は、OU又はOVの長さの円弧を創製しても同じ結果となる。
この時OUとOVの長さが一致しない場合は、Bスプライン補間曲線に倣って分割直線データ変換とする。この直線補間の長さはパラメータ信号としてマクロ処理プログラムの設定で行う事が出来る。円弧表現も直線同様に位置ベクトルの点と方向ベクトルを方向余弦表示指令で表す事が出来る。3次元CAD/CAMの様に円弧を近似直線補間NCデータとすることは無い。
【0022】
曲線を点とベクトルで表示又は変換する方法は次の方法で求める。数値制御装置は曲線補間コードを受け付ける機能があるが、データ作成の問題でしかも高価・演算処理速度の関係等でまだ一般化していない。
本発明では、物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータを作成するに当たって、点とベクトをパラメータ信号化する為には曲線も同様に処理出来る形態とした。先の円弧の説明で2次円弧が成立しなかった処理同様点とベクトルをパラメータ信号化で2次元曲線も3次曲線も直線・円弧の記述方法は同じである。
図7は2次元曲線で点41=X30.Y0.Z0.の位置にベクトル図形141のY成分のみ−1点42=X0.Y−20.Z0.の位置にベクトル図形142のX成分のみ−1で作成する曲線の定義文は次の様な記述式となる。
GO,(30, 0,0),A(0,−1,0)
GO,(0,−20,0),A(−1,0,0)とするとベクトを忠実に守った直線補間接続のBスプライン2次曲線パラメータ採用のプログラムとなる。
図8は3次元曲線で点43=X30.Y0.Z0.の位置に、ベクトル図形143のY成分のみ−1点44=X0.Y−20.Z5.の位置に、ベクトル図形144のX成分のみ−1で作成する曲線は次の様な記述式となる。
GO,(30, 0,0),A(0,−1,0)
GO,(0,−20,5),A(−1,0,0)とすると2次曲線同様の直線補間接続のBスプライン3次曲線パラメータ採用のプログラムとなる。
【0023】
以上の様に位置ベクトル表示の点と方向ベクトル表示を方向余弦入力表示として、共にパラメータ設定思想で2〜3次直線・2次円弧・2〜3次曲線を表現する事が出来る内容を説明した。曲面の形状図形要素は点・直線・円弧・曲線であって、点以外は説明をしたので本発明で用いる点の思想を説明する。
位置ベクトルとなる点に貸与する方向ベクトルを本発明では方向余弦入力としてあり、このベクトルの考え方はを説明する。
仮に点を地球儀と仮定し、この地球儀の点に方向余弦のベクトルを付加する事は、地球儀の表面の任意の1点を定め核心点と定めた地球儀の任意の1点を最短距離即ち直線で結びその直線を延長させた方向を3次元ベクトル表示の方向余弦を用いる、この様な方向ベクトルを点に貸与する。
座標空間内に位置ベクトルの点1を設けこの点に方向ベクトルを方向余弦表示で付加した点要素があり、更にもう1点を設けこれを点2とし、この点にも同様に方向余弦表示のベクトルを与える。この位置ベクトル並び方向ベクトルにパラメータ処理を組み込む事で、点1から点2に点が移動する事で、図形要素である直線・円弧・曲線が創製出来る。
更にこの図形要素を移動させる、例えば平行移動・オフセット移動・旋回移動・ねじれ移動等を行えば、これら全ては曲面が創製される。特別に面と認識させなくとも自然に自由曲面までが創製出来る。
この移動の移動変化をパラメータ処理し、任意に定めた分割値あるいは按分比を考慮処理すれば、自然と曲面創製用NCデータが創製出来るはずである。
【0024】
図9は一般の3次元CAD/CAMの加工データ出力で点を発生させた状態を2次元3面図形式で作画したものである。ここの円弧成分に対しての処理を考えれば曲率半径がからむ図形故に、理想は角度分割による点の発生などであるが、一定分解能を採用しているCAD/CAMは加工データ分解能で端数が発生する箇所では点が密集する欠点がある。それ故に分解能を極力小さい指令が強いられているサンプルである。
【0025】
図11は3ヶの曲面パッチの例で2ヶ所の接合稜線部分があり、1ヶ所は滑らかな稜線の接合箇所があり、他の1ヶ所はくっきりした稜線の折れ線接合図形の2次元3面図である。
【0026】
図12は複数曲面パッチを、本発明の物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成プログラムに用いる、位置ベクトル並びにAとBパラメータ信号となるベクトル値を図11の曲線類から関連抽出したデータであ
る。
この曲面処理は図10の点P横のパターンによるプログラムパターンとし
曲面1□点61・点63・点64・点62・点61
曲面2□点63・点65・点66・点64・点63
曲面3□点67・点69・点70・点68・点67で
曲面1と曲面2の稜線は滑らか接合であり曲面2と曲面3の稜線は折れ線接合である。
本発明の物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を2つのパラメータ信号処理手法の曲面パッチの説明で4端点4曲線が基本パターンと説明をした。曲面パッチが2ヶある時の接合状態を考えた時2種類の接合が考えられる。
1つは折れ線接合であり、もう1つは滑らか接合である。本発明ではこの両者ともパラメータ処理を考慮したプログラム作成が出来る。
3次元CAD/CAMではこの処理の滑らか補間のみで折れ線接合が基本的に出来ていない為に図13の分解能をNCマシンの極限値の0.1ミリ指定で逃げている。
本発明の処理は接合する稜線となる箇所図12の図形番号#164(曲面1と曲面2の接合箇所)の点即ち、ベクトルを貸与した点のパラメータ信号値である位置ベクトルと方向ベクトルを互いに完全一致させれば良い。
この場合の基本は重複ダブった形状データの作文であるが、全く同一の場合は前後どちらかの形状データを省略する事が出来る仕組みになっている。
一方図形番号#167(曲面2と曲面3の接合箇所)は曲面2と曲面3の稜線は完全な折れ線処理になるパラメータ信号を設定することで図11の3次元曲面図形を表現出来る。
図12のこの3ヶの曲面パッチ□・点61・点63・点65・点67・点69・点70・点68・点66・点64・点62・点61の加工プログラムは参考として、図21のプログラムに、NCデ−タ変換した工具軌跡は図24に記載した。
【0027】
図13は一般の3次元CAD/CAMの加工データ出力で点を発生させた状態を2次元3面図形式で作画したものである。
従来の技術の項でも説明した如く3次元CAD/CAMはソフト構成上3次元稜線となる、くっきりした境界線を切削加工で処理する事が不得意である。
先の説明で記したように3次元曲面には曲面パッチ間で滑らか稜線発生の接面接合には問題は発生しない。稜線図形183の様に滑らかな面近辺では工具軌跡が、稜線ライン近辺でバラ付いても全体形状あまり支障はない。
しかし、稜線をくっきり表現させる折れ線接合では工具軌跡点が稜線線上に来る事が理想曲面である。
稜線図形184を見れば一目瞭然この稜線上に来る点は1割もないとすると加工結果はガタガタになって稜線のイメージは全く損なわれる。
それ故に3次元CAD/CAMでは分解能をNCマシン加工デー長として限界ぎりぎりの0.1ミリ指定等が指示される原因となる、そのサンプルである。
【0028】
図14は曲面パッチを行列配列処理した曲面パッチで曲面は滑らか補間曲面とした。図面を見ても理解出来る様に計算する曲面形状はL型であって、曲面パッチを行列マトリックス状にパラメータ信号値を受け付けるベクトルを貸与した点を配列出来れば良い。
4端点4曲線の曲面パッチで、対向点となる2つのAとBパラメータ信号値が同一値になる事はない、それは曲面でなく曲線となるからである。
しかし、4端点4曲線で、どれか隣り合わせの点が同一になる、即ち4端点3曲線になる事が発生する。それは言い換えれば3角曲面パッチである。
本発明の物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を2つのパラメータ信号処理手法の曲面パッチの説明で4端点4曲線が基本パターンと説明をした。しかし、曲面パッチは4曲線4端点で全ての曲面が構成している訳では無い。
4端点3曲線も受け付けられなければ、物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を2つのパラメータ信号処理手法の機能が半減してしまう。
これらプログラムには3角曲面パッチと4角曲面パッチの混在群であっても、本発明では処理可能としてある。
【0029】
図15は横1行に3ヶの曲面パッチを滑らかに連結接合し、縦にこの連結曲面パッチを4段滑らか接合で重ねた構造の曲面パッチである。
本発明の物理プロセスのコンピュータ制御のデータを関数関係を有する2つのパラメータ信号処理手法の曲面パッチ面加工用NCデータ作成プログラムは、図10の点P横のパターンによるプログラムとした。
図15の曲面パッチの位置ベクトルの点に関係関数を有する2つのAとBパラメータを貸与する点を持つ曲面パッチの配列は、3行×4列=合計12ヶの曲面パッチとなる。
しかも12ヶの曲面パッチは左右・上下・上下左右共に滑らか接合であるので、個々の曲面パッチの4端点で隣り合わせ同士でベクトル値が同一の場合は、その一方を省略出来るから、これを整理するとこの配列は図16の如くなる。
図14の3次元形状を図15の如く接交点となる点をデジタル表示して、図16の如くこの点を配列した加工プログラムは参考として、図22プログラムに、NCデ−タ変換した工具軌跡は図25に記載した。
【0030】
図15の形状データ構造から、物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成方法を考えた時、一番効率の良い手法は3次元CADからモデリング形状データの主曲線と従曲線の交差した交点である結節点の位置ベクトルと方向ベクトル点を抽出する方法である。しかし、プリミティブ形状の立体やこの立体を多少変形又は修正処理した形状は、ものづくりを行う現場では沢山見受けられる。この種の形状は3次元形状であるが、2次元CADで充分関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号を演算設定する事は充分可能である。
2次元CADもコンピュータ制御で演算作画するツールであり、精度的にも2次元CAD活用の方が高く、プログラム技術者が若干知恵なる手を加えた処理も可能な理想曲面の創製となって、全てをデジタル処理のみでなくアナログ処理も割り込み挿入処理が出来る。
本発明の物理プロセスをコンピュータ制御して面を加工用NCデータ作成方法を点に関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号値を演算処理処理する方法に当たってデジタル処理単独でも、デジタルにアナログを加算処理方法でも、又全てアナログ処理単独でも可能であるが、これらを最終的には物理プロセスをコンピュータにより制御して面加工用NCデータ作成が出来る方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の単体曲面パッチを説明する4端点4曲線構成曲面パッチの2次元表現3面図の投影図である。
【図2】図1を曲面パッチとしてとらえる図形要素内容の2次元表現3面図の投影図である。
【図3】図1の曲面パッチをベクトル換算処理する為に必要な形状データの2次元表現3面図の投影図である。
【図4】本発明で用いる2次直線を点とベクトルで表現するために立体図形から形状データを抽出する2次元表現3面図の投影図である。
【図5】本発明で用いる3次直線を点とベクトルで表現するために立体図形から形状データを抽出する2次元3面図の投影図である。
【図6】本発明で用いる2次円弧を点とベクトルで表現するために2次元円弧図形から形状データを抽出するす2次元面図である。
【図7】本発明で用いる2次曲線を点とベクトルで表現するために点とベクトルを与えて2次曲線を創製する2次元表現3面図である。
【図8】本発明で用いる3次曲線を点とベクトルで表現するために点とベクトルを与えて3次曲線を創製する2次元表現3面図である。
【図9】図1の形状を3次元CAD/CAMが面加工用NCデータ変換の想定を2次元表現3面図で現した図である。
【図10】本発明では加工を考えて形状データの開始点を決めるその加工パターン8種類の図示図である。
【図11】本発明で用いる曲面パッチが複数の場合の曲面パッチ構成図を2次元表現3面図の投影図である。
【図12】図11の複数・曲面パッチをベクトル貸与点として処理するに必要な形状データの2次元表現3面図の投影図である。
【図13】図11の形状を3次元CAD/CAMが面加工用NCデータ変換の想定を2次元表現3面図で現した図である。
【図14】本発明で用いる曲面パッチを行列配列処理した場合の曲面パッチ構成図を2次元表現3面図の投影図である。
【図15】図14の曲面パッチを行列配列処理した曲面パッチをのベクトル貸与点として処理するに必要な形状データの2次元表現3面図の投影図である。
【図16】図15の曲面パッチを行列配列処理した曲面の点をフラットに配列置換した説明図である。
【図17】本発明に用いるベクトルは方向余弦表示方式を採用しているので、文献より抜粋して本発明に利用説明し易くした説明図である。
【図18】本NCデータ作成システムの基本レイアウトブロック概念図である。
【符号の説明】
500 入出力指令キーボード
510 中央演算装置
520 表示装置
530 記録装置
540 NCデータ
550 プログラムや変換データの格納装置
【図19】本システムの中央演算装置の内部図構成図である。
【図20】本発明の図3の単体・曲面パッチ1の加工プログラム1の例である。
【図21】本発明の図12の複数・曲面パッチ2の加工プログラム2の例である。
【図22】本発明の図15の曲面パッチの行列配列の加工プログラム3の例である。
【図23】本発明の図3の単体・曲面パッチ1プログラム実行NCデータ変換工具軌跡のアイソメ・左からの投影・上からの投影・正面からの投影である。
【図24】本発明の図12の複数・曲面パッチ2プログラム実行NCデータ変換工具軌跡のアイソメ・左からの投影・上からの投影・正面からの投影である。
【図25】本発明の図15の曲面パッチの行列配列プログラム実行NCデータ変換工具軌跡のアイソメ・左からの投影・上からの投影・正面からの投影である。
Claims (2)
- 物理的プロセスをコンピュータにより制御する方法において
(a)座標空間に4点をもうけ、
(b)4点のうち1点を加工開始点とすると、この開始点と隣合わせにならない対向点が加工終了点とし、
(c)この4点の個々の点には関数関係を有する2つのAとBパラメータ信号値を貸与する、このAとBパラメータ信号値は方向ベクトルであって
(d)A方向のベクトルは加工工具が切削走行移動する方向を示す主曲線ベクトルと、B方向ベクトルは加工工具が面加工を行う為、次の切削移動のピック移動の従曲線ベクトルに合致貸与し、
(e)この4点の関係は、隣合わせ点のパラメータ値A同士とB同士で仮想曲線要素を形成する2端点間ベクトル値を表すものであり、
(f)A値を主曲線端点ベクトルと設定するとB値は従曲線端点ベクトルとなる関係を保ち、4点の両端点ベクトルで4曲線を構成すし、コンピュータ入力にはプログラムが介在し、このプログラムには曲線として入力するのではなく、AとBを貸与した点として入力される、計算される曲線は仮想曲線であり、この2点間ベクトルの値によっては直線と円弧も創製される。
4端点・仮想4曲線の内側を面として表現させるもので、点の管理は2行2列でこの4曲線による面管理し、この面を形状処理工学では曲面パッチと呼ぶ
(g)前記仮想4曲線は、向かい合わせの2つの仮想主曲線同士と仮想従曲線同士から仮想曲線長が定まり、仮想曲線長を任意に定める分割値あるいは按分比で分割させる、即ち、向かい合う互いの曲線間をリニアに按分処理された曲線でこの4曲線間に縦×横のm行n列の網目状曲線が創製され、
(h)この4曲線内に創製した主・従曲線の交差した交点で各々の曲線を切断し、その切断点を直線補間接続する、この直線補間データが面加工用のNCデータ作成となる特徴を持つNCデータ作成方法
(i)4点に貸与したベクトルで隣同士点のAベクトルが円弧補間値又は直線補間値に合致した場合(ブレンディング関数のエルミート補間のノット調整処理を用いる)の図形要素は、直接円弧要素又は直線要素変換とし、主曲線の分割は行わず1ヶの円弧又は1ヶの直線の始終点NCデータ変換とする、即ち向かい合う外側2本の従曲線のみが分割される - 大きな曲面表現は曲面パッチを縦×横のm行n列のマトリックス状に配列処理を行う事が出来、この時の点の管理はm+1行n+1列で面制御し面加工データ変換は単体曲面パッチ同様大きな曲面の四隅から1つの曲面として創製出来るNCデータ変換を行うことを特徴とする物理プロセスのコンピュータにより制御する方法。
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-
2002
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