JP2925397B2 - 形状データ作成方法 - Google Patents
形状データ作成方法Info
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- JP2925397B2 JP2925397B2 JP4077747A JP7774792A JP2925397B2 JP 2925397 B2 JP2925397 B2 JP 2925397B2 JP 4077747 A JP4077747 A JP 4077747A JP 7774792 A JP7774792 A JP 7774792A JP 2925397 B2 JP2925397 B2 JP 2925397B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は形状データ作成方法に関
し、特に、数値制御(NC)装置付き工作機械のNCデ
ータに必要な、金型で成形されるモデル(仕上げ形状)
の表面形状から金型の分割線(パーティングライン)お
よび分割面(パーティングサーフェス)を求める、ある
いはCADで型図を作図するのに必要な分割線および分
割面を求める形状データ作成方法に関する。
し、特に、数値制御(NC)装置付き工作機械のNCデ
ータに必要な、金型で成形されるモデル(仕上げ形状)
の表面形状から金型の分割線(パーティングライン)お
よび分割面(パーティングサーフェス)を求める、ある
いはCADで型図を作図するのに必要な分割線および分
割面を求める形状データ作成方法に関する。
【0002】図13は、本発明が使用されるシステムの
概要を説明する図である。形状データ作成手段1は、オ
ペレータがCRT等の表示装置5の画面を見ながらキー
ボード、マウス等の入力装置6を対話形式で操作するこ
とにより形状データを作成する装置である。この装置
は、また、標準的なCADで作成された図面データを取
り込み可能である。工具経路発生手段2は、形状データ
作成手段1で作成された形状データが入力されると、そ
れに基づいて工具経路データを作成し、DNC装置3を
介してNC工作機械4に、または、フロッピーディスク
FDにデータを出力しそのFDを介してNC工作機械4
に、あるいは、NCテープを作成しそのNCテープを介
してNC工作機械4に、工具経路データを入力する。D
NC装置3は多量のNCデータを複数のNC装置に送信
する装置である。NC工作機械4は、その工具経路デー
タに従って加工を行う。本発明は、このようなシステム
において形状データ作成手段1により形状データを作成
する方法に関する。
概要を説明する図である。形状データ作成手段1は、オ
ペレータがCRT等の表示装置5の画面を見ながらキー
ボード、マウス等の入力装置6を対話形式で操作するこ
とにより形状データを作成する装置である。この装置
は、また、標準的なCADで作成された図面データを取
り込み可能である。工具経路発生手段2は、形状データ
作成手段1で作成された形状データが入力されると、そ
れに基づいて工具経路データを作成し、DNC装置3を
介してNC工作機械4に、または、フロッピーディスク
FDにデータを出力しそのFDを介してNC工作機械4
に、あるいは、NCテープを作成しそのNCテープを介
してNC工作機械4に、工具経路データを入力する。D
NC装置3は多量のNCデータを複数のNC装置に送信
する装置である。NC工作機械4は、その工具経路デー
タに従って加工を行う。本発明は、このようなシステム
において形状データ作成手段1により形状データを作成
する方法に関する。
【0003】
【従来の技術】従来、金型の分割線(パーティングライ
ン)および分割面(パーティングサーフェス)は、金型
で成形されるモデルの表面形状から分離されるであろう
分割線をオペレータが経験的に推測して(通常、モデル
の表面形状が出っ張った所を代表点としてプロットし
て)作図して求めるか、または、CAMを使用してオペ
レータの直感を頼りに推測して適宜計算により求めて作
成していた。
ン)および分割面(パーティングサーフェス)は、金型
で成形されるモデルの表面形状から分離されるであろう
分割線をオペレータが経験的に推測して(通常、モデル
の表面形状が出っ張った所を代表点としてプロットし
て)作図して求めるか、または、CAMを使用してオペ
レータの直感を頼りに推測して適宜計算により求めて作
成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように作成された
分割線および分割面は、オペレータの経験、個人差によ
り、その形状精度にバラツキが生じ、最適な分割線およ
び分割面とならず、金型が上手く開かなかったり、金型
により成形される製品形状に多くの不良が発生したりす
る問題がある。
分割線および分割面は、オペレータの経験、個人差によ
り、その形状精度にバラツキが生じ、最適な分割線およ
び分割面とならず、金型が上手く開かなかったり、金型
により成形される製品形状に多くの不良が発生したりす
る問題がある。
【0005】したがって、本発明の目的は、上記問題点
のない、すなわち、金型が上手く開き、金型により成形
される製品形状の不良の発生が極めて少ない金型の分割
線および分割面を求める形状データ作成方法を提供する
ことである。
のない、すなわち、金型が上手く開き、金型により成形
される製品形状の不良の発生が極めて少ない金型の分割
線および分割面を求める形状データ作成方法を提供する
ことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の形状データ作成方法は、SM(サーフェスモデル)
の形状データをコンピュータに記憶させ、そのSM形状
のデータから一番出っ張った部分を自動的に見つけ出し
金型を離形する時の分割面を求めるものである。
明の形状データ作成方法は、SM(サーフェスモデル)
の形状データをコンピュータに記憶させ、そのSM形状
のデータから一番出っ張った部分を自動的に見つけ出し
金型を離形する時の分割面を求めるものである。
【0007】図1は本発明による方法の基本処理ルーチ
ンの流れ図である。本発明の形状データ作成方法は、与
えられたモデル形状から該モデルを製作するための金型
の分割線および分割面の形状データを作成する形状デー
タ作成方法において、金型のモデル表面SMの形状を相
互に直交する3次元直交座標系X,Y,Zにおけるデー
タとして記憶する第1段階と、モデル表面SMを成す各
面パッチの表面形状をu,vパラメータで表現する各点
における面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の極性
が反転する隣合う2点を求める段階であって、具体的に
は、モデルの表面SMを成す面パッチの任意の1つの面
パッチを選択し、その面パッチを3次元座標系X,Y,
Zで表現する関数f(uj,vi)のパラメータujお
よびviをそれぞれm分割し、一方のパラメータujを
固定し、他方のパラメータviをi=0からi=mまで
変化させたときの各面パッチ上の各点における法線ベク
トルを求め、隣合う2点(uj,vi)と(uj,vi+
1 )の各面法線ベクトルの所定軸Z方向成分の極性が反
転する2点を求め、次に、パラメータviを固定し、他
方のパラメータujをj=0からj=mまで変化させ、
同様に、隣合う2点(uj,vi)と(uj+1 ,vi)
の各面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の極性が反
転する2点を求める第2段階と、
ンの流れ図である。本発明の形状データ作成方法は、与
えられたモデル形状から該モデルを製作するための金型
の分割線および分割面の形状データを作成する形状デー
タ作成方法において、金型のモデル表面SMの形状を相
互に直交する3次元直交座標系X,Y,Zにおけるデー
タとして記憶する第1段階と、モデル表面SMを成す各
面パッチの表面形状をu,vパラメータで表現する各点
における面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の極性
が反転する隣合う2点を求める段階であって、具体的に
は、モデルの表面SMを成す面パッチの任意の1つの面
パッチを選択し、その面パッチを3次元座標系X,Y,
Zで表現する関数f(uj,vi)のパラメータujお
よびviをそれぞれm分割し、一方のパラメータujを
固定し、他方のパラメータviをi=0からi=mまで
変化させたときの各面パッチ上の各点における法線ベク
トルを求め、隣合う2点(uj,vi)と(uj,vi+
1 )の各面法線ベクトルの所定軸Z方向成分の極性が反
転する2点を求め、次に、パラメータviを固定し、他
方のパラメータujをj=0からj=mまで変化させ、
同様に、隣合う2点(uj,vi)と(uj+1 ,vi)
の各面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の極性が反
転する2点を求める第2段階と、
【0008】求めた隣り合う2点の内、その2点の中間
点における面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分と極
性が異なる1点を求め、求まった1点とその中間点との
間の距離を計算し、予め設定した所定収束判定限界値e
より小となるまで繰り返しその中間点を収束して求め、
得られた収束中間点Qiを記憶する段階であって、具体
的には、パラメータujを固定とした場合、求めた2点
(uj,vi)と(uj,vi+1 )における各面法線ベ
クトルと、求めた2点のパラメータviがviとvi+1
の中間値vmである点(uj,vm)における面法線ベ
クトルとを比較し、求めた2点の内、所定軸(Z)方向
成分の極性が異なる点を求め、求まった点とその中間値
vmにおける点(uj,vm)間の距離を計算し、所定
収束判定限界値eより小となるまで繰り返しその中間点
を収束して求め、同様にパラメータviを固定としてそ
の中間点を収束して求め、得られた収束中間点Qiを記
憶する第3段階と、求めた収束中間点Qiの内、1つの
面パッチの境界上の1点から他の境界上の1点に最短距
離で補間される点列、および、その面パッチの境界線の
内部において残りの収束中間点Qiの内、隣り合う点間
距離が最小となる点列を全面パッチについて求める第4
段階と、求めた点列を所定の補間曲線で補間して金型の
分割線を求め、複数個求まったときは最外縁のものを分
割線SCQに選択する第5段階と、分割線SCQの各接
点Qiに対応して、所定の法線方向に所定幅w離れた各
点Riを求め、各点Riの接点点列として連続的に接続
して所定の補間曲線SCRを求め、各点Qiと対応する
各点Riを所定の補間曲線で補間して、前記金型の分割
面SFを求める第6段階と、から成る。
点における面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分と極
性が異なる1点を求め、求まった1点とその中間点との
間の距離を計算し、予め設定した所定収束判定限界値e
より小となるまで繰り返しその中間点を収束して求め、
得られた収束中間点Qiを記憶する段階であって、具体
的には、パラメータujを固定とした場合、求めた2点
(uj,vi)と(uj,vi+1 )における各面法線ベ
クトルと、求めた2点のパラメータviがviとvi+1
の中間値vmである点(uj,vm)における面法線ベ
クトルとを比較し、求めた2点の内、所定軸(Z)方向
成分の極性が異なる点を求め、求まった点とその中間値
vmにおける点(uj,vm)間の距離を計算し、所定
収束判定限界値eより小となるまで繰り返しその中間点
を収束して求め、同様にパラメータviを固定としてそ
の中間点を収束して求め、得られた収束中間点Qiを記
憶する第3段階と、求めた収束中間点Qiの内、1つの
面パッチの境界上の1点から他の境界上の1点に最短距
離で補間される点列、および、その面パッチの境界線の
内部において残りの収束中間点Qiの内、隣り合う点間
距離が最小となる点列を全面パッチについて求める第4
段階と、求めた点列を所定の補間曲線で補間して金型の
分割線を求め、複数個求まったときは最外縁のものを分
割線SCQに選択する第5段階と、分割線SCQの各接
点Qiに対応して、所定の法線方向に所定幅w離れた各
点Riを求め、各点Riの接点点列として連続的に接続
して所定の補間曲線SCRを求め、各点Qiと対応する
各点Riを所定の補間曲線で補間して、前記金型の分割
面SFを求める第6段階と、から成る。
【0009】
【作用】本発明の形状データ作成方法は、金型のモデル
の表面SMの形状をデータとして記憶し、モデル表面S
Mを成す各面パッチの表面上のu,vパラメータで表現
される各点の面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の
極性が反転する隣合う2点を求め、求めた2点の内その
2点の中間点の面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分
との極性が異なる1点を求め、その中間点との間の距離
を計算し所定収束判定限界値eより小となるまで繰り返
しその中間点を収束して求め得られた収束中間点Qiを
記憶し、求めた収束中間点Qiの内1つの曲面パッチの
境界線上の1点から他の1点に最短距離で補間される点
列、およびその面パッチ境界線内部に残された収束中間
点Qiの内隣り合う点間が最小となる点列を全面パッチ
について求め、求めた点列を所定の補間曲線で補間して
分割線を求め、複数個求まったときは最外縁のものを分
割線SCQに選択し、分割線SCQをオフセットし、各
接点Qiにおける所定の法線方向に所定幅w離れる各点
Riを求め、点Qiと点Riを所定の補間曲線で、例え
ばルールド補間して分割面SFを求める。
の表面SMの形状をデータとして記憶し、モデル表面S
Mを成す各面パッチの表面上のu,vパラメータで表現
される各点の面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の
極性が反転する隣合う2点を求め、求めた2点の内その
2点の中間点の面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分
との極性が異なる1点を求め、その中間点との間の距離
を計算し所定収束判定限界値eより小となるまで繰り返
しその中間点を収束して求め得られた収束中間点Qiを
記憶し、求めた収束中間点Qiの内1つの曲面パッチの
境界線上の1点から他の1点に最短距離で補間される点
列、およびその面パッチ境界線内部に残された収束中間
点Qiの内隣り合う点間が最小となる点列を全面パッチ
について求め、求めた点列を所定の補間曲線で補間して
分割線を求め、複数個求まったときは最外縁のものを分
割線SCQに選択し、分割線SCQをオフセットし、各
接点Qiにおける所定の法線方向に所定幅w離れる各点
Riを求め、点Qiと点Riを所定の補間曲線で、例え
ばルールド補間して分割面SFを求める。
【0010】
【実施例】図2は、表面が複数の面パッチからなるモデ
ルを一部破断した斜視図である。これらの面パッチの各
々の形状は、一般的に、3次元のベジェ曲線、または、
スプライン曲線等の所定の補間曲線で表現される。本発
明の実施例においては、相互に直交する3次元座標系
X,Y,Zに変換されるu,vパラメータによる関数f
(u,v)で表現する。また、モデルの表面を以降SM
(サーフェス・モデル)と簡略して表現する。
ルを一部破断した斜視図である。これらの面パッチの各
々の形状は、一般的に、3次元のベジェ曲線、または、
スプライン曲線等の所定の補間曲線で表現される。本発
明の実施例においては、相互に直交する3次元座標系
X,Y,Zに変換されるu,vパラメータによる関数f
(u,v)で表現する。また、モデルの表面を以降SM
(サーフェス・モデル)と簡略して表現する。
【0011】図3は、1面パッチとu,vパラメータの
関係を示す図である。u,vパラメータとは面を3次元
座標変換するためのものであり、例えば図3において、
1つの面パッチは、u=0.0〜1.0,v=0.0〜
1.0において、各u,vをそれぞれm,nに分割した
各分割点において、3次元直交座標系X,Y,Zにおけ
るデータでその面の形状が表現される。すなわち、uを
固定してvは0.0〜1.0までn分割されるのでn+
1個の分割点を有し、例えば、n=m=10の場合、u
=0.0を固定し、v=0.0,0.1,0.2,…,
1.0と11個の分割点、次にu=0.1を固定し、v
=0.0,0.1,0.2,…,1.0と11個の分割
点、同様にu=1.0までvはそれぞれ11個の分割点
を有し、さらに、vを固定してuは0.0〜1.0まで
m分割されるのでm+1個、この場合11個の分割点を
有し、v=0.0を固定し、u=0.0,0.1,0.
2,…,1.0と11個の分割点、次にv=0.1を固
定し、u=0.0,0.1,0.2,…,1.0と11
個の分割点、同様にv=1.0までuはそれぞれ11個
の分割点を有し、これらの全ての分割点において1つの
面パッチは3次元直交座標系X,Y,Zにおけるデータ
で表現される。
関係を示す図である。u,vパラメータとは面を3次元
座標変換するためのものであり、例えば図3において、
1つの面パッチは、u=0.0〜1.0,v=0.0〜
1.0において、各u,vをそれぞれm,nに分割した
各分割点において、3次元直交座標系X,Y,Zにおけ
るデータでその面の形状が表現される。すなわち、uを
固定してvは0.0〜1.0までn分割されるのでn+
1個の分割点を有し、例えば、n=m=10の場合、u
=0.0を固定し、v=0.0,0.1,0.2,…,
1.0と11個の分割点、次にu=0.1を固定し、v
=0.0,0.1,0.2,…,1.0と11個の分割
点、同様にu=1.0までvはそれぞれ11個の分割点
を有し、さらに、vを固定してuは0.0〜1.0まで
m分割されるのでm+1個、この場合11個の分割点を
有し、v=0.0を固定し、u=0.0,0.1,0.
2,…,1.0と11個の分割点、次にv=0.1を固
定し、u=0.0,0.1,0.2,…,1.0と11
個の分割点、同様にv=1.0までuはそれぞれ11個
の分割点を有し、これらの全ての分割点において1つの
面パッチは3次元直交座標系X,Y,Zにおけるデータ
で表現される。
【0012】図4は、1面パッチ内における隣り合う2
点の面法線ベクトルZ成分の極性が反転し、その2点の
中間点の法線ベクトルZ成分が0となる例を示す図であ
り、図5は、1面パッチ内の面法線ベクトルのZ成分が
0となる点列を示す図であり、図6は、求めた収束中間
点の内、1つの面パッチの境界上の1点から他の境界上
の1点に最短距離で補間される点列を示す図であり、図
7は、最終的に作成された金型の分割線SCQの一例を
示す図であり、図8は、分割線SCQ上の各接点Qi 上
の接線をXY平面上に投影した線分のXY平面上の法線
方向に所定長w延ばした(オフセットした)点Ri を求
める方法を示す図であり、図9は、接点Qi と点Ri を
結んだ線を分割線SCQの回りに1周して得られる金型
の分割面SFと点Ri を1周して得られるオフセット線
SCRの部分図であり、図10は、最終的に作成された
金型の分割面SFの一例を示す図である。
点の面法線ベクトルZ成分の極性が反転し、その2点の
中間点の法線ベクトルZ成分が0となる例を示す図であ
り、図5は、1面パッチ内の面法線ベクトルのZ成分が
0となる点列を示す図であり、図6は、求めた収束中間
点の内、1つの面パッチの境界上の1点から他の境界上
の1点に最短距離で補間される点列を示す図であり、図
7は、最終的に作成された金型の分割線SCQの一例を
示す図であり、図8は、分割線SCQ上の各接点Qi 上
の接線をXY平面上に投影した線分のXY平面上の法線
方向に所定長w延ばした(オフセットした)点Ri を求
める方法を示す図であり、図9は、接点Qi と点Ri を
結んだ線を分割線SCQの回りに1周して得られる金型
の分割面SFと点Ri を1周して得られるオフセット線
SCRの部分図であり、図10は、最終的に作成された
金型の分割面SFの一例を示す図である。
【0013】図11は、SM形状モデルから金型の分割
線SCQおよび分割面SFを求める方法の処理ルーチン
の流れ図である。以下図11、および、他の図面を参照
しながら本発明の金型の分割線および分割面を求める方
法について詳述する。なお、Sに続く数字はステップ番
号を示す。第1段階において、SM形状データを記憶さ
せ、分割数m、パーティング幅w、収束判定限界値eを
設定する(ステップS1)。すなわち、 (1)複数の面パッチで構成されるSM形状について、
各面パッチの3次元直交座標系X,Y,Zを、u,vパ
ラメータの関数によるデータとして記憶する(このよう
な形状記憶をモデリングと言う)。 (2)各u,vパラメータのそれぞれの分割数mを設定
する。 (3)金型の分割線SCQからオフセットする量wを設
定する。 (4)後述する収束判定限界値eを設定する。
線SCQおよび分割面SFを求める方法の処理ルーチン
の流れ図である。以下図11、および、他の図面を参照
しながら本発明の金型の分割線および分割面を求める方
法について詳述する。なお、Sに続く数字はステップ番
号を示す。第1段階において、SM形状データを記憶さ
せ、分割数m、パーティング幅w、収束判定限界値eを
設定する(ステップS1)。すなわち、 (1)複数の面パッチで構成されるSM形状について、
各面パッチの3次元直交座標系X,Y,Zを、u,vパ
ラメータの関数によるデータとして記憶する(このよう
な形状記憶をモデリングと言う)。 (2)各u,vパラメータのそれぞれの分割数mを設定
する。 (3)金型の分割線SCQからオフセットする量wを設
定する。 (4)後述する収束判定限界値eを設定する。
【0014】第2段階において、モデル表面SMを成す
各面パッチの表面上のu,vパラメータで表現される各
点における面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の極
性が反転する隣合う2点を求める。詳述すると、 (1)分割線テーブルを初期化する(ステップS2)。 (2)曲面パッチを選択し、接点テーブルを初期化し、
パラメータu方向の分割位置を0.0とする(ステップ
S3)。 (3)パラメータv方向の分割位置を0.0とし、uj
=0.0,vi=0.0における法線ベクトルVuvを求
め、記憶する(ステップS4)。 (4)vパラメータをvi=vi+1/mとし、ここで
は、m=10に設定されたと仮定すると、最初はvi=
0.1となり、ステップS9からのループにより順次v
i=0.2,0.3,……,1.0となり、uj=0.
0に対して、vi=0.1,0.2,……,1.0にお
ける法線ベクトルVuvi を求め記憶し、次に、ステップ
S11からのループにより順次uj=0.1,0.2,
……,1.0に対して同様に、vi=0.1,0.2,
……,1.0における法線ベクトルVuvi を求め記憶す
る(ステップS5)。 (5)記憶されている隣合った法線ベクトルVuvとV
uvi のZ軸方向成分の極性を比較し、反転したときはス
テップS7に移行し、反転しないときはステップS8へ
移行する(ステップS6)。ここで、第3段階に一度入
る。
各面パッチの表面上のu,vパラメータで表現される各
点における面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分の極
性が反転する隣合う2点を求める。詳述すると、 (1)分割線テーブルを初期化する(ステップS2)。 (2)曲面パッチを選択し、接点テーブルを初期化し、
パラメータu方向の分割位置を0.0とする(ステップ
S3)。 (3)パラメータv方向の分割位置を0.0とし、uj
=0.0,vi=0.0における法線ベクトルVuvを求
め、記憶する(ステップS4)。 (4)vパラメータをvi=vi+1/mとし、ここで
は、m=10に設定されたと仮定すると、最初はvi=
0.1となり、ステップS9からのループにより順次v
i=0.2,0.3,……,1.0となり、uj=0.
0に対して、vi=0.1,0.2,……,1.0にお
ける法線ベクトルVuvi を求め記憶し、次に、ステップ
S11からのループにより順次uj=0.1,0.2,
……,1.0に対して同様に、vi=0.1,0.2,
……,1.0における法線ベクトルVuvi を求め記憶す
る(ステップS5)。 (5)記憶されている隣合った法線ベクトルVuvとV
uvi のZ軸方向成分の極性を比較し、反転したときはス
テップS7に移行し、反転しないときはステップS8へ
移行する(ステップS6)。ここで、第3段階に一度入
る。
【0015】第3段階において、求めた2点の内、その
2点の中間点における面法線ベクトルの所定軸(Z)方
向成分との極性が異なる1点を求め、求まった1点とそ
の中間点との間の距離を計算し、所定収束判定限界値e
より小となるまで繰り返しその中間点を収束して求め、
得られた収束中間点Qiを記憶する。すなわち、 (6)後述する2分割法により法線ベクトルのZ軸方向
成分0の点Qiを求め接点テーブルに登録し、ステップ
S8に移行する(ステップS7)。
2点の中間点における面法線ベクトルの所定軸(Z)方
向成分との極性が異なる1点を求め、求まった1点とそ
の中間点との間の距離を計算し、所定収束判定限界値e
より小となるまで繰り返しその中間点を収束して求め、
得られた収束中間点Qiを記憶する。すなわち、 (6)後述する2分割法により法線ベクトルのZ軸方向
成分0の点Qiを求め接点テーブルに登録し、ステップ
S8に移行する(ステップS7)。
【0016】ここで、第2段階に戻る。 (7)法線ベクトルVuvi のデータを法線ベクトルVuv
のデータに格納する(ステップS8)。 (8)vパラメータのvi値と1.0を比較し、1.0
より小のとき、ステップS5からステップS8までを繰
り返し、1.0のとき、ステップS10へ移行する(ス
テップS9)。 (9)uパラメータをuj=uj+1/mとし、ここで
は、m=10に設定されたと仮定すると、最初はuj=
0.1となり、uj=0.1,0.2,……,1.0に
おける法線ベクトルVuvj を求め記憶し、ステップS1
1に移行する(ステップS10)。 (10)uパラメータのuj値と1.0を比較し、1.
0より小のとき、ステップS4からステップS10まで
を繰り返し、1.0のとき、ステップS12へ移行する
(ステップS11)。 (11)これまで説明した接点テーブルを登録する方法
は、uを基準にしたもの、すなわち、uを固定し、vを
変化させてステップS3からステップS11までにより
求めたものであるが、次にvを基準にしたもの、すなわ
ち、vを固定し、uを変化させて、同様にしてステップ
S3からステップS11を実行する(ステップS1
2)。
のデータに格納する(ステップS8)。 (8)vパラメータのvi値と1.0を比較し、1.0
より小のとき、ステップS5からステップS8までを繰
り返し、1.0のとき、ステップS10へ移行する(ス
テップS9)。 (9)uパラメータをuj=uj+1/mとし、ここで
は、m=10に設定されたと仮定すると、最初はuj=
0.1となり、uj=0.1,0.2,……,1.0に
おける法線ベクトルVuvj を求め記憶し、ステップS1
1に移行する(ステップS10)。 (10)uパラメータのuj値と1.0を比較し、1.
0より小のとき、ステップS4からステップS10まで
を繰り返し、1.0のとき、ステップS12へ移行する
(ステップS11)。 (11)これまで説明した接点テーブルを登録する方法
は、uを基準にしたもの、すなわち、uを固定し、vを
変化させてステップS3からステップS11までにより
求めたものであるが、次にvを基準にしたもの、すなわ
ち、vを固定し、uを変化させて、同様にしてステップ
S3からステップS11を実行する(ステップS1
2)。
【0017】第4段階において、求めた収束中間点Qi
の内、1つの面パッチの境界線上の1点から他の境界線
上の1点に最短距離で補間される点列、および、その面
パッチの境界線の内部において残りの収束中間点Qiの
内、隣り合う点間距離が最小となる点列を全面パッチに
ついて求める。すなわち、 (1)1つの面パッチの境界線上の1点から他の境界線
上の1点に最短距離で補間される点列を、u,vパラメ
ータ上の点間距離が最小となるように、登録された接点
テーブルの点をソーティングし(並び換え)、作成する
(ステップS13)。 (2)面パッチ内部から始まる、すなわち、前記面パッ
チの境界線上にない点から始まる点列が有れば、同様に
隣り合う点間距離が最小になるように作成する(ステッ
プS14)。 (3)全面パッチについて(1),(2)が実行された
か判別し、未実行の面パッチが有ればステップS2に戻
る(ステップS15)。ここで、面パッチの境界線と
は、u,vパラメータが(0.0,0.0),(0.
0,1.0),(1.0,1.0),(1.0,0.
0)の4点を一周する線のことを意味する。
の内、1つの面パッチの境界線上の1点から他の境界線
上の1点に最短距離で補間される点列、および、その面
パッチの境界線の内部において残りの収束中間点Qiの
内、隣り合う点間距離が最小となる点列を全面パッチに
ついて求める。すなわち、 (1)1つの面パッチの境界線上の1点から他の境界線
上の1点に最短距離で補間される点列を、u,vパラメ
ータ上の点間距離が最小となるように、登録された接点
テーブルの点をソーティングし(並び換え)、作成する
(ステップS13)。 (2)面パッチ内部から始まる、すなわち、前記面パッ
チの境界線上にない点から始まる点列が有れば、同様に
隣り合う点間距離が最小になるように作成する(ステッ
プS14)。 (3)全面パッチについて(1),(2)が実行された
か判別し、未実行の面パッチが有ればステップS2に戻
る(ステップS15)。ここで、面パッチの境界線と
は、u,vパラメータが(0.0,0.0),(0.
0,1.0),(1.0,1.0),(1.0,0.
0)の4点を一周する線のことを意味する。
【0018】第5段階において、求めた点列を所定の補
間曲線で補間して分割線を求め、複数個求まったときは
最外縁のものを分割線SCQに選択する(ステップS1
6)。すなわち、 (1)1つの面パッチについて、法線ベクトルのZ軸方
向成分が0となる求めた点列(分割線の候補)を結び、
各点で接線および曲率が連続となるように所定の補間曲
線で点列を補間し分割線SCQを求める。 (2)他の面パッチについても同様に、所定の補間曲線
で点列を補間し分割線SCQを求める。 (3)複数の候補から最外縁のものを最適な分割線SC
Qとして選択する。
間曲線で補間して分割線を求め、複数個求まったときは
最外縁のものを分割線SCQに選択する(ステップS1
6)。すなわち、 (1)1つの面パッチについて、法線ベクトルのZ軸方
向成分が0となる求めた点列(分割線の候補)を結び、
各点で接線および曲率が連続となるように所定の補間曲
線で点列を補間し分割線SCQを求める。 (2)他の面パッチについても同様に、所定の補間曲線
で点列を補間し分割線SCQを求める。 (3)複数の候補から最外縁のものを最適な分割線SC
Qとして選択する。
【0019】第6段階において、求めた分割線SCQを
XYオフセットし、各接点Qiにおける所定の法線方向
に所定幅w離れる各点Riを求め、求めたRiの各点を
所定の補間曲線で補間してオフセット曲線SCRを求め
(ステップS17)、分割線SCQとオフセット線SC
Rをルールド補間して金型の分割面SFを求める(ステ
ップS18)。
XYオフセットし、各接点Qiにおける所定の法線方向
に所定幅w離れる各点Riを求め、求めたRiの各点を
所定の補間曲線で補間してオフセット曲線SCRを求め
(ステップS17)、分割線SCQとオフセット線SC
Rをルールド補間して金型の分割面SFを求める(ステ
ップS18)。
【0020】ここで、前述した2分割法について説明す
る。前述したように、モデルの表面(SM)を成す面パ
ッチの任意の1つの面パッチを選択し、その面パッチを
3次元座標系X,Y,Zで表現する関数f(uj,v
i)のパラメータujおよびviをそれぞれm分割し、
一方のパラメータujを固定し、他方のパラメータvi
をi=0からi=mまで変化させたときの、各面パッチ
上の各点における法線ベクトルを求め、隣合う2点(u
j,vi)と(uj,vi+1 )における面法線ベクトル
の所定軸(Z)方向成分の極性が反転する2点を求め、
次に、パラメータviを固定し、他方のパラメータuj
をj=0からj=mまで変化させ、同様に、隣合う2点
(uj,vi)と(uj+1 ,vi)における面法線ベク
トルの所定軸(z)方向成分の極性が反転する2点を求
める。
る。前述したように、モデルの表面(SM)を成す面パ
ッチの任意の1つの面パッチを選択し、その面パッチを
3次元座標系X,Y,Zで表現する関数f(uj,v
i)のパラメータujおよびviをそれぞれm分割し、
一方のパラメータujを固定し、他方のパラメータvi
をi=0からi=mまで変化させたときの、各面パッチ
上の各点における法線ベクトルを求め、隣合う2点(u
j,vi)と(uj,vi+1 )における面法線ベクトル
の所定軸(Z)方向成分の極性が反転する2点を求め、
次に、パラメータviを固定し、他方のパラメータuj
をj=0からj=mまで変化させ、同様に、隣合う2点
(uj,vi)と(uj+1 ,vi)における面法線ベク
トルの所定軸(z)方向成分の極性が反転する2点を求
める。
【0021】求めた2点の内、その2点の中間点におけ
る面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分との極性が異
なる1点を求め、その中間点との間の距離を計算し、予
め設定した所定収束判定限界値e(例えば、e=5/1
0,000mm)より小となるまで繰り返しその中間点を
収束して求め、得られた収束中間点Qiを記憶する。具
体的には、パラメータujを固定とした場合、求めた2
点(uj,vi)と(uj,vi+1 )における面法線ベ
クトルと、求めた2点のパラメータviがviとvi+1
の中間値vmである点(uj,vm)における面法線ベ
クトルとを比較し、求めた2点の内、所定軸(Z)方向
成分の極性が異なる点を求め、求まった異なる点とその
中間値vmにおける点(uj,vm)との間の距離を計
算し、予め設定した所定収束判定限界値eより小となる
まで繰り返しその中間点を収束して求める。同様にパラ
メータviを固定とした場合もその中間点を収束して求
め、得られた収束中間点Qiを記憶する。
る面法線ベクトルの所定軸(Z)方向成分との極性が異
なる1点を求め、その中間点との間の距離を計算し、予
め設定した所定収束判定限界値e(例えば、e=5/1
0,000mm)より小となるまで繰り返しその中間点を
収束して求め、得られた収束中間点Qiを記憶する。具
体的には、パラメータujを固定とした場合、求めた2
点(uj,vi)と(uj,vi+1 )における面法線ベ
クトルと、求めた2点のパラメータviがviとvi+1
の中間値vmである点(uj,vm)における面法線ベ
クトルとを比較し、求めた2点の内、所定軸(Z)方向
成分の極性が異なる点を求め、求まった異なる点とその
中間値vmにおける点(uj,vm)との間の距離を計
算し、予め設定した所定収束判定限界値eより小となる
まで繰り返しその中間点を収束して求める。同様にパラ
メータviを固定とした場合もその中間点を収束して求
め、得られた収束中間点Qiを記憶する。
【0022】このように、u,vパラメータで表現され
る隣合う2点の所定軸(Z)方向成分の極性が反転する
ところを、各面パッチについて求め、その求まった2点
を2分割し、その求まった2点の内、その2分割した点
と所定軸(Z)方向成分の極性が異なる点を求め、予め
設定した所定収束判定限界値eより小となるまで、何度
も2分割して所定収束判定限界値eより小となる最初の
2分割した点Qiを金型の分割線SCQを成す点の候補
として求める方法を2分割法と称する。
る隣合う2点の所定軸(Z)方向成分の極性が反転する
ところを、各面パッチについて求め、その求まった2点
を2分割し、その求まった2点の内、その2分割した点
と所定軸(Z)方向成分の極性が異なる点を求め、予め
設定した所定収束判定限界値eより小となるまで、何度
も2分割して所定収束判定限界値eより小となる最初の
2分割した点Qiを金型の分割線SCQを成す点の候補
として求める方法を2分割法と称する。
【0023】図12は、金型分割面SFを求める際のオ
フセット線SCRを求める処理ルーチンの流れ図であ
る。最初に、3次元曲線SCQ、オフセット量wのデー
タを記憶し(ステップS21)、通過点数(3次元曲線
SCQを1周して分割する回数)nを設定する(ステッ
プS22)。次に、i=1とし(ステップS23)、通
過点Qi(x,y,z)接線ベクトルVi(x,y,
z)を求める(ステップS24)。さらに、ViのZ成
分0、Vizo に直交するベクトルNiを求め(ステップ
S25)、Ri=Qi+Ni×wを計算し、Riを記憶
する(ステップS26)。ここで、NiのNはノーマル
ベクトルを意味する。そして、i=i+1を計算し(ス
テップS27)、iとnを比較し、iがnより大となる
までステップS24からステップS27を実行する(ス
テップS28)。最後に、点列Riを所定の補間曲線、
例えばベジェ曲線で補間し、3次元曲線SCRを求める
(ステップS29)。
フセット線SCRを求める処理ルーチンの流れ図であ
る。最初に、3次元曲線SCQ、オフセット量wのデー
タを記憶し(ステップS21)、通過点数(3次元曲線
SCQを1周して分割する回数)nを設定する(ステッ
プS22)。次に、i=1とし(ステップS23)、通
過点Qi(x,y,z)接線ベクトルVi(x,y,
z)を求める(ステップS24)。さらに、ViのZ成
分0、Vizo に直交するベクトルNiを求め(ステップ
S25)、Ri=Qi+Ni×wを計算し、Riを記憶
する(ステップS26)。ここで、NiのNはノーマル
ベクトルを意味する。そして、i=i+1を計算し(ス
テップS27)、iとnを比較し、iがnより大となる
までステップS24からステップS27を実行する(ス
テップS28)。最後に、点列Riを所定の補間曲線、
例えばベジェ曲線で補間し、3次元曲線SCRを求める
(ステップS29)。
【0024】さらに、図示しない何れかの方法で金型の
分割線SCQ’が与えられた場合を想定すると、所定の
分割線SCQ’をオフセットし、すなわち、その所定の
分割線SCQ’の各接点Qi'に対応して、所定の法線方
向に所定幅w’離れる各点Ri'を求め、各点Ri'を所定
の補間曲線で補間して3次曲線(オフセット線)SC
R’を求め、該曲線SCQ’と該曲線SCR’をルール
ド(直線)補間して金型の分割面SFを求めることを特
徴とする形状データ作成方法も考えられる。
分割線SCQ’が与えられた場合を想定すると、所定の
分割線SCQ’をオフセットし、すなわち、その所定の
分割線SCQ’の各接点Qi'に対応して、所定の法線方
向に所定幅w’離れる各点Ri'を求め、各点Ri'を所定
の補間曲線で補間して3次曲線(オフセット線)SC
R’を求め、該曲線SCQ’と該曲線SCR’をルール
ド(直線)補間して金型の分割面SFを求めることを特
徴とする形状データ作成方法も考えられる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の形状デー
タ作成方法によれば、オペレータの経験、個人差によら
ないで、金型の分割線および分割面の形状データが自動
生成できるので、金型を上手く開き、金型により成形さ
れる製品形状の不良の発生を極めて少なくすることがで
きる。さらに、本発明の形状データ作成方法によれば、
モデルが垂直面を含む如何なる形状であっても、金型の
分割線および分割面を、一義的に、自動生成できる。
タ作成方法によれば、オペレータの経験、個人差によら
ないで、金型の分割線および分割面の形状データが自動
生成できるので、金型を上手く開き、金型により成形さ
れる製品形状の不良の発生を極めて少なくすることがで
きる。さらに、本発明の形状データ作成方法によれば、
モデルが垂直面を含む如何なる形状であっても、金型の
分割線および分割面を、一義的に、自動生成できる。
【図1】本発明による方法の基本処理ルーチンの流れ図
である。
である。
【図2】表面が複数の面パッチからなるモデルを一部破
断した斜視図である。
断した斜視図である。
【図3】1面パッチとu,vパラメータの関係を示す図
である。
である。
【図4】1面パッチ内における隣り合う2点の面法線ベ
クトルz成分の極性が反転し、その2点の中間点の法線
ベクトルz成分が0となる例を示す図である。
クトルz成分の極性が反転し、その2点の中間点の法線
ベクトルz成分が0となる例を示す図である。
【図5】1面パッチ内の面法線ベクトルのz成分が0と
なる点列を示す図である。
なる点列を示す図である。
【図6】求めた収束中間点の内、1つの面パッチの境界
上の1点から他の境界上の1点に最短距離で補間される
点列を示す図である。
上の1点から他の境界上の1点に最短距離で補間される
点列を示す図である。
【図7】最終的に作成された金型の分割線SCQの一例
を示す図である。
を示す図である。
【図8】分割線SCQ上の各接点Qi 上の接線をXY平
面上に投影した線分のXY平面上の法線方向に所定長w
延ばした(オフセットした)点Ri を求める方法を示す
図である。
面上に投影した線分のXY平面上の法線方向に所定長w
延ばした(オフセットした)点Ri を求める方法を示す
図である。
【図9】接点Qi と点Ri を結んだ線を分割線SCQの
回りに1周して得られる金型の分割面SFと点Ri を1
周して得られるオフセット線SCRの部分図である。
回りに1周して得られる金型の分割面SFと点Ri を1
周して得られるオフセット線SCRの部分図である。
【図10】最終的に作成された金型の分割面SFの一例
を示す図である。
を示す図である。
【図11】SM形状モデルから金型の分割線SCQおよ
び分割面SFを求める方法の処理ルーチンの流れ図であ
る。
び分割面SFを求める方法の処理ルーチンの流れ図であ
る。
【図12】金型分割面SFを求める際のオフセット線S
CRを求める処理ルーチンの流れ図である。
CRを求める処理ルーチンの流れ図である。
【図13】本発明が使用されるシステムの概要を説明す
る図である。
る図である。
1…形状データ作成手段 2…工具経路発生手段 3…DNC装置 4…NC工作機械 5…表示装置 6…入力装置 SCQ…分割線(パーティングライン) SCR…オフセット線 SF…分割面(パーティングサーフェス) SM…モデルの表面形状(サーフェスモデル)
Claims (2)
- 【請求項1】 与えられたモデル形状から該モデルを製
作するための金型の分割線形状データを作成する形状デ
ータ作成方法において、 前記モデル表面SMの形状を相互に直交する3次元直交
座標系X,Y,Zにおけるデータとして記憶する第1段
階と、 前記モデル表面SMを成す各面パッチの表面形状を表現
する各点における面法線ベクトルの所定軸方向成分の極
性が反転する隣り合う2点を求める第2段階と、 前記隣り合う2点の内、該2点の中間点における面法線
ベクトルの所定軸方向成分の極性が異なる1点を求め、
求まった1点と前記中間点との間の距離を計算し、所定
収束判定限界値eより小となるまで繰り返し前記中間点
を収束して求め、得られた収束中間点Qiを記憶する第
3段階と、 前記収束中間点Qiの内、1つの面パッチの境界上の1
点から他の境界上の1点に最短距離で補間される点列お
よび該境界線内部の点列を全面パッチについて求める第
4段階と、 求めた点列を所定の補間曲線で補間して前記金型の分割
線を求め、複数個求まったときは最外縁のものを分割線
SCQに選択する第5段階と、 からなることを特徴とする形状データ作成方法。 - 【請求項2】 与えられたモデル形状から該モデルを製
作するための金型の分割面形状データを作成する形状デ
ータ作成方法において、 前記のモデル表面SMの形状を相互に直交する3次元直
交座標系X,Y,Zにおけるデータとして記憶する第1
段階と、 前記のモデル表面SMを成す各面パッチの表面形状を表
現する各点における面法線ベクトルの所定軸方向成分の
極性が反転する隣り合う2点を求める第2段階と、 前記隣り合う2点の内、該2点の中間点における面法線
ベクトルの所定軸方向成分の極性が異なる1点を求め、
求まった1点と前記中間点との間の距離を計算し、所定
収束判定限界値eより小となるまで繰り返し前記中間点
を収束して求め、得られた収束中間点Qiを記憶する第
3段階と、 前記収束中間点Qiの内、1つの面パッチの境界上の1
点から他の境界上の1点に最短距離で補間される点列お
よび該境界線内部の点列を全面パッチについて求める第
4段階と、 求めた点列を所定の補間曲線で補間して前記金型の分割
線を求め、複数個求まったときは最外縁のものを分割線
SCQに選択する第5段階と、 該分割線SCQの各接点Qiに対応して、所定の法線方
向に所定幅w離れた各点Riを求め、各点Riの接点点
列として連続的に接続して所定の補間曲線SCRを求
め、前記各点Qiと対応する前記各点Riを所定の補間
曲線で補間して、前記金型の分割面SFを求める第6段
階と、 からなることを特徴とする形状データ作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4077747A JP2925397B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 形状データ作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4077747A JP2925397B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 形状データ作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05282026A JPH05282026A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2925397B2 true JP2925397B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=13642512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4077747A Expired - Lifetime JP2925397B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 形状データ作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2925397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007076037A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Roland Dg Corp | 三次元モデルデータの分割位置算出方法および三次元造形装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4077747A patent/JP2925397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05282026A (ja) | 1993-10-29 |
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