JP2543225B2 - Non-round display device - Google Patents

Non-round display device

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JP2543225B2
JP2543225B2 JP2111483A JP11148390A JP2543225B2 JP 2543225 B2 JP2543225 B2 JP 2543225B2 JP 2111483 A JP2111483 A JP 2111483A JP 11148390 A JP11148390 A JP 11148390A JP 2543225 B2 JP2543225 B2 JP 2543225B2
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利晃 小松
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は3次元の非真円形状表示装置に関する。The present invention relates to a three-dimensional non-round display device.

(従来の技術) 数値制御(以下、NCとする)旋盤の主軸にワークを取
付けた状態で、ワークの回転軸をC軸とし、ワーク回転
中心軸をZ軸とし、このZ軸に直交した軸をX軸とし
て、Z軸上の任意の位置を固定してC軸の回転角度及び
X軸の位置で表わされるワークの形状を円周方向断面形
状と呼び、C軸の任意の回転角度を固定してZ軸の位置
及びX軸の位置で表わされるワークの形状を長手方向断
面形状と呼ぶ。
(Prior Art) With the work attached to the main shaft of a numerically controlled (hereinafter referred to as NC) lathe, the work rotation axis is the C axis, the work rotation center axis is the Z axis, and the axis orthogonal to this Z axis. With X as the X-axis, an arbitrary position on the Z-axis is fixed, and the shape of the work represented by the rotation angle of the C-axis and the position of the X-axis is called the circumferential cross-sectional shape, and the arbitrary rotation angle of the C-axis is fixed. The shape of the work represented by the Z-axis position and the X-axis position is referred to as a longitudinal cross-sectional shape.

従来3次元の形状を有するワーク形状を表示するには
平行投影法を用いていた。この方法では、投影面に対す
る投影角度を適当に設定することにより、一面への投影
像でも3次元の形状を良く表現できる利点を有してお
り、製図などで言う3角法では、互いに直交する3平面
上へ対象とするワーク形状の平行投影を行なうことによ
り寸法、形状を正確に定義することができる。この様な
平行投影法を用いた投影像を、CRT画面などのグラフィ
ック表示手段上に表示する装置を従来技術として説明す
る。
Conventionally, the parallel projection method has been used to display a work shape having a three-dimensional shape. This method has an advantage that a three-dimensional shape can be expressed well even in a projected image on one surface by appropriately setting the projection angle with respect to the projection surface. By performing parallel projection of the target work shape on the three planes, the size and shape can be accurately defined. An apparatus for displaying a projected image using such a parallel projection method on a graphic display means such as a CRT screen will be described as a prior art.

第13図は、内燃機関に使用する3次元の非真円形状を
有するピストンの概略形状を示す図である。加工後のワ
ークの外観及び3次元の非真円形状を示すため、円周方
向断面,,,の位置での非真円量を強調して描
いている。加工後のワーク外観ではピストンリング溝,
ピストンピン穴などが加工されているが、ここでの形状
表示の対象となるのは3次元の非真円形状のみである。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic shape of a piston having a three-dimensional non-round shape used for an internal combustion engine. In order to show the appearance of the work after machining and the three-dimensional non-round shape, the non-round amount at the position of the circumferential cross section, ... is emphasized. The appearance of the work after machining is piston ring groove,
Piston pin holes and the like are machined, but the target of shape display here is only the three-dimensional non-round shape.

ここで、上記ピストン形状を非真円加工する理由を述
べる。
Here, the reason why the piston shape is processed into a non-round shape will be described.

近年、内燃機関(以下、エンジンとする)の技術課題
としては、高回転化による高出力,低振動化による低騒
音があり、これらを解決するためにはエンジンのシリン
ダとピストンの間隙を均一に保つ必要があった。一般に
水冷式のエンジンではシリンダ壁の熱管理は容易であ
り、熱変位を均一にすることも可能である。これに比べ
可動部となるピストンは、燃焼室に接するピストン上部
(以下、トップ部と言う)と、燃焼室に接しないピスト
ン下部(以下、スカート部と言う)では燃焼が安定した
時点でも温度分布が均一とはならない。さらに軽量化の
ためにアルミ材が用いられるが、この材質は鉄材に比べ
線膨張率が大きく、ピストン自身のアルミ材の肉厚の違
いによって熱変位量が異なる。従って、正確な筒状のピ
ストンを使用すると、燃焼室に近い部分ほど温度が高い
のでトップ部からスカート部に向って膨張量が多くなる
傾向となり、各円周方向ではほぼ均一温度であるからピ
ストンの肉厚の違いによって膨張量が異なる。
In recent years, technical problems of internal combustion engines (hereinafter referred to as engines) include high output due to high rotation and low noise due to low vibration, and in order to solve these problems, uniform clearance between the cylinder and piston of the engine is required. I had to keep it. Generally, in a water-cooled engine, the heat management of the cylinder wall is easy, and the thermal displacement can be made uniform. Compared to this, the piston, which is the movable part, has a temperature distribution in the upper part of the piston that contacts the combustion chamber (hereinafter called the top part) and in the lower part of the piston that does not contact the combustion chamber (hereinafter called the skirt part) even when combustion is stable. Is not uniform. Further, aluminum material is used for weight reduction, but this material has a larger coefficient of linear expansion than iron material, and the amount of thermal displacement differs depending on the thickness of the aluminum material of the piston itself. Therefore, if an accurate cylindrical piston is used, the temperature will be higher near the combustion chamber, and the amount of expansion tends to increase from the top to the skirt. The amount of expansion differs depending on the difference in wall thickness.

以上の理由で予め3次元の非真円形状にピストンを加
工しておき、安定燃焼時に正確な円筒形状となり、シリ
ンダとの間隙が均一となるようにしている。
For the above reasons, the piston is machined in advance into a three-dimensional non-round shape so that it has an accurate cylindrical shape during stable combustion and the gap between the cylinder and the cylinder is uniform.

従来3次元の非真円形状を有するピストンは、マスタ
ーカムを用いた倣い旋盤で加工していた。加工後のピス
トンの製品検査は、規定された長手位置での円周方向断
面の形状測定と、規定された回転角度における長手方向
断面の形状測定とで行なわれ、測定されない部分は極端
なうねりがなく滑らかに変化していれば合格としてい
た。よって、NC旋盤でピストン加工を行なう場合、3次
元の非真円形状を決定するために上記規定された全ての
形状データを入力するが、補間した部分の形状を確認す
る手段がなかった。そのため、実際に加工した形状を測
定して形状誤差の大きい部分のデータを追加入力してマ
スターカム形状に近づけて行くため、形状データが完成
するまでに非常に工数がかかっていた。具体的な例とし
て特開平1−271102号公報で示される非円形断面体ワー
ク加工用工作機械がある。この例では補間によって滑ら
かな形状データを作り出すが、特に補間結果を示す手段
を備えていない。滑らかという表現は定義が難しく、ピ
ストンにおいて要望されているものと、補間関数のもの
とが異なることも十分考えられる。そのため、3次元の
非真円形状を有するピストンの様に微妙な形状の場合に
は、補間結果を確認しながら入力するデータを修正,追
加して滑らかさを調整しておくことが要求されていた
が、適当な3次元の非真円形状の表示装置が存在しなか
った。
Conventionally, a piston having a three-dimensional non-round shape has been processed by a copying lathe using a master cam. Product inspection of the piston after processing is performed by measuring the shape of the circumferential cross section at the specified longitudinal position and measuring the shape of the longitudinal cross section at the specified rotation angle. If there was a smooth change, it was accepted. Therefore, when piston machining is performed on an NC lathe, all the shape data specified above is input to determine the three-dimensional non-round shape, but there is no means for confirming the shape of the interpolated portion. Therefore, the actually machined shape is measured, and the data of the portion having a large shape error is additionally input to bring the shape closer to the master cam shape, which requires a lot of man-hours until the shape data is completed. As a concrete example, there is a machine tool for machining a workpiece having a non-circular cross section, which is disclosed in JP-A-1-271102. In this example, smooth shape data is created by interpolation, but no means for indicating the interpolation result is provided. The expression “smooth” is difficult to define, and it is fully conceivable that what is desired in the piston differs from that of the interpolation function. Therefore, in the case of a delicate shape such as a piston having a three-dimensional non-round shape, it is required to correct and add the input data while checking the interpolation result to adjust the smoothness. However, there was no suitable three-dimensional non-round display device.

次に、3次元の非真円形状表示を行なう場合の従来技
術を記述する。第14図は第13図で説明した形状を1平面
に平行投影した図であり、この図では、非真円量の小さ
い3次元の非真円形状を有するピストンの形状を表示す
るのには適さない。例えば第13図で表わされるピストン
外径が約80mmのもので、非真円量が0.1〜0.2mm程度であ
り、第14図の表示ではとても非真円形状を表わせない。
但し、非真円量とは、ある円周方向断面内での最大半径
と最小半径の差を言うものとする。仮に非真円量の大き
な形状として第3図の牛乳ビンの例を示し、この例を製
図などで使用する3角法のように3平面に平行投影する
と第15図のようになる。しかし、この3角表示方法で
は、非真円形状を表示するのには適当でないことが分
る。正確に形状を定義するためには、別途補助断面図を
追加しなくてはならなかった。
Next, a conventional technique for displaying a three-dimensional non-round shape will be described. FIG. 14 is a diagram in which the shape described in FIG. 13 is projected onto one plane in parallel, and in this figure, the shape of a piston having a three-dimensional non-round shape with a small non-round amount is displayed. Not suitable. For example, when the piston outer diameter shown in FIG. 13 is about 80 mm and the non-roundness is about 0.1 to 0.2 mm, the non-roundness cannot be shown in the display of FIG.
However, the amount of non-roundness means the difference between the maximum radius and the minimum radius within a certain circumferential cross section. Assuming that the shape of the milk bottle has a large non-roundness, an example of the milk bottle of FIG. 3 is shown, and when this example is projected in parallel on three planes like the triangle method used in drawing, it becomes as shown in FIG. However, it is found that this triangular display method is not suitable for displaying a non-round shape. In order to accurately define the shape, an auxiliary cross section had to be added separately.

(発明が解決しようとする課題) 円周方向断面の形状データあるいは長手方向断面の形
状データを入力し、入力されていない部分の形状データ
は既知の補間関数を用いて、補間により3次元の非真円
形状の形状データを作成する場合、作成された形状デー
タが望ましい形状であるかどうか簡易に示す手段がなか
った。従って、実際に加工してみなくては補間された部
分の形状が合格かどうかわからなかったため、加工,実
測,形状データの追加/修正の行為を繰返す必要があ
り、多大の工数が消費されていた。
(Problems to be Solved by the Invention) Shape data of a cross section in the circumferential direction or shape data of a cross section in the longitudinal direction are input, and the shape data of a portion that has not been input uses a known interpolation function to interpolate three-dimensional When creating the shape data of a perfect circle, there is no means for simply indicating whether the created shape data is a desired shape. Therefore, it is not possible to know whether the shape of the interpolated part is acceptable without actually performing machining, so it is necessary to repeat the processing, measurement, and addition / correction of shape data, which consumes a lot of man-hours. It was

すなわち、従来内燃機関の3次元非真円形状を有する
ピストン加工にNC旋盤を用いる場合に、簡易入力、即ち
入力されない部分のデータは既知の補間関数を用いて補
間することによってデータを作成するが、微妙な形状が
補間によって形成されたかどうかをデータレベルで確認
する手段がなかった。従って、加工したワークを測定し
て入力データの追加や修正を行なうため加工効率が低か
った。
That is, when an NC lathe is used for machining a piston having a three-dimensional non-round shape of a conventional internal combustion engine, simple input, that is, data of a portion which is not input is created by interpolating using a known interpolation function. , There was no way to check at the data level whether a subtle shape was formed by interpolation. Therefore, the machining efficiency is low because the machined workpiece is measured and the input data is added or corrected.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、
本発明の目的は、補間部分のデータにより3次元の非真
円形状を明確に表示することにより、加工する前にデー
タの追加や修正を行ない得るようにして、加工効率を向
上させる非真円形状表示装置を提供することにある。
The present invention has been made under the circumstances as described above,
It is an object of the present invention to clearly display a three-dimensional non-round shape by the data of the interpolated portion so that the data can be added or modified before the machining, thereby improving the machining efficiency. It is to provide a shape display device.

(課題を解決するための手段) 本発明は、既知の補間関数によって補間された結果の
形状を正確にCRT画面などのグラフィック表示手段にグ
ラフとデータ値で表示する手段を備えることにより、上
記問題を解消している。すなわち、本発明は、数値制御
工作機械の主軸にワークを取付けた状態でワーク回転軸
をC軸とし、ワーク回転中心軸をZ軸とすると共に、前
記Z軸に直交した軸をX軸とし、これら座標値を用いて
3次元の非真円形状を表示する非真円形状表示装置に関
するもので、本発明の上記目的は、X軸座標値を任意に
設定できる基準点からの距離に置換する置換手段と、Z
軸座標及びC軸座標を入力する入力手段と、入力された
Z軸座標位置における前記非真円形状の断面形状を前記
C軸及び前記置換されたX軸の値を用いた直交座標系で
表示する第1の表示手段と、入力されたC軸座標位置に
おける前記非真円形状の断面形状を前記Z軸及び前記置
換されたX軸の値を用いた直交座標系で表示する第2の
表示手段とを設けることによって達成される。
(Means for Solving the Problem) The present invention provides the above-mentioned problem by providing a means for accurately displaying the shape of the result interpolated by a known interpolation function as a graph and a data value on a graphic display means such as a CRT screen. Has been resolved. That is, according to the present invention, the workpiece rotation axis is the C axis, the workpiece rotation center axis is the Z axis, and the axis orthogonal to the Z axis is the X axis while the workpiece is attached to the spindle of the numerically controlled machine tool. The present invention relates to a non-round shape display device that displays a three-dimensional non-round shape using these coordinate values, and the above object of the present invention is to replace the X-axis coordinate value with a distance from a reference point that can be arbitrarily set. Replacement means, Z
Input means for inputting axial coordinates and C-axis coordinates, and displaying the non-round cross-sectional shape at the input Z-axis coordinate position in an orthogonal coordinate system using the values of the C-axis and the substituted X-axis. And a second display for displaying the non-round shape cross-sectional shape at the input C-axis coordinate position in an orthogonal coordinate system using the values of the Z-axis and the replaced X-axis. And means.

(作用) 本発明では、3次元の非真円形状ワークは、一般にワ
ーク回転軸をC軸とし、ワーク回転中心軸をZ軸とおく
と、Z軸の位置Zと、C軸の回転角度Cと、Z軸の位置
Zからの距離Rとによって表わされる。これにより、ワ
ーク形状はP(ZP,CP,RP)で表わされる。ここで、非
真円量のみを表わすために任意に設定できる基準点R
BASEを設定し、XP=RP−RBASEとおいてP′(ZP,CP,X
P)に移し、各成分を直交座標系にとる。この直交座標
系は垂直軸をX軸,水平平面の第1軸をZ軸,第2軸を
C軸としており、C−X平面及びZ−X平面に平行投影
される像をCRT画面などのグラフィック表示手段に表示
する。これにより、特に非真円量の小さいピストンでも
補間形状を容易に確認できるようになり、加工効率が向
上した。
(Operation) In the present invention, a three-dimensional non-round work generally has a workpiece rotation axis of C axis and a workpiece rotation center axis of Z axis, where Z is the position Z and C is the rotation angle C. And the distance R from the position Z of the Z axis. Thus, the work shape is represented by P (Z P , C P , R P ). Here, a reference point R that can be set arbitrarily to represent only the non-roundness
Set BASE and set P P = R P −R BASE to P ′ (Z P , C P , X
P ) and put each component in the Cartesian coordinate system. In this orthogonal coordinate system, the vertical axis is the X axis, the first axis of the horizontal plane is the Z axis, and the second axis is the C axis. Images projected in parallel on the CX plane and the ZX plane are displayed on a CRT screen or the like. Display on the graphic display means. As a result, the interpolation shape can be easily confirmed even with a piston having a particularly small non-roundness, and the machining efficiency is improved.

(実施例) 本実施例は、NC旋盤用自動プログラミング装置に適用
した場合であり、第1図はその外観図であり、電源スイ
ッチ10及び2基のフロッピーディスクドライブ11を有す
る本体20と、カラーCRT12と、各種のコマンドキー,数
値データキーや文字キーから成るキーボード13とで構成
されている。
(Embodiment) This embodiment is a case where it is applied to an automatic programming device for an NC lathe, and FIG. 1 is an external view thereof, a power switch 10 and a main body 20 having two floppy disk drives 11, and a collar. It is composed of a CRT 12 and a keyboard 13 including various command keys, numerical data keys and character keys.

第2図はシステム構成図であり、本体20は主プロセッ
サ21,ROM22,RAM23を有し、更に各種のインターフェイス
30〜35を有している。周辺機器としては上述したカラー
CRT12,キーボード13,フロッピーディスクドライブ装置1
1があり、必要に応じてモノクロ/カラーハードコピー1
4,テープリーダ/パンチャ15,プリンタ16を追加接続で
きる構成となっている。
FIG. 2 is a system configuration diagram. The main body 20 has a main processor 21, ROM22, RAM23, and various interfaces.
Has 30-35. The above-mentioned colors for peripherals
CRT12, keyboard 13, floppy disk drive 1
1 available, monochrome / color hardcopy 1 as needed
4, The tape reader / puncher 15 and the printer 16 can be additionally connected.

第3図は、円周方向断面A〜Cの形状データの入力に
より作成された3次元の非真円形状の例であり、形状の
モデルは牛乳ビンである。斜線部分は既知の補間関数に
よる補間はしないので、以降の説明には関係しない。補
間後の形状は、Z軸の位置Z,C軸回転角度C,Z点からの距
離Rによって規定される。従って、形状を構成する任意
の点Pは3つの座標成分(ZP,CP,RP)で表わされ、値
RPはワーク形状の半径を表わし、NC旋盤のX軸の位置に
等しい。但し、バイトのノーズRによる形状誤差は考え
ないものとする。上記3成分を直交座標系にとって、第
3図の形状のモデルを第4図の様に表記する。この直交
座標系は、垂直軸にワーク形状の半径RPをとりX軸と
し、水平平面内にZ軸及びC軸回転角度を直線軸にとり
C軸とする。但し、回転角度は1回転以内の値とする。
第3図の形状を移すと第4図の様になる。しかし、この
ままでは微小な非真円形状の表示はできないので、任意
に設定できる基準半径、即ちX軸の基準位置RBASEを入
力して、この基準位置RBASEからの相対位置を第5図の
様に表示する。この図は、円周方向断面Cでのワーク形
状半径をROとおき、RBASE=ROとしてP点のX軸成分を
(RP−RBASE)とした図である。これにより、ワーク形
状半径に比べ非真円量が非常に小さい場合でも、非真円
形状の表示が正確にできるようになる。第3図内のP
(ZP,CP,RP)は第5図内ではP′(ZP,CP,XP)に移
る。但し、XP=RP−RBASEとする。
FIG. 3 is an example of a three-dimensional non-round shape created by inputting shape data of circumferential cross sections A to C, and the shape model is a milk bottle. Since the shaded area is not interpolated by a known interpolation function, it does not relate to the following description. The shape after interpolation is defined by the Z-axis position Z, the C-axis rotation angle C, and the distance R from the Z point. Therefore, an arbitrary point P that makes up the shape is represented by three coordinate components (Z P , C P , R P ), and the value is
R P represents the radius of the work shape and is equal to the X axis position of the NC lathe. However, the shape error due to the nose R of the cutting tool is not considered. A model of the shape shown in FIG. 3 is represented as shown in FIG. 4 with the above three components as an orthogonal coordinate system. In this Cartesian coordinate system, the radius R P of the work shape is taken as the vertical axis to be the X axis, and the Z axis and the C axis rotation angle are taken as the linear axes in the horizontal plane to be the C axis. However, the rotation angle is a value within one rotation.
When the shape of FIG. 3 is transferred, it becomes like FIG. However, since it is not possible to display a minute non-round shape as it is, a reference radius that can be set arbitrarily, that is, the reference position R BASE of the X axis is input, and the relative position from this reference position R BASE is shown in FIG. To display. This figure is a diagram in which the work shape radius in the circumferential cross section C is R O , R BASE = R O , and the X-axis component at point P is (R P −R BASE ). As a result, even if the amount of non-roundness is extremely smaller than the work shape radius, it is possible to accurately display the non-roundness. P in Fig. 3
(Z P , C P , R P ) moves to P '(Z P , C P , X P ) in FIG. However, XP = R P -R BASE .

本実施例においては、以上の変換を用いて次の様に3
次元の非真円形状を表示する。既知の補間関数によって
補間された形状確認のため、Z軸の位置及びC軸の回転
角度を入力して円周方向断面及び長手方向断面の平行投
影図を表示する。入力するZ軸の位置をZP、C軸の回転
角度をCPとおくと、各初期値を円周方向断面Aの位置を
ZA,C軸の回転角度を0度と決め、キーボード13中のキー
を押している時間を計測して上記値ZP,CPを更新して行
く。基本単位時間をt0としてキーを押している時間をt
とし、さらに基本単位時間t0当りに更新される各更新量
を仮にΔZ,ΔCとおくと、ZP,CPは ZP=ZA+ΔZ×INT(t/t0) CP=ΔC×INT(t/t0) …(1) 但し、INT(t/t0)はt/t0の商の整数値のみを意味す
る。
In this embodiment, using the above conversion, the following 3
Display dimensional non-round shape. To confirm the shape interpolated by the known interpolation function, the position of the Z axis and the rotation angle of the C axis are input and parallel projection views of the circumferential section and the longitudinal section are displayed. Let Z P be the input Z-axis position and C P be the rotation angle of the C-axis.
The rotation angle of the Z A and C axes is set to 0 °, the time during which the key on the keyboard 13 is pressed is measured, and the above values Z P and C P are updated. The basic unit time is t 0 and the key pressing time is t
Further, assuming that each update amount updated per basic unit time t 0 is ΔZ, ΔC, Z P , C P is Z P = Z A + ΔZ × INT (t / t 0 ) C P = ΔC × INT (t / t 0 ) (1) However, INT (t / t 0 ) means only the integer value of the quotient of t / t 0 .

で表わされる。本実施例ではΔZを増加,減少の2方向
に2段階ずつ有しており、第6図に示すような4つのキ
ー41及び44を用いて変化させている。キー41〜44は矢印
の方向に0.001mmずつ移動させることができ、キー42及
び43は矢印の方向に0.1mmずつ移動させることができ
る。
Is represented by In this embodiment, ΔZ has two steps in two directions of increasing and decreasing, and is changed using four keys 41 and 44 as shown in FIG. The keys 41 to 44 can be moved by 0.001 mm in the arrow direction, and the keys 42 and 43 can be moved by 0.1 mm in the arrow direction.

ΔCについては角度を度で表わし、0〜360度までの
範囲として上記キー41,44に相当する案内図を持つキー
を採用し、1度単位で移動させることができる様になっ
ている。この入力手段は、第7図の様に案内図に従って
キーを押すことにより自動的に値ZP,CPを変更できる
が、直接ZP,CPを入力しても何ら実用上さしつかえな
い。この様に入力された値ZP,CPによって第5図のZ−
C平面内での位置が決るので、これによる円周方向断面
を第8図に、長手方向断面を第9図に示す。この時のXP
の値は既知の補間関数によって入力したZP,CPより求め
られ、この断面を第7図の様に表示する。第7図では設
定された値ZP,CPを同時に数値で表示し、形状上の点
P′のXPの値も表示している。キーを押すと値ZP,CP
更新されて行き、表示される数値データを確認してキー
を離すと形状の表示が行なわれる。これは表示を処理す
る時間が長いためであり、高速に表示できるならばキー
が押されるたびにリアルタイムで形状の表示を行なって
も何ら支障はない。表示される回転角度範囲は0〜360
度の固定であるが、Z軸方向の長さは(ZC−ZA)とな
り、ワーク形状によって異なるが自動的にZ軸スケール
が決められ、長いワークでも短いワークでもほぼ一定の
表示長さとなる。
Regarding ΔC, the angle is expressed in degrees, and a key having a guide map corresponding to the above keys 41 and 44 is adopted as a range from 0 to 360 degrees, and the keys can be moved in units of 1 degree. The input means, automatically the value Z P by pressing the key in accordance with the guidance diagram as in FIG. 7, can change the C P, no problem at all in practice be directly input Z P, the C P. By the values Z P and C P input in this way, Z- in FIG.
Since the position in the C plane is determined, the circumferential cross section is shown in FIG. 8 and the longitudinal cross section is shown in FIG. X P at this time
The value of is obtained from Z P and C P input by a known interpolation function, and this cross section is displayed as shown in FIG. In FIG. 7, the set values Z P and C P are displayed numerically at the same time, and the value of X P of the point P ′ on the shape is also displayed. When the key is pressed, the values Z P and C P are updated. Check the displayed numerical data and release the key to display the shape. This is because it takes a long time to process the display, and if the display can be performed at high speed, there is no problem even if the shape is displayed in real time every time a key is pressed. The displayed rotation angle range is 0 to 360
Although the degree is fixed, the length in the Z-axis direction is (Z C -Z A ), and the Z-axis scale is automatically determined, although it varies depending on the work shape, and the display length is almost constant for long and short work. Become.

X軸方向も補間後の最大値及び最小値を表示前に調べ
ておき、X軸スケールも自動的に決定する。この表示方
式では、同時に円周方向及び長手方向に各々1断面しか
表示できない。そこで、円周方向断面及び長手方向断面
の図を1組にして画面メモリ(RAM23)に記憶させる機
能を持っている。画面メモリは2つ有しており、記憶動
作は「ホールド」と表示された特定のキーを押すことに
より行なわれ、「クリア」と表示された特定キーを押す
ことにより画面メモリ内のデータはクリアされる。記憶
された画面メモリ内のデータは第7図上に破線で表示さ
れる。この場合、線の色を変化させて表示しても良い。
本実施例では2画面まで画面メモリに記憶させることが
できる。この機能を使うことにより、予め規定された円
周方向断面や長手方向断面の形状に対して、現在表示し
ている位置での各断面形状がどうなっているのかグラフ
ィック画面上で判断できる。つまり、長手方向断面のう
ねり具合や、規定されていない円周方向断面の形状の変
化して行く様子を重ね合わせた表示によって簡単に確認
できる。
Also in the X-axis direction, the maximum and minimum values after interpolation are checked before display, and the X-axis scale is also automatically determined. With this display method, only one cross section can be displayed in the circumferential direction and the longitudinal direction at the same time. Therefore, the screen memory (RAM 23) has a function of storing a set of the circumferential cross section and the longitudinal cross section as one set. There are two screen memories. The memory operation is performed by pressing the specific key displayed as "Hold", and the data in the screen memory is cleared by pressing the specific key displayed as "Clear". To be done. The stored data in the screen memory is displayed as a broken line in FIG. In this case, the line color may be changed and displayed.
In this embodiment, up to two screens can be stored in the screen memory. By using this function, it is possible to determine on the graphic screen what the respective cross-sectional shapes at the currently displayed position are with respect to the shapes of the circumferential cross section and the longitudinal cross section that are defined in advance. In other words, it is possible to easily confirm the undulation state of the longitudinal cross section and the changing state of the unspecified circumferential cross section by superimposing display.

第10図は、2点P0(Z0,C0,X0),P1(Z1,C1,X1
にて画面メモリ機能を使用した場合の表示例を示してい
る。画面メモリされた形状は破線で表わし、点線で座標
値を表わしている。点P0は、Z軸の位置Z0,C軸の回転角
度C0にて最大半径となる様に決めたものであり、点P1
Z軸の位置Z1,C軸の回転角度C1にて最小半径となる様に
決めたものである。このことにより、長手方向断面の表
示において現在表示している点P′の実線が前記破線と
どの様な関係になっているかで、全体としての滑らかさ
を評価できる。同様にして円周方向断面の表示において
も、実線と破線の関係を見ることによって非真円形状を
簡単に理解することができる。例えば円周方向断面に着
目すると1回転当り4周期の山があり、各位相が一致し
ているので、4角形のねじれのない円周方向断面を持っ
ているのが確認される。同様に長手方向断面に着目する
と、位置ZAからZBの間までは直線で4角形の非真円量が
一定であり、位置ZBからZCまでは曲線で4角形の非真円
量が減少して行く様子が分り、かつ実線で表示されてい
る線分が点P0を通る最大外径を示す破線と、点P1を通る
最小外径を示す破線との間に必ずあることも分る。この
ことは、第3図に示す牛乳ビンのモデルと一致してお
り、円周方向断面A〜Cの3断面の入力によって補間が
良好であることを表わしている。本発明のブロック図を
第11図に示し、ここでは第3図の形状を例として考え
る。
Figure 10 shows two points P 0 (Z 0 , C 0 , X 0 ), P 1 (Z 1 , C 1 , X 1 ).
Shows a display example when the screen memory function is used. The shape stored in the screen memory is represented by a broken line and the coordinate values are represented by a dotted line. The point P 0 is determined so as to have the maximum radius at the Z-axis position Z 0 and the C-axis rotation angle C 0 , and the point P 1 is the Z-axis position Z 1 and the C-axis rotation angle C. It was decided so that it would be the minimum radius in 1 . As a result, the smoothness as a whole can be evaluated depending on the relationship between the solid line of the point P'currently displayed in the display of the longitudinal section and the broken line. Similarly, in displaying the cross section in the circumferential direction, the non-round shape can be easily understood by looking at the relationship between the solid line and the broken line. For example, paying attention to the cross section in the circumferential direction, since there are four cycles of peaks per rotation and the phases are the same, it is confirmed that the cross section in the circumferential direction has no quadrilateral twist. Similarly, focusing on the longitudinal cross section, the straight non-circular amount of a square is constant between the positions Z A and Z B , and the non-round amount of a square is a curve between the positions Z B and Z C. And the line segment shown by the solid line must be between the broken line showing the maximum outer diameter passing through the point P 0 and the broken line showing the minimum outer diameter passing through the point P 1. I also understand. This agrees with the model of the milk bottle shown in FIG. 3, and indicates that the interpolation is good by inputting the three cross-sections A to C in the circumferential direction. A block diagram of the present invention is shown in FIG. 11, and here the shape of FIG. 3 is considered as an example.

円周方向断面AからCまでの形状データを入力するた
めの形状データ入力手段1があり、入力された形状を基
にして既知の補間関数を用いて3次元の非真円形状を決
定する形状定義手段2と、決定された3次元の非真円形
状の表示位置を指定するためのZ/C座標入力手段3とを
有している。更に形状データ入力手段1、形状定義手段
2及びZ/C座標入力手段3の出力に基づいて表示させる
位置での形状を既に決定された3次元の非真円形状から
補間演算を行ない表示用データを求める補間演算手段4
と、求められた表示用データを記憶するための記憶手段
5と、この記憶手段5に対し表示用データの取込み開始
を指令する記憶開始手段6と、表示用データの消去を指
令する記憶消去手段7とを有しており、この表示用デー
タを受けて第10図のように表示する表示手段8が設けら
れている。
There is a shape data input means 1 for inputting shape data of the circumferential direction cross sections A to C, and a shape for determining a three-dimensional non-round shape by using a known interpolation function based on the input shape. It has defining means 2 and Z / C coordinate input means 3 for designating the determined display position of the three-dimensional non-round shape. Further, the shape at the position to be displayed based on the outputs of the shape data inputting means 1, the shape defining means 2 and the Z / C coordinate inputting means 3 is interpolated from the already determined three-dimensional non-round shape to display data. Interpolation calculation means 4 for obtaining
A storage means 5 for storing the obtained display data, a storage start means 6 for instructing the storage means 5 to start fetching the display data, and a memory erasing means for instructing to erase the display data. 7 is provided, and display means 8 for receiving the display data and displaying the data as shown in FIG. 10 is provided.

本発明を第12図のフローチャートで説明する。前述と
同様に第3図の形状を例として考える。
The present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Similar to the above, consider the shape of FIG. 3 as an example.

先ず円周方向断面AからCまでの形状データを入力す
るが(ステップS1)、実際に入力するのはZ,C,X軸座標
値で表わされている点群である。そして、入力された形
状データをもとに3次元形状を既知の補間関数を使って
入力されていない部分の形状を決定する(ステップS
2)。即ち、入力された形状データの点と点の間をどの
様に定めるか、その関数式を決定する。次に、決定され
た3次元の非真円形状の円周方向断面及び長手方向断面
をどの位置で表示するかを決めるためのZ,C軸座標値を
入力する(ステップS3,S7)。上記ステップS3,S7で入力
されたZ,C軸座標を基にして表示用データを作成し(ス
テップS4)、表示用データをCRTなどの表示手段8に表
示する(ステップS5)。ここでは記憶手段5を用いて表
示用データを記憶し、CRT画面などの表示手段に表示さ
せたままにすることができる。そして、形状の表示を終
了するかどうか選択する(ステップS6)。
First, the shape data from the circumferential section A to C is input (step S1), but what is actually input is the point group represented by the Z, C, and X axis coordinate values. Then, based on the input shape data, the shape of the non-input portion is determined by using a known interpolation function for the three-dimensional shape (step S
2). That is, the function formula of how to define the points between the input shape data is determined. Next, the Z and C axis coordinate values for determining at which position the determined three-dimensional non-circular circumferential cross section and longitudinal cross section are to be displayed are input (steps S3 and S7). Display data is created based on the Z and C axis coordinates input in steps S3 and S7 (step S4), and the display data is displayed on the display means 8 such as a CRT (step S5). Here, the display data can be stored using the storage means 5 and can be kept displayed on the display means such as a CRT screen. Then, it is selected whether or not to end the display of the shape (step S6).

(発明の効果) 以上のように本発明の非真円形状表示装置によれば、
補間によって決定された3次元の非真円形状が所望の形
状であるかどうかが補間データ作成時に分るため、従来
消費していた加工,実測,形状データの追加,修正の行
為を繰返す工数を大幅に削減することができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the non-round display device of the present invention,
Whether or not the three-dimensional non-round shape determined by interpolation is the desired shape is known at the time of creating the interpolation data. Therefore, the man-hours that have been conventionally consumed, such as machining, actual measurement, addition of shape data, and correction, can be repeated. It can be reduced significantly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明を実施した自動プログラミング装置の外
観図、第2図は自動プログラミング装置のシステム構成
図、第3図は非真円量の例として牛乳ビンの形状の外観
を示す図、第4図は直交座標系に移した牛乳ビン形状を
表わす図、第5図は非真円形状に関係しないX座標を基
準点としてとり直した図、第6図はキーボードのキーを
用いてZ軸座標を入力する場合の案内図、第7図は平行
投影によって得られる像をCRT画面などのグラフィック
表示手段に表示した図、第8図は入力されたZ軸座標ZP
によって求められる円周方向断面を表わす図、第9図は
入力されたC軸座標CPによって求められる長手方向断面
を表わす図、第10図は点P0,P1で画面メモリ機能を用い
た図、第11図は本発明の実施例を示すブロック図、第12
図はその動作例を示すフローチャート、第13図は内燃機
関用ピストンの外観と3次元の非真円形状を強調して円
周方向断面形状〜で示す図、第14図は1平面に平行
投影した場合の投影像を示す図、第15図は第3図の牛乳
ビンの形状を互いに直交した3平面に平行投影した場合
の図である。 1…形状データ入力手段、2…形状定義手段、3…Z/C
座標入力手段、4…補間演算手段、5…記憶手段、6…
記憶開始手段、7…記憶消去手段、8…表示手段。
FIG. 1 is an external view of an automatic programming device embodying the present invention, FIG. 2 is a system configuration diagram of the automatic programming device, and FIG. 3 is a diagram showing the external appearance of the shape of a milk bottle as an example of non-roundness. Fig. 4 is a diagram showing the shape of a milk bottle transferred to a Cartesian coordinate system, Fig. 5 is a diagram in which the X coordinate unrelated to the non-round shape is taken as a reference point, and Fig. 6 is the Z axis using the keyboard keys. A guide map for inputting coordinates, FIG. 7 is a diagram in which an image obtained by parallel projection is displayed on a graphic display means such as a CRT screen, and FIG. 8 is an input Z-axis coordinate Z P.
Fig. 9 is a diagram showing a cross section in the circumferential direction obtained by Fig. 9, Fig. 9 is a diagram showing a cross section in the longitudinal direction obtained by the input C-axis coordinate C P , and Fig. 10 shows the screen memory function at points P 0 and P 1 . FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG.
Fig. 13 is a flowchart showing an example of its operation, Fig. 13 is a diagram showing the external appearance of a piston for an internal combustion engine and a three-dimensional non-perfect circular shape in a circumferential sectional shape ~, and Fig. 14 is a parallel projection on one plane. FIG. 15 is a diagram showing a projected image in the case of performing the above, and FIG. 15 is a diagram when the shape of the milk bottle in FIG. 3 is projected in parallel onto three planes orthogonal to each other. 1 ... shape data input means, 2 ... shape defining means, 3 ... Z / C
Coordinate input means, 4 ... Interpolation calculation means, 5 ... Storage means, 6 ...
Memory starting means, 7 ... memory erasing means, 8 ... display means.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】数値制御工作機械の主軸にワークを取付け
た状態でワーク回転軸をC軸とし、ワーク回転中心軸を
Z軸とすると共に、前記Z軸に直交した軸をX軸とし、
これら座標値を用いて3次元の非真円形状を表示する非
真円形状表示装置において、X軸座標値を任意に設定で
きる基準点からの距離に置換する置換手段と、Z軸座標
及びC軸座標を入力する入力手段と、入力されたZ軸座
標位置における前記非真円形状の断面形状を前記C軸及
び前記置換されたX軸の値を用いた直交座標系で表示す
る第1の表示手段と、入力されたC軸座標位置における
前記非真円形状の断面形状を前記Z軸及び前記置換され
たX軸の値を使った直交座標系で表示する第2の表示手
段とを備えたことを特徴とする非真円形状表示装置。
1. A numerically controlled machine tool in which a workpiece is attached to a spindle, a workpiece rotation axis is a C axis, a workpiece rotation center axis is a Z axis, and an axis orthogonal to the Z axis is an X axis.
In a non-round shape display device that displays a three-dimensional non-round shape using these coordinate values, a replacement unit that replaces the X-axis coordinate value with a distance from a reference point that can be arbitrarily set, Z-axis coordinates, and C. Input means for inputting axis coordinates, and a first for displaying the non-round cross-sectional shape at the input Z-axis coordinate position in an orthogonal coordinate system using the values of the C-axis and the replaced X-axis. Display means and second display means for displaying the non-round shape cross-sectional shape at the input C-axis coordinate position in an orthogonal coordinate system using the values of the Z-axis and the replaced X-axis. A non-round display device characterized by the above.
【請求項2】前記第1の表示手段が、予め決められたキ
ーボード内のキーを押している時間と予め設定された単
位時間とを比較して、前記単位時間を越えるたびに前記
Z軸座標あるいはC軸座標の値に予め設定された更新量
ずつ加算する手段を備えている請求項1に記載の非真円
形状表示装置。
2. The first display means compares a time during which a key in a predetermined keyboard is pressed with a preset unit time, and the Z-axis coordinate or The non-round display device according to claim 1, further comprising means for adding a predetermined update amount to the value of the C-axis coordinate.
【請求項3】予め決められたキーボード内のキーを押す
ことにより現在表示している形状を記憶し、他の予め決
められたキーボード内のキーを押すことにより記憶した
形状を消去する表示形状の記憶手段を1つ以上有し、記
憶された形状は前記第2の表示手段に消去されるまで保
持されるようになっている請求項1に記載の非真円形状
表示装置。
3. A display shape for memorizing a shape currently being displayed by pressing a key in a predetermined keyboard and erasing the memorized shape by pressing another key in a predetermined keyboard. 2. The non-round display device according to claim 1, further comprising one or more storage means, wherein the stored shape is retained in the second display means until it is erased.
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