JP2811729B2 - オフセット曲面データ作成方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。
Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第５図及び第６図） Ｄ発明が解決しようとする問題点（第５図〜第８図） Ｅ問題点を解決するための手段（第１図〜第４図） Ｆ作用（第１図〜第４図） Ｇ実施例（第１図〜第４図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明はオフセツト曲面データ作成方法に関し、例え
ばCAD/CAM（computer aided design/computer aided ma
nufacturing）において、生成された自由曲面を表すデ
ータを用いて当該自由曲面をもつた外形形状の製品を切
削加工するための工具径路データを作成する場合に適用
して好適なものである。
ばCAD/CAM（computer aided design/computer aided ma
nufacturing）において、生成された自由曲面を表すデ
ータを用いて当該自由曲面をもつた外形形状の製品を切
削加工するための工具径路データを作成する場合に適用
して好適なものである。
Ｂ発明の概要 本発明は、ラジアスエンドミルを用いるオフセツト曲
面データ作成方法において、自由曲面を表すパツチのオ
フセツトベクトルと、そのオフセツトベクトルの先端か
らラジアスエンドミルの中心軸に対して垂直に向かう第
１の直線ベクトルと、その第１の直線ベクトルの先端か
らラジアスエンドミルの切削中心点に向かう第２の直線
ベクトルとを用いて、自由曲面を表すパツチに応じてラ
ジアスエンドミルの切削中心点が通過すべき移動径路を
表すオフセツト曲面データを生成するようにしたことに
より、確実にラジアスエンドミルを用いる際のオフセツ
ト曲面データを作成し得る。
面データ作成方法において、自由曲面を表すパツチのオ
フセツトベクトルと、そのオフセツトベクトルの先端か
らラジアスエンドミルの中心軸に対して垂直に向かう第
１の直線ベクトルと、その第１の直線ベクトルの先端か
らラジアスエンドミルの切削中心点に向かう第２の直線
ベクトルとを用いて、自由曲面を表すパツチに応じてラ
ジアスエンドミルの切削中心点が通過すべき移動径路を
表すオフセツト曲面データを生成するようにしたことに
より、確実にラジアスエンドミルを用いる際のオフセツ
ト曲面データを作成し得る。
Ｃ従来の技術 例えばCADの手法を用いて自由曲面をもつた物体の形
状をデザインする場合（geometric modeling）、一般に
デザイナは、曲面が通るべき３次元空間における複数の
点（これを節点と呼ぶ）を指定し、当該指定された複数
の節点を結ぶ境界曲線網を所望のベクトル関数を用いて
コンピユータに演算させることにより、いわゆるワイヤ
ーフレームで表現された曲面を形成する。
状をデザインする場合（geometric modeling）、一般に
デザイナは、曲面が通るべき３次元空間における複数の
点（これを節点と呼ぶ）を指定し、当該指定された複数
の節点を結ぶ境界曲線網を所望のベクトル関数を用いて
コンピユータに演算させることにより、いわゆるワイヤ
ーフレームで表現された曲面を形成する。
かくして、境界曲線によつて囲まれた多数の枠組み空
間を形成することができる（このような処理を枠組み処
理と呼ぶ）。
間を形成することができる（このような処理を枠組み処
理と呼ぶ）。
かかる枠組み処理によつて形成された境界曲線網は、
それ自体デザイナがデザインしようとする大まかな外形
形状を表しており、各枠組み空間を囲む境界曲線を用い
て、パラメトリツクなベクトル関数によつて表現できる
曲面を補間演算することができれば、全体としてデザイ
ナがデザインした自由曲面（２次関数で規定できないも
のをいう）を生成するこができる。
それ自体デザイナがデザインしようとする大まかな外形
形状を表しており、各枠組み空間を囲む境界曲線を用い
て、パラメトリツクなベクトル関数によつて表現できる
曲面を補間演算することができれば、全体としてデザイ
ナがデザインした自由曲面（２次関数で規定できないも
のをいう）を生成するこができる。
ここで各枠組み空間に張られた曲面は全体の曲面を構
成する基本要素を形成し、これをパツチと呼ぶ。
成する基本要素を形成し、これをパツチと呼ぶ。
ところで生成した自由曲面全体としてより自然な外形
形状を持たせるためには、境界曲線を挟んで隣接する枠
組み空間に、当該境界曲線において接平面連続の条件を
満足するようなバツチを張るように、境界曲線周りの制
御辺ベクトルを設定し直すようにした自由曲面作成方法
が提案されている（特願昭60−277488号）。
形状を持たせるためには、境界曲線を挟んで隣接する枠
組み空間に、当該境界曲線において接平面連続の条件を
満足するようなバツチを張るように、境界曲線周りの制
御辺ベクトルを設定し直すようにした自由曲面作成方法
が提案されている（特願昭60−277488号）。
この自由曲面作成方法は、例えば第５図に示すように
２つのパツチ を滑らかに接続するために、枠組み処理によつて与えら
れた節点 に基づいて、隣接するパツチ の境界曲線COM12において接平面連続の条件が成り立つ
ような制御辺ベクトル を設定し、これらの制御辺ベクトルによつて内部制御点 を設定し直すことを原理としている。
２つのパツチ を滑らかに接続するために、枠組み処理によつて与えら
れた節点 に基づいて、隣接するパツチ の境界曲線COM12において接平面連続の条件が成り立つ
ような制御辺ベクトル を設定し、これらの制御辺ベクトルによつて内部制御点 を設定し直すことを原理としている。
このような手法をパツチ を囲む他の境界曲線についても適用すれば、結局パツチ は隣接するパツチと接平面連続の条件の下に滑らかに接
続される。
続される。
この明細書において、接平面とは、境界曲線の各点に
おけるｕ方向及びｖ方向の接線ベクトルによつて形成さ
れる平面を意味し、例えば第５図の境界曲線COM12上の
各点について、パツチ の接平面が同一のとき接平面連続の条件が成り立つ。
おけるｕ方向及びｖ方向の接線ベクトルによつて形成さ
れる平面を意味し、例えば第５図の境界曲線COM12上の
各点について、パツチ の接平面が同一のとき接平面連続の条件が成り立つ。
ここで、境界曲線COM12上の点（０、ｖ）についての
接平面連続の条件は、第６図に示すようにして決められ
る。すなわちパツチ について、境界曲線COM12を横断する方向（すなわちｕ
方向）の接線ベクトル 及び境界曲線COM12に沿う方向（すなわちｖ方向）の接
線ベクトル は、次式 で表され、またパツチＳ（u,v）２について、境界曲線C
OM12を横断する方向の接線ベクトル 及び境界曲線COM12に沿う方向の接線ベクトル の法線ベクトルn2は、次式 で表される。
接平面連続の条件は、第６図に示すようにして決められ
る。すなわちパツチ について、境界曲線COM12を横断する方向（すなわちｕ
方向）の接線ベクトル 及び境界曲線COM12に沿う方向（すなわちｖ方向）の接
線ベクトル は、次式 で表され、またパツチＳ（u,v）２について、境界曲線C
OM12を横断する方向の接線ベクトル 及び境界曲線COM12に沿う方向の接線ベクトル の法線ベクトルn2は、次式 で表される。
このような条件の下に、接平面連続というためには、
接線ベクトル が同一平面に存在しなければならず、その結果法線ベク
トル は同一方向を向くことになる。
接線ベクトル が同一平面に存在しなければならず、その結果法線ベク
トル は同一方向を向くことになる。
これを実現するためには、次式 が成り立つように内部制御点 を設定すれば良い。ここでλ（ｖ）、μ（ｖ）、ν
（ｖ）はスカラ量である。
（ｖ）はスカラ量である。
またパツチ は、次式 のように、３次のベジエ式でなるパラメトリツクなベク
トル関数 を用いて表現される。なおｕ及びｖは、それぞれｕ方向
及びｖ方向のパラメータ、Ｅ及びＦはシフト演算子であ
る。
トル関数 を用いて表現される。なおｕ及びｖは、それぞれｕ方向
及びｖ方向のパラメータ、Ｅ及びＦはシフト演算子であ
る。
Ｄ発明が解決しようとする問題点 このようにして、生成されたパツチ で表される外形形状の製品を、例えばCAD/CAMシステム
としての３軸制御型NCフライス盤を用いて切削加工しよ
うとする場合、次式、 のように、切削目標となるパツチ の表面を表す位置データをオフセツトベクトル だけ移動した面でなるオフセツト曲面 を生成し、当該オフセツト曲面 の表面を表す位置データに基づいて、NCフライス盤の工
具を移動制御すれば良いと考えられる（特願昭61−2085
51号）。
としての３軸制御型NCフライス盤を用いて切削加工しよ
うとする場合、次式、 のように、切削目標となるパツチ の表面を表す位置データをオフセツトベクトル だけ移動した面でなるオフセツト曲面 を生成し、当該オフセツト曲面 の表面を表す位置データに基づいて、NCフライス盤の工
具を移動制御すれば良いと考えられる（特願昭61−2085
51号）。
ここでオフセツトベクトル は、第７図に示すように、パツチ の法線ベクトル を変数とし、かつ工具刃先の形状によつて決まる関数
で、パツチ 上の点を始点とし、かつ工具内に定めた基準点を終点と
するベクトルでなり、工具の基準点がオフセツト曲面 上を移動したとき、刃先が加工目標であるパツチ の表面に沿つて移動し得るような関数に予め決められて
いる。
で、パツチ 上の点を始点とし、かつ工具内に定めた基準点を終点と
するベクトルでなり、工具の基準点がオフセツト曲面 上を移動したとき、刃先が加工目標であるパツチ の表面に沿つて移動し得るような関数に予め決められて
いる。
実際上３軸制御型NCフライス盤は工具をその刃先を下
方（Ｚ軸方向）に向けるような構成のものが用いられて
いる。例えばこのように自由曲面の形状を切削加工する
に適した工具としては、一般に刃先が所定半径RBMを有
する球状のボールエンドミルBMが利用されており、当該
ボールエンドミルBMを使用した場合、オフセツトベクト
ル は、第８図に示すように、次式 と表し得パツチ 上における刃先の接触点COから法線 の方向に、刃線の半径RBMだけ離れた位置に存在する中
心点Ｏが基準点に選定される。
方（Ｚ軸方向）に向けるような構成のものが用いられて
いる。例えばこのように自由曲面の形状を切削加工する
に適した工具としては、一般に刃先が所定半径RBMを有
する球状のボールエンドミルBMが利用されており、当該
ボールエンドミルBMを使用した場合、オフセツトベクト
ル は、第８図に示すように、次式 と表し得パツチ 上における刃先の接触点COから法線 の方向に、刃線の半径RBMだけ離れた位置に存在する中
心点Ｏが基準点に選定される。
このようにして、（５）式及び（６）式で表されるオ
フセツト曲面 の曲面データに基づいて、ボールエンドミルBMの工具径
路を表す工具径路データを作成し、当該工具径路データ
をNCフライス盤及びその制御装置でなるNCミーリングマ
シンに入力すれば、ボールエンドミルBMをその基準点Ｏ
がオフセツト曲面 によつて表される曲面上を移動するように制御すること
ができ、かくして当該ボールエンドミルBMがパツチ を表す自由曲面を切削加工して行くようになされてい
る。
フセツト曲面 の曲面データに基づいて、ボールエンドミルBMの工具径
路を表す工具径路データを作成し、当該工具径路データ
をNCフライス盤及びその制御装置でなるNCミーリングマ
シンに入力すれば、ボールエンドミルBMをその基準点Ｏ
がオフセツト曲面 によつて表される曲面上を移動するように制御すること
ができ、かくして当該ボールエンドミルBMがパツチ を表す自由曲面を切削加工して行くようになされてい
る。
ところで実際上、工具としてボールエンドミルBMは、
種々の自由曲面の切削加工に適する反面、ボールエンド
ミルBMの刃先の半径RBMよりも、小さい半径を有する空
間中の溝形状や階段形状の自由曲面は切削加工できない
問題がある。
種々の自由曲面の切削加工に適する反面、ボールエンド
ミルBMの刃先の半径RBMよりも、小さい半径を有する空
間中の溝形状や階段形状の自由曲面は切削加工できない
問題がある。
かかる曲面形状を加工する場合、従来ボールエンドミ
ルBMに代え、円柱形状でなり先端の円周部分にボールエ
ンドミルBMの刃先の半径RBMに比較して、格段的に小さ
い半径でなる刃先を有するいわゆるラジアスエンドミル
が一般的に利用されている。
ルBMに代え、円柱形状でなり先端の円周部分にボールエ
ンドミルBMの刃先の半径RBMに比較して、格段的に小さ
い半径でなる刃先を有するいわゆるラジアスエンドミル
が一般的に利用されている。
このような場合、自由曲面のパツチ に基づいて、ラジアスエンドミルについてのオフセツト
曲面の曲面データを作成し、当該曲面データを用いてラ
ジアスエンドミルの工具径路を表す工具径路データを作
成できれば、CAD/CAMシステム全体として、有用性を格
段的に向上し得ると考えられる。
曲面の曲面データを作成し、当該曲面データを用いてラ
ジアスエンドミルの工具径路を表す工具径路データを作
成できれば、CAD/CAMシステム全体として、有用性を格
段的に向上し得ると考えられる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、自由曲
面のパツチを用いてラジアスエンドミルについてのオフ
セツト曲面データを生成し得るオフセツト曲面データ作
成方法を提案しようとするものである。
面のパツチを用いてラジアスエンドミルについてのオフ
セツト曲面データを生成し得るオフセツト曲面データ作
成方法を提案しようとするものである。
Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、パラ
メトリツクなベクトル関数 によつて表される複数のパツチによつて形成された曲面
を切削目標として、ラジアスエンドミルRMの移動径路を
表すオフセツト曲面データ を生成するオフセツト曲面データ作成方法において、次
式によつてオフセツト曲面データ を算出する ここで、第１項 は、切削目標曲面データを表し、第２項 は、切削目標曲面の法線ベクトル 方向に仕上代δだけオフセツトした第１のオフセツトベ
クトルを表し、第３項 は、第１のオフセツトベクトルの先端から切削目標曲面
の法線ベクトル 方向にラジアスエンドミルRMのマイナーラジアスrRMだ
けオフセツトした第２のオフセツトベクトルRMを表し、
第４項 は、Ｚ軸方向の単位ベクトルを とおいて、次式 で表されるＸ軸及びＹ軸を含む面に並行な水平方向の単
位ベクトル に対して、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジアスR
RM及びマイナーラジアスrRMの差分を乗算することによ
り求められ、オフセツトベクトルの先端からラジアスエ
ンドミルRMの軸ORMに向かう第１の直線ベクトル を表し、第５項 は、第１の直線ベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの先端の基準点CPにい
たる第２の直線ベクトル を表すようにする。
メトリツクなベクトル関数 によつて表される複数のパツチによつて形成された曲面
を切削目標として、ラジアスエンドミルRMの移動径路を
表すオフセツト曲面データ を生成するオフセツト曲面データ作成方法において、次
式によつてオフセツト曲面データ を算出する ここで、第１項 は、切削目標曲面データを表し、第２項 は、切削目標曲面の法線ベクトル 方向に仕上代δだけオフセツトした第１のオフセツトベ
クトルを表し、第３項 は、第１のオフセツトベクトルの先端から切削目標曲面
の法線ベクトル 方向にラジアスエンドミルRMのマイナーラジアスrRMだ
けオフセツトした第２のオフセツトベクトルRMを表し、
第４項 は、Ｚ軸方向の単位ベクトルを とおいて、次式 で表されるＸ軸及びＹ軸を含む面に並行な水平方向の単
位ベクトル に対して、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジアスR
RM及びマイナーラジアスrRMの差分を乗算することによ
り求められ、オフセツトベクトルの先端からラジアスエ
ンドミルRMの軸ORMに向かう第１の直線ベクトル を表し、第５項 は、第１の直線ベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの先端の基準点CPにい
たる第２の直線ベクトル を表すようにする。
Ｆ作用 自由曲面を表すパツチ に対するオフセツトベクトル と、そのオフセツトベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの中心軸ORMに垂直に
向かう第１の直線ベクトル と、その第１の直線ベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの切削中心点CPに向か
う第２の直線ベクトル とを用いて、自由曲面を表すパツチ に応じてラジアスエンドミルRMの切削中心点CPが通過す
べき移動径路を表すオフセツト曲面データ を生成するようにしたことにより、確実にラジアスエン
ドミルRMを用いるオフセツト曲面データ を作成し得る。
向かう第１の直線ベクトル と、その第１の直線ベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの切削中心点CPに向か
う第２の直線ベクトル とを用いて、自由曲面を表すパツチ に応じてラジアスエンドミルRMの切削中心点CPが通過す
べき移動径路を表すオフセツト曲面データ を生成するようにしたことにより、確実にラジアスエン
ドミルRMを用いるオフセツト曲面データ を作成し得る。
Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
第１図において、１は全体としてCAD/CAMシステムを
示し、それぞれ中央処理装置（CPU）を含んでなる自由
曲面作成装置２、自由曲面切削用工具径路作成装置３及
びNCミーリングマシン（マシニングセンタ）４で構成さ
れている。
示し、それぞれ中央処理装置（CPU）を含んでなる自由
曲面作成装置２、自由曲面切削用工具径路作成装置３及
びNCミーリングマシン（マシニングセンタ）４で構成さ
れている。
自由曲面作成装置２は、上述したCADの手法を用いて
製品の外形形状を表す自由曲面のパツチ を生成する。
製品の外形形状を表す自由曲面のパツチ を生成する。
また、自由曲面切削用工具径路作成装置３は、自由曲
面作成装置２によつて生成されたパツチ でなる自由曲面データDTSが入力され、当該自由曲面デ
ータDTSに基づいて、工具としてのラジアスエンドミル
についてのオフセツト曲面データを作成し、これにより
ラジアスエンドミルの工具径路データDTCLを作成する。
面作成装置２によつて生成されたパツチ でなる自由曲面データDTSが入力され、当該自由曲面デ
ータDTSに基づいて、工具としてのラジアスエンドミル
についてのオフセツト曲面データを作成し、これにより
ラジアスエンドミルの工具径路データDTCLを作成する。
さらにNCミーリングマシン４においては、フロツピイ
デイスク５を介して入力された工具径路データDTCLに基
づいて、ラジアスエンドミルを移動制御することによ
り、自由曲面の外形形状を有する製品の切削加工を実行
し得るようになされている。
デイスク５を介して入力された工具径路データDTCLに基
づいて、ラジアスエンドミルを移動制御することによ
り、自由曲面の外形形状を有する製品の切削加工を実行
し得るようになされている。
なお自由曲面切削用工具径路作成装置３は、デイスプ
レイでなる表示装置６及び例えばキーボードやマウス等
でなる入力装置７を備え、デザイナが表示装置６を目視
確認しながら入力装置７を操作すれば、CPUは第２図に
示す工具径路データ作成処理手順SP1を実行する。
レイでなる表示装置６及び例えばキーボードやマウス等
でなる入力装置７を備え、デザイナが表示装置６を目視
確認しながら入力装置７を操作すれば、CPUは第２図に
示す工具径路データ作成処理手順SP1を実行する。
すなわち、自由曲面切削用工具径路作成装置３のCPU
は、入力装置７の操作によつてデザイナから自由曲面切
削用の工具径路作成を指示されると、工具径路データ作
成処理手順SP1に入つて、ステツプSP2において、切削対
象の製品の外形形状を表す自由曲面のパツチ でなる自由曲面データDTSを、自由曲面作成装置２から
読み込む。
は、入力装置７の操作によつてデザイナから自由曲面切
削用の工具径路作成を指示されると、工具径路データ作
成処理手順SP1に入つて、ステツプSP2において、切削対
象の製品の外形形状を表す自由曲面のパツチ でなる自由曲面データDTSを、自由曲面作成装置２から
読み込む。
続いてCPUはステツプSP3に移つて、ラジアスエンドミ
ルRMの軸半径でなるメジヤーラジアスRRM及び刃先の半
径でなるマイナーラジアスrRMの指定入力を待つ。
ルRMの軸半径でなるメジヤーラジアスRRM及び刃先の半
径でなるマイナーラジアスrRMの指定入力を待つ。
なお工具としてのラジアスエンドミルRMは、例えば第
３図（Ａ）に示すように、先端が平坦でなる所定半径R
RM（いわゆるメジヤーラジアス）の円柱形状を有し、そ
の先端の円周部分に所定半径rRM（いわゆるマイナーラ
ジアス）の刃先CLを備える。
３図（Ａ）に示すように、先端が平坦でなる所定半径R
RM（いわゆるメジヤーラジアス）の円柱形状を有し、そ
の先端の円周部分に所定半径rRM（いわゆるマイナーラ
ジアス）の刃先CLを備える。
ここでデザイナが、入力装置７のキーボードを用い
て、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジアスRRM及び
マイナーラジアスrRMをそれぞれ数値入力すれば、CPUは
この入力データDTINを内部レジスタに取り込み、次のス
テツプSP4に移る。
て、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジアスRRM及び
マイナーラジアスrRMをそれぞれ数値入力すれば、CPUは
この入力データDTINを内部レジスタに取り込み、次のス
テツプSP4に移る。
このステツプSP4においてCPUは、切削加工後の製品の
外形形状に対して、このラジアスエンドミルRMで切削す
べき仕上代δの指定入力を待ち、この状態で、上述のス
テツプSP3と同様に、デザイナが入力装置７のキーボー
ドを用いて、所望の仕上代δの値を数値入力すれば、CP
Uはこの入力データDTINを内部レジスタに取り込む。
外形形状に対して、このラジアスエンドミルRMで切削す
べき仕上代δの指定入力を待ち、この状態で、上述のス
テツプSP3と同様に、デザイナが入力装置７のキーボー
ドを用いて、所望の仕上代δの値を数値入力すれば、CP
Uはこの入力データDTINを内部レジスタに取り込む。
続いてCPUは、第４図に示すように、上述のようにし
て内部レジスタに取り込んだラジアスエンドミルRMのメ
ジヤーラジアスRRM、マイナーラジアスrRM及び仕上代δ
を用いて、次のステツプSP5において、次式 に基づいて、ラジアスエンドミルRMの先端刃先CL部分の
中心を基準点CPとして、当該基準点CPが移動すべき、ラ
ジアスエンドミルRM用のオフセツト曲面データ を算出する。
て内部レジスタに取り込んだラジアスエンドミルRMのメ
ジヤーラジアスRRM、マイナーラジアスrRM及び仕上代δ
を用いて、次のステツプSP5において、次式 に基づいて、ラジアスエンドミルRMの先端刃先CL部分の
中心を基準点CPとして、当該基準点CPが移動すべき、ラ
ジアスエンドミルRM用のオフセツト曲面データ を算出する。
この（８）式の右辺において、第１項から第３項は、
製品の外形形状を表す自由曲面のパツチ に対して、その法線ベクトル 方向に仕上代δ及びラジアスエンドミルRMのマイナーラ
ジアスrRM分だけオフセツトしたオフセツトベクトル を表す。
製品の外形形状を表す自由曲面のパツチ に対して、その法線ベクトル 方向に仕上代δ及びラジアスエンドミルRMのマイナーラ
ジアスrRM分だけオフセツトしたオフセツトベクトル を表す。
またこれに加えて、（８）式の右辺第４項は、Ｚ軸方
向の単位ベクトルを とおいて、次式 で表されるＸ軸及びＹ軸に平行でなる水平方向の単位ベ
クトル に対して、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジアスR
RM及びマイナーラジアスrRMの差分を乗算することによ
り、オフセツトベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの軸ORMに向かう直線
ベクトル を算出する。
向の単位ベクトルを とおいて、次式 で表されるＸ軸及びＹ軸に平行でなる水平方向の単位ベ
クトル に対して、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジアスR
RM及びマイナーラジアスrRMの差分を乗算することによ
り、オフセツトベクトル の先端からラジアスエンドミルRMの軸ORMに向かう直線
ベクトル を算出する。
さらに、（８）式の右辺第５項は、第４項で算出した
直線ベクトル の先端から、ラジアスエンドミルRMの先端の基準点CPに
いたる直線ベクトル を表し、このようにして（８）式の右辺は全体として、
３次元空間中における基準点CPの位置ベクトルを表し、
かくして、ラジアスエンドミルRMの基準点CPが移動すべ
き、ラジアスエンドミルRM用のオフセツト曲面データ を算出することができる。
直線ベクトル の先端から、ラジアスエンドミルRMの先端の基準点CPに
いたる直線ベクトル を表し、このようにして（８）式の右辺は全体として、
３次元空間中における基準点CPの位置ベクトルを表し、
かくして、ラジアスエンドミルRMの基準点CPが移動すべ
き、ラジアスエンドミルRM用のオフセツト曲面データ を算出することができる。
なおこのラジアスエンドミルRM0が、水平平面でなる
自由曲面のパツチ 上を通過する際には、パツチ の法線ベクトル がＺ軸方向と平行になるため、法線ベクトル 及びＺ軸方向の単位ベクトル の内積は次式 となり、また法線ベクトル 及びＺ軸方向の単位ベクトル の外積が０となることにより、（９）式の水平方向の単
位ベクトル は０となる。
自由曲面のパツチ 上を通過する際には、パツチ の法線ベクトル がＺ軸方向と平行になるため、法線ベクトル 及びＺ軸方向の単位ベクトル の内積は次式 となり、また法線ベクトル 及びＺ軸方向の単位ベクトル の外積が０となることにより、（９）式の水平方向の単
位ベクトル は０となる。
これにより、（８）式について上述した、ラジアスエ
ンドミルRM0用のオフセツト曲面データ は、次式 で表されるように、自由曲面のパツチ 上に、仕上代δだけオフセツトした曲面形状であること
がわかる。
ンドミルRM0用のオフセツト曲面データ は、次式 で表されるように、自由曲面のパツチ 上に、仕上代δだけオフセツトした曲面形状であること
がわかる。
なおCUPは、上述のようにステツプSP5において、ラジ
アスエンドミルRM用のオフセツト曲面データ を算出した後、次のステツプSP6に移り、例えばセグメ
ントハイト法等の手法を用いて、当該ラジアスエンドミ
ルRMが通過すべき工具径路を表す工具径路データDTCLを
作成し、これをフロツピイデイスク５に書き込んだ後、
続くステツプSP7において、当該工具径路データ作成処
理手順SP1を終了する。
アスエンドミルRM用のオフセツト曲面データ を算出した後、次のステツプSP6に移り、例えばセグメ
ントハイト法等の手法を用いて、当該ラジアスエンドミ
ルRMが通過すべき工具径路を表す工具径路データDTCLを
作成し、これをフロツピイデイスク５に書き込んだ後、
続くステツプSP7において、当該工具径路データ作成処
理手順SP1を終了する。
このようにして、自由曲面切削用工具径路作成装置３
において、自由曲面作成装置２によつて生成されたパツ
チ でなる自由曲面データDTSに基づいて算出したラジアス
エンドミルRM用のオフセツト曲面データ でなる工具径路データDTCLを、フロツピイデイスク５を
介して、NCミーリングマシン４に入力すれば、容易にラ
ジアスエンドミルRMを用いて、自由曲面の外形形状を有
する製品の切削加工を実行することができる。
において、自由曲面作成装置２によつて生成されたパツ
チ でなる自由曲面データDTSに基づいて算出したラジアス
エンドミルRM用のオフセツト曲面データ でなる工具径路データDTCLを、フロツピイデイスク５を
介して、NCミーリングマシン４に入力すれば、容易にラ
ジアスエンドミルRMを用いて、自由曲面の外形形状を有
する製品の切削加工を実行することができる。
以上の方法によれば、自由曲面のパツチ を用いてラジアスエンドミルRMについてのオフセツト曲
面データ を容易に生成し得るオフセツト曲面データ作成方法を実
現できる。
面データ を容易に生成し得るオフセツト曲面データ作成方法を実
現できる。
なお上述の実施例においては、オフセツト曲面データ を作成する際に、ラジアスエンドミルRMのメジヤーラジ
アスRRM、マイナーラジアスrRM及び仕上代δを、デザイ
ナが指定入力するようにしたが、これに限らず、仕上代
δは予め設定された値を用いるようにしても良く、さら
に仕上代δを用いないようにしても、上述の実施例と同
様の効果を実現できる。
アスRRM、マイナーラジアスrRM及び仕上代δを、デザイ
ナが指定入力するようにしたが、これに限らず、仕上代
δは予め設定された値を用いるようにしても良く、さら
に仕上代δを用いないようにしても、上述の実施例と同
様の効果を実現できる。
また上述の実施例においては、先端が平坦でなる円柱
形状を有し、その先端の円周部分に所定半径rRMの刃先C
Lを有するものを用いた場合について述べたが、これに
代え、いわゆるすみアールエンドミルやＲ削り用ラジア
スエンドミルと呼ばれるようなラジアスエンドミルを用
いても上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
形状を有し、その先端の円周部分に所定半径rRMの刃先C
Lを有するものを用いた場合について述べたが、これに
代え、いわゆるすみアールエンドミルやＲ削り用ラジア
スエンドミルと呼ばれるようなラジアスエンドミルを用
いても上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
因に、第３図（Ｂ）に示すように、いわゆるＲ削り用
ラジアスエンドミルと呼ばれるラジアスエンドミルRM1
においては、円柱形状の先端に所定の半径のボール状切
刃CL1が複数埋め込まれた形状でなり、この場合、ラジ
アスエンドミルRM1のメジヤーラジアスRRM1及びマイナ
ーラジアスrRM1として、図中に破線で示すように、ボー
ル状切刃CL1を含んだ外周の半径RRM1及びそのボール状
切刃CL1の半径rRM1を指定すれば、ボール状切刃CL1を含
んだラジアスエンドミルRM1の先端中央部分を基準点CP1
とするオフセツト曲面データ が作成される。
ラジアスエンドミルと呼ばれるラジアスエンドミルRM1
においては、円柱形状の先端に所定の半径のボール状切
刃CL1が複数埋め込まれた形状でなり、この場合、ラジ
アスエンドミルRM1のメジヤーラジアスRRM1及びマイナ
ーラジアスrRM1として、図中に破線で示すように、ボー
ル状切刃CL1を含んだ外周の半径RRM1及びそのボール状
切刃CL1の半径rRM1を指定すれば、ボール状切刃CL1を含
んだラジアスエンドミルRM1の先端中央部分を基準点CP1
とするオフセツト曲面データ が作成される。
さらに上述の実施例においては、オフセツト曲面デー
タ を生成した後、これに基づいて直ちにラジアスエンドミ
ルRM用の工具径路データDTCLを作成し、これをフロツピ
イデイスク５経由でNCミーリングマシン４に入力した場
合について述べたが、NCミーリングマシン４への力は、
これに限らず、例えばオンライン、紙テープ等種々の入
力手段を用いたCAD/CAMシステムに適用し得、さらに工
具径路データDTCLの作成するのみならず、生成したオフ
セツト曲面データ をデイスプレイ上に表示するようになされたCAD/CAMシ
ステムにも広く適用し得る。
タ を生成した後、これに基づいて直ちにラジアスエンドミ
ルRM用の工具径路データDTCLを作成し、これをフロツピ
イデイスク５経由でNCミーリングマシン４に入力した場
合について述べたが、NCミーリングマシン４への力は、
これに限らず、例えばオンライン、紙テープ等種々の入
力手段を用いたCAD/CAMシステムに適用し得、さらに工
具径路データDTCLの作成するのみならず、生成したオフ
セツト曲面データ をデイスプレイ上に表示するようになされたCAD/CAMシ
ステムにも広く適用し得る。
また上述の実施例において、ラジアスエンドミルRMの
刃先が、Ｚ軸方向の下方に向くように取り付けられた３
軸制御型NCフライス盤を用いた場合について述べたが、
ラジアスエンドミルRMの刃先方向はこれに限らず、例え
ば任意に変更し得るような構成のNCフライス盤を用いて
も上述の実施例と同様の効果を実現できる。
刃先が、Ｚ軸方向の下方に向くように取り付けられた３
軸制御型NCフライス盤を用いた場合について述べたが、
ラジアスエンドミルRMの刃先方向はこれに限らず、例え
ば任意に変更し得るような構成のNCフライス盤を用いて
も上述の実施例と同様の効果を実現できる。
Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、パラメトリツクなベク
トル関数によつて表されるパツチを用いてラジアスエン
ドミルについてのオフセツト曲面データを容易に生成し
得るオフセツト曲面データ作成方法を実現でき、かくす
るにつき、ラジアスエンドミルの先端周縁部にある小径
のマイナーラジアスを用いて切削することにより、削り
すぎがなくかつ十分な表面粗度（あらさ）の加工面を得
ることができる。
トル関数によつて表されるパツチを用いてラジアスエン
ドミルについてのオフセツト曲面データを容易に生成し
得るオフセツト曲面データ作成方法を実現でき、かくす
るにつき、ラジアスエンドミルの先端周縁部にある小径
のマイナーラジアスを用いて切削することにより、削り
すぎがなくかつ十分な表面粗度（あらさ）の加工面を得
ることができる。
第１図は本発明の一実施例によるオフセツト曲面データ
作成方法を適用したCAD/CAMシステムの全体構成を示す
ブロック図、第２図は本発明のオフセツト曲面データ作
成方法による工具径路データ作成処理手順を示すフロー
チヤート、第３図はラジアスエンドミルの説明に供する
略線図、第４図はオフセツト曲面データ作成方法の原理
を示す略線図、第５図は自由曲面の説明に供する略線
図、第６図は接平面連続の条件を示す略線図、第７図は
オフセツトベクトルの説明に供する略線図、第８図はボ
ールエンドミルによる自由曲面の切削加工を示す略線図
である。 １……CAD/CAMシステム、２……自由曲面作成装置、３
……自由曲面切削用工具径路作成装置、４……NCミーリ
ングマシン、５……フロツピイテイスク、６……表示装
置、７……入力装置、RM……ラジアスエンドミル、
作成方法を適用したCAD/CAMシステムの全体構成を示す
ブロック図、第２図は本発明のオフセツト曲面データ作
成方法による工具径路データ作成処理手順を示すフロー
チヤート、第３図はラジアスエンドミルの説明に供する
略線図、第４図はオフセツト曲面データ作成方法の原理
を示す略線図、第５図は自由曲面の説明に供する略線
図、第６図は接平面連続の条件を示す略線図、第７図は
オフセツトベクトルの説明に供する略線図、第８図はボ
ールエンドミルによる自由曲面の切削加工を示す略線図
である。 １……CAD/CAMシステム、２……自由曲面作成装置、３
……自由曲面切削用工具径路作成装置、４……NCミーリ
ングマシン、５……フロツピイテイスク、６……表示装
置、７……入力装置、RM……ラジアスエンドミル、
Claims (1)
- 【請求項１】パラメトリツクなベクトル関数によつて表
される複数のパツチによつて形成された曲面を切削目標
として、ラジアスエンドミルの移動径路を表すオフセツ
ト曲面データを生成するオフセツト曲面データ作成方法
において、 次式によつてオフセツト曲面データ を算出する ここで、上記第１項 は、切削目標曲面データを表し、 上記第２項 は、切削目標曲面の法線ベクトル 方向に仕上代δだけオフセツトした第１のオフセツトベ
クトルを表し、 上記第３項 は、第１のオフセツトベクトルの先端から切削目標曲面
の法線ベクトル 方向にラジアスエンドミルのマイナーラジアスrRMだけ
オフセツトした第２のオフセツトベクトルを表し、 上記第４項 は、Ｚ軸方向の単位ベクトルを とおいて、次式 で表されるＸ軸及びＹ軸を含む面に並行な水平方向の単
位ベクトル に対して、ラジアスエンドミルのメジヤーラジアスRRM
及びマイナーラジアスrRMの差分を乗算することにより
求められ、上記第２のオフセツトベクトルの先端からラ
ジアスエンドミルの軸に向かう第１の直線ベクトルを表
し、 上記第５項 は、上記第１の直線ベクトルの先端からラジアスエンド
ミルの先端の基準点にいたる第２の直線ベクトルを表
す、 ことを特徴とするオフセツト曲面データ作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8307389A JP2811729B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | オフセット曲面データ作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8307389A JP2811729B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | オフセット曲面データ作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260004A JPH02260004A (ja) | 1990-10-22 |
| JP2811729B2 true JP2811729B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=13792002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8307389A Expired - Fee Related JP2811729B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | オフセット曲面データ作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811729B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736514A (ja) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Fanuc Ltd | ３次元工具径補正方式 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8307389A patent/JP2811729B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02260004A (ja) | 1990-10-22 |
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|---|---|---|---|
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