JP2926644B2 - 加工シミュレーション方法 - Google Patents
加工シミュレーション方法Info
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4069—Simulating machining process on screen
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35349—Display part, programmed locus and tool path, traject, dynamic locus
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ（数値制御）プロ
グラムの確認に用いる加工シミュレーション方法に関
し、特に任意の立体図形についての加工シミュレーショ
ン方法に関する。
グラムの確認に用いる加工シミュレーション方法に関
し、特に任意の立体図形についての加工シミュレーショ
ン方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】表示装置への図形表示を用いて、工具が
素材を加工して行く様子を動画表示する加工シミュレー
ションが従来より実用化されている。この加工シミュレ
ーション方法によれば、実際に加工を行なう前に、ＮＣ
プログラムのミスや加工手順の良否を手早くしかも容易
に確認することができ、加工不良や機械の衝突などを防
止すると同時に、空運転を行なう必要がなくなり、機械
の稼動率も向上できるという利点がある。
素材を加工して行く様子を動画表示する加工シミュレー
ションが従来より実用化されている。この加工シミュレ
ーション方法によれば、実際に加工を行なう前に、ＮＣ
プログラムのミスや加工手順の良否を手早くしかも容易
に確認することができ、加工不良や機械の衝突などを防
止すると同時に、空運転を行なう必要がなくなり、機械
の稼動率も向上できるという利点がある。
【０００３】このため従来から、素材形状の投影図や断
面図を表示装置に表示して、工具の移動に従って素材形
状を変形して表示を行ない、実際に加工が行なわれてい
るかのように見せかける加工シミュレーション装置が用
いられている。このようなシミュレーションを実現する
方法としては、例えば３次元の空間を一定の区画に分割
し、各区画に素材が充填しているか又は空であるかをメ
モリに記憶し、この記憶データに基づいて画面表示する
方法が知られている。しかしながら、この方法では、区
画の大きさを小さくすると、記憶に要するメモリ容量が
非常に多くなると共に、加工変形を施すための処理が膨
大になり、安価な処理装置では十分に滑らかな動きにな
らないという欠点がある。一方、上記区画の大きさを大
きくすると、素材形状を記憶するのに要するメモリの容
量は減少し加工変形を施す処理も減少するが、表示画面
が荒くなってしまい、素材形状の加工の細部を把握でき
ないという欠点がある。
面図を表示装置に表示して、工具の移動に従って素材形
状を変形して表示を行ない、実際に加工が行なわれてい
るかのように見せかける加工シミュレーション装置が用
いられている。このようなシミュレーションを実現する
方法としては、例えば３次元の空間を一定の区画に分割
し、各区画に素材が充填しているか又は空であるかをメ
モリに記憶し、この記憶データに基づいて画面表示する
方法が知られている。しかしながら、この方法では、区
画の大きさを小さくすると、記憶に要するメモリ容量が
非常に多くなると共に、加工変形を施すための処理が膨
大になり、安価な処理装置では十分に滑らかな動きにな
らないという欠点がある。一方、上記区画の大きさを大
きくすると、素材形状を記憶するのに要するメモリの容
量は減少し加工変形を施す処理も減少するが、表示画面
が荒くなってしまい、素材形状の加工の細部を把握でき
ないという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来は
ＭＣ（Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ）用の加工シ
ミュレーション機能としては、素材が削り取られて行く
様子を詳細に把握できる方法が提供されていなかった。
特に立体形状の加工シミュレーションの場合、一般的に
記憶すべき情報量が膨大になり、処理装置として高価な
ものが必要となるためである。このため、情報量及び処
理量を減少するための方法がいくつか提案されている。
例えば、Ｘ−Ｙ平面を格子に分割し、各点での素材のＺ
軸方向の高さを記憶しておく方法である。しかし、この
方法では、シミュレーション用の素材形状の表現形式と
表示用の素材形状の表現形式とが異なるために、シミュ
レーション用の素材形状の表現形式において、素材が削
り取られるごとに表示用の表現形式に変換する必要があ
り、またＺ軸方向に素材形状に空洞がある場合には表現
できないという欠点がある。
ＭＣ（Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ）用の加工シ
ミュレーション機能としては、素材が削り取られて行く
様子を詳細に把握できる方法が提供されていなかった。
特に立体形状の加工シミュレーションの場合、一般的に
記憶すべき情報量が膨大になり、処理装置として高価な
ものが必要となるためである。このため、情報量及び処
理量を減少するための方法がいくつか提案されている。
例えば、Ｘ−Ｙ平面を格子に分割し、各点での素材のＺ
軸方向の高さを記憶しておく方法である。しかし、この
方法では、シミュレーション用の素材形状の表現形式と
表示用の素材形状の表現形式とが異なるために、シミュ
レーション用の素材形状の表現形式において、素材が削
り取られるごとに表示用の表現形式に変換する必要があ
り、またＺ軸方向に素材形状に空洞がある場合には表現
できないという欠点がある。
【０００５】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、比較的安価な処理装置と少
ないメモリ容量で、効果的な動画表示を行ない得る加工
シミュレーション方法を提供することにある。
のであり、本発明の目的は、比較的安価な処理装置と少
ないメモリ容量で、効果的な動画表示を行ない得る加工
シミュレーション方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては上記課
題を解決するために、素材形状を投影する視平面を一定
の区画に細分すると共に、各区画ごとに素材形状までの
距離を記憶する素材形状マトリクスと、工具形状を投影
する視平面を一定の区画に細分すると共に、各区画ごと
に工具形状までの距離を記憶する工具形状マトリクスと
を作成し、視平面には投影されない素材形状の面、工具
形状の面については各区画ごとに素材形状マトリクス及
び工具形状マトリクスを先頭要素として、各要素につい
て、視平面には投影されない素材形状の面及び工具形状
の面までの距離を素材区画リスト及び工具区画リストの
要素としてそれぞれ作成し、素材区画リストと工具区画
リストの充填部分に重なりが無くなるように素材区画リ
ストを変更し、素材区画リスト及び工具区画リストの対
応関係を変更すると共に、工具区画リストの視平面との
距離を変更して、これらの変更を繰返す加工シミュレー
ション方法が提供される。また、表示においては、素材
形状マトリクス及び前記素材区画リストの更新の有無に
基づいて表示装置に描画する加工シミュレーション方法
が提供される。
題を解決するために、素材形状を投影する視平面を一定
の区画に細分すると共に、各区画ごとに素材形状までの
距離を記憶する素材形状マトリクスと、工具形状を投影
する視平面を一定の区画に細分すると共に、各区画ごと
に工具形状までの距離を記憶する工具形状マトリクスと
を作成し、視平面には投影されない素材形状の面、工具
形状の面については各区画ごとに素材形状マトリクス及
び工具形状マトリクスを先頭要素として、各要素につい
て、視平面には投影されない素材形状の面及び工具形状
の面までの距離を素材区画リスト及び工具区画リストの
要素としてそれぞれ作成し、素材区画リストと工具区画
リストの充填部分に重なりが無くなるように素材区画リ
ストを変更し、素材区画リスト及び工具区画リストの対
応関係を変更すると共に、工具区画リストの視平面との
距離を変更して、これらの変更を繰返す加工シミュレー
ション方法が提供される。また、表示においては、素材
形状マトリクス及び前記素材区画リストの更新の有無に
基づいて表示装置に描画する加工シミュレーション方法
が提供される。
【０００７】
【作用】本発明の加工シミュレーション方法では、素材
形状や工具形状を視平面との距離としてのみ把握してい
るため、素材形状や工具形状を記憶するメモリ容量を減
少することができ、さらに素材が加工により変形する場
合も、各区画ごとに距離の大小判定をするだけで済むた
め、比較的安価な処理装置で区画を小さくして詳細な図
形を描画することが可能である。本発明の加工シミュレ
ーション方法によれば、比較的安価な処理装置と、より
少ないメモリ容量で、立体形状の詳細な加工シミュレー
ションが可能である。
形状や工具形状を視平面との距離としてのみ把握してい
るため、素材形状や工具形状を記憶するメモリ容量を減
少することができ、さらに素材が加工により変形する場
合も、各区画ごとに距離の大小判定をするだけで済むた
め、比較的安価な処理装置で区画を小さくして詳細な図
形を描画することが可能である。本発明の加工シミュレ
ーション方法によれば、比較的安価な処理装置と、より
少ないメモリ容量で、立体形状の詳細な加工シミュレー
ションが可能である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図４〜図１０は、本発明の加工シミュレーショ
ン方法の概念を示す図である。図４において、素材１を
視点３から見た場合、視平面２に写された像が図５であ
る。図６は、図５の視平面を一定の大きさの区画に細分
化して作られる素材形状マトリクス７を示している。図
６中の一点鎖線で示す形状は、素材１を視平面２に投影
したものである。そして、素材形状マトリクス７の各区
画には、視平面２と素材１の可視面までの距離が値とし
て保持されている。図７は工具４を視平面２に写した像
であり、図８は、図７の視平面２を一定の大きさの区画
に細分化して作られる工具形状マトリクス５を示してい
る。図８中の一点鎖線で示す形状は、工具４を視平面２
に投影したものである。工具形状マトリクス５の各区画
は、素材形状マトリクス７と同様に視平面２と工具４の
可視面までの距離を値として保持している。
明する。図４〜図１０は、本発明の加工シミュレーショ
ン方法の概念を示す図である。図４において、素材１を
視点３から見た場合、視平面２に写された像が図５であ
る。図６は、図５の視平面を一定の大きさの区画に細分
化して作られる素材形状マトリクス７を示している。図
６中の一点鎖線で示す形状は、素材１を視平面２に投影
したものである。そして、素材形状マトリクス７の各区
画には、視平面２と素材１の可視面までの距離が値とし
て保持されている。図７は工具４を視平面２に写した像
であり、図８は、図７の視平面２を一定の大きさの区画
に細分化して作られる工具形状マトリクス５を示してい
る。図８中の一点鎖線で示す形状は、工具４を視平面２
に投影したものである。工具形状マトリクス５の各区画
は、素材形状マトリクス７と同様に視平面２と工具４の
可視面までの距離を値として保持している。
【０００９】また、図９及び図１０はそれぞれ素材区画
リスト及び工具区画リストの作成方法を説明するための
図である。図９に示す素材形状マトリクスの一部１２
は、図１０に示す素材形状１１を視点３から見て視平面
２に写した場合に作成される素材形状マトリクスの一部
である。また、図９の１３〜１５は、素材形状マトリク
ス１２の各区画をリストの先頭要素として作成される素
材区画リストであり、１２〜１５の各区画の中に記され
ている数値は、視平面２から立体形状の素材１１の表面
までの距離を示すものである。視平面２と素材１１の表
面までの距離は、素材１１の座標が分かれば行列による
座標変換により求めることが可能である。なお、記号∞
は、素材１１が存在しない部分を示している。図９の１
３は各素材区画リストの第２要素、１４は各素材区画リ
ストの第３要素というように、形状の重なりに従って以
下に続く。このような素材区画リストの２番目以降の要
素は、素材１１の視点３からは可視面に隠されて見えな
い面までの距離を値として作成される。この場合、リス
トの偶数番目の要素は視点３の側を向いた面であり、奇
数番目の要素は視点３とは反対側を向いた面となる。す
なわち、偶数番目の要素と奇数番目の要素との間には素
材が満たされ、奇数番目の要素と偶数番目の要素との間
は空である。工具区画リストについても上記素材区画リ
ストと全く同様に作成するが、工具区画リストの各要素
には、視平面２から工具４の表面までの距離に加えて、
その面が刃部（切削可能部分）か非刃部（切削不可能部
分）であるかの情報を記憶しておく。
リスト及び工具区画リストの作成方法を説明するための
図である。図９に示す素材形状マトリクスの一部１２
は、図１０に示す素材形状１１を視点３から見て視平面
２に写した場合に作成される素材形状マトリクスの一部
である。また、図９の１３〜１５は、素材形状マトリク
ス１２の各区画をリストの先頭要素として作成される素
材区画リストであり、１２〜１５の各区画の中に記され
ている数値は、視平面２から立体形状の素材１１の表面
までの距離を示すものである。視平面２と素材１１の表
面までの距離は、素材１１の座標が分かれば行列による
座標変換により求めることが可能である。なお、記号∞
は、素材１１が存在しない部分を示している。図９の１
３は各素材区画リストの第２要素、１４は各素材区画リ
ストの第３要素というように、形状の重なりに従って以
下に続く。このような素材区画リストの２番目以降の要
素は、素材１１の視点３からは可視面に隠されて見えな
い面までの距離を値として作成される。この場合、リス
トの偶数番目の要素は視点３の側を向いた面であり、奇
数番目の要素は視点３とは反対側を向いた面となる。す
なわち、偶数番目の要素と奇数番目の要素との間には素
材が満たされ、奇数番目の要素と偶数番目の要素との間
は空である。工具区画リストについても上記素材区画リ
ストと全く同様に作成するが、工具区画リストの各要素
には、視平面２から工具４の表面までの距離に加えて、
その面が刃部（切削可能部分）か非刃部（切削不可能部
分）であるかの情報を記憶しておく。
【００１０】図１１は、本発明の一実施例による加工シ
ミュレーション装置の表示画面の例である。図１１の
（ａ）は、工具４が素材１の手前にある状態であり、同
図（ｂ）は、工具４が素材１の側面から切り込んで行っ
た状態である。また、図１１の（ｃ）は、工具４が素材
１の向こう側にある状態を示し、同図（ｄ）は、工具４
が素材１の他の側面から切り込んだ状態を示している。
このような表示を行なうにあたっては、素材形状マトリ
クス及び工具形状マトリクスから視平面２により近いほ
うの値に従って表示すればよい。
ミュレーション装置の表示画面の例である。図１１の
（ａ）は、工具４が素材１の手前にある状態であり、同
図（ｂ）は、工具４が素材１の側面から切り込んで行っ
た状態である。また、図１１の（ｃ）は、工具４が素材
１の向こう側にある状態を示し、同図（ｄ）は、工具４
が素材１の他の側面から切り込んだ状態を示している。
このような表示を行なうにあたっては、素材形状マトリ
クス及び工具形状マトリクスから視平面２により近いほ
うの値に従って表示すればよい。
【００１１】図１は、本発明方法を実施するための加工
シミュレーション装置のハードウェアの概略ブロック構
成図である。プロセッサ５１は、ＲＯＭ６０に格納され
た制御プログラムに従ってＲＡＭ５９に格納された加工
プログラムを解釈し、図２及び図３のフローチャートに
示す処理（後述する）を行なう。素材区画リスト記憶メ
モリ５２及び工具区画リスト記憶メモリ５３は、それぞ
れ素材区画リスト及び工具区画リストの第２要素以降の
要素を記憶するもので、ＲＡＭ５９と同様に書込み可能
なメモリである。キーボード５８及び記憶媒体５７は、
それぞれキーボードインタフェース及び入出力インタフ
ェースを介して素材データ及び工具データ等の入力に使
用される。素材形状メモリ５３は素材形状マトリクス
を、工具形状メモリ５６は工具形状マトリクスをそれぞ
れ記憶する。表示制御回路５４は、素材形状メモリ５３
及び工具形状メモリ５６の値をもとに表示装置５５に表
示する。本例ではプロセッサを１つだけとしているが、
複数のプロセッサを用いてマルチプロセッサシステムと
しても良い。
シミュレーション装置のハードウェアの概略ブロック構
成図である。プロセッサ５１は、ＲＯＭ６０に格納され
た制御プログラムに従ってＲＡＭ５９に格納された加工
プログラムを解釈し、図２及び図３のフローチャートに
示す処理（後述する）を行なう。素材区画リスト記憶メ
モリ５２及び工具区画リスト記憶メモリ５３は、それぞ
れ素材区画リスト及び工具区画リストの第２要素以降の
要素を記憶するもので、ＲＡＭ５９と同様に書込み可能
なメモリである。キーボード５８及び記憶媒体５７は、
それぞれキーボードインタフェース及び入出力インタフ
ェースを介して素材データ及び工具データ等の入力に使
用される。素材形状メモリ５３は素材形状マトリクス
を、工具形状メモリ５６は工具形状マトリクスをそれぞ
れ記憶する。表示制御回路５４は、素材形状メモリ５３
及び工具形状メモリ５６の値をもとに表示装置５５に表
示する。本例ではプロセッサを１つだけとしているが、
複数のプロセッサを用いてマルチプロセッサシステムと
しても良い。
【００１２】図２及び図３は、図１に示す加工シミュレ
ーション装置による加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。先ず素材データ及び工具データ
を、キーボード５８、記憶媒体５７より入力する（ステ
ップＳ１）。この入力された素材データに基づいて、プ
ロセッサ５１は素材形状マトリクス及び素材区画リスト
を作成する（ステップＳ２）。同様に、プロセッサ５１
は入力された工具データに基づいて、工具形状マトリク
ス及び工具区画リストを作成する（ステップＳ３）。作
成された素材区画リストは素材区画リスト記憶メモリ５
２に記憶され、工具区画リストは工具区画リスト記憶メ
モリ５３に記憶される。次に、工具区画リストに基づい
て素材区画リストを更新する（ステップＳ４）。上記ス
テップＳ２及びＳ３で作成された工具形状マトリクス及
び素材形状マトリクスに基づいて、表示制御回路５４を
介して表示装置５５の画面に表示する（ステップＳ
５）。上記ステップＳ５の結果表示されるのが図１１
（ａ）〜（ｄ）である。図１１の（ｅ）は、図１１
（ｂ）と同様な状態を表示したものであるが、ステップ
Ｓ４において素材区画リストの更新が行なわれた区画６
は、表示を他の区画と区別して行なうことにより切削の
行なわれている部分を表示している。そして、加工シミ
ュレーションが終了したかどうかを判断し、終了してい
なければステップＳ７へ進む（ステップＳ６）。工具４
の移動に合わせて工具形状マトリクス及び工具区画リス
トを更新し、上記ステップＳ４へリターンする（ステッ
プＳ７）。
ーション装置による加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。先ず素材データ及び工具データ
を、キーボード５８、記憶媒体５７より入力する（ステ
ップＳ１）。この入力された素材データに基づいて、プ
ロセッサ５１は素材形状マトリクス及び素材区画リスト
を作成する（ステップＳ２）。同様に、プロセッサ５１
は入力された工具データに基づいて、工具形状マトリク
ス及び工具区画リストを作成する（ステップＳ３）。作
成された素材区画リストは素材区画リスト記憶メモリ５
２に記憶され、工具区画リストは工具区画リスト記憶メ
モリ５３に記憶される。次に、工具区画リストに基づい
て素材区画リストを更新する（ステップＳ４）。上記ス
テップＳ２及びＳ３で作成された工具形状マトリクス及
び素材形状マトリクスに基づいて、表示制御回路５４を
介して表示装置５５の画面に表示する（ステップＳ
５）。上記ステップＳ５の結果表示されるのが図１１
（ａ）〜（ｄ）である。図１１の（ｅ）は、図１１
（ｂ）と同様な状態を表示したものであるが、ステップ
Ｓ４において素材区画リストの更新が行なわれた区画６
は、表示を他の区画と区別して行なうことにより切削の
行なわれている部分を表示している。そして、加工シミ
ュレーションが終了したかどうかを判断し、終了してい
なければステップＳ７へ進む（ステップＳ６）。工具４
の移動に合わせて工具形状マトリクス及び工具区画リス
トを更新し、上記ステップＳ４へリターンする（ステッ
プＳ７）。
【００１３】図３は、上記ステップＳ４の素材区画リス
トの更新について詳細に記述したフローチャートであ
る。先ず構造型変数「区画リストＡ」に工具形状マトリ
クスの最初の工具区画リストを代入し（ステップＳ１
１）、構造型変数「区画リストＢ」に工具形状マトリク
スの最初の工具区画リストと対応する素材区画リストと
を代入する（ステップＳ１２）。次に、構造型変数「範
囲Ｃ」に区画リストＡの最初の充填範囲を代入し（ステ
ップＳ１３）、構造型変数「範囲Ｄ」に区画リストＢの
最初の充填範囲を代入する（ステップＳ１４）。そし
て、範囲Ｃが範囲Ｄを含んでいる場合、すなわち工具４
が素材１の範囲Ｄの部分を全て削り取ってしまう場合に
は、ステップＳ１６へ進み、そうでなければステップＳ
１７へ進む（ステップＳ１５）。ステップＳ１６では、
範囲Ｄに対応する要素を素材区画リストから取り除く。
このとき、素材区画リストの要素が全てなくなれば、素
材形状マトリクスの対応する区画は空∞となる。この
時、範囲Ｃに対応する工具区画リストの要素が共に非刃
部であれば、切削は工具４の切削不能部分により削り取
られたとして工具干渉の発生を知らせる。また、範囲Ｄ
が範囲Ｃを含んでいる場合、すなわち工具４が素材１の
範囲Ｃの部分の間を削り取っているときはステップＳ１
８へ進み、そうでなければステップＳ１９へ進む（ステ
ップＳ１７）。素材１の充填範囲Ｄに空の範囲Ｃができ
るから、素材区画リストの範囲Ｄに対応する要素の間
に、範囲Ｃを空とする要素を挿入する（ステップＳ１
８）。このとき、範囲Ｃに対応する工具区画リストの要
素の一方でも非刃部であれば、切削は工具４の切削不能
部分により削り取られたとして工具干渉の発生を知らせ
る。範囲Ｃと範囲Ｄに重なりがあればステップＳ２０へ
進み、そうでなければステップＳ２１へ進む（ステップ
Ｓ１９）。素材１の充填範囲Ｄの一部が工具４の充填範
囲Ｃにより削り取られるから、範囲Ｄに対応する素材区
画リストの要素の値を範囲Ｄと範囲Ｃの重なりがなくな
るように変更する（ステップＳ２０）。このとき、範囲
Ｃに対応する工具区画リストの要素のうち、範囲Ｄにあ
る要素が非刃部であれば、切削は工具４の切削不能部分
により削り取られたとして工具干渉の発生を知らせる。
ステップＳ２１〜Ｓ２４では、ステップＳ１５〜Ｓ２０
の処理を工具の全ての充填範囲と素材の全ての充填範囲
について繰返す。ステップＳ２５〜Ｓ２６は、ステップ
Ｓ１２〜Ｓ２０の処理が工具形状マトリクスの全ての区
画リストについて行なわれるようにする。
トの更新について詳細に記述したフローチャートであ
る。先ず構造型変数「区画リストＡ」に工具形状マトリ
クスの最初の工具区画リストを代入し（ステップＳ１
１）、構造型変数「区画リストＢ」に工具形状マトリク
スの最初の工具区画リストと対応する素材区画リストと
を代入する（ステップＳ１２）。次に、構造型変数「範
囲Ｃ」に区画リストＡの最初の充填範囲を代入し（ステ
ップＳ１３）、構造型変数「範囲Ｄ」に区画リストＢの
最初の充填範囲を代入する（ステップＳ１４）。そし
て、範囲Ｃが範囲Ｄを含んでいる場合、すなわち工具４
が素材１の範囲Ｄの部分を全て削り取ってしまう場合に
は、ステップＳ１６へ進み、そうでなければステップＳ
１７へ進む（ステップＳ１５）。ステップＳ１６では、
範囲Ｄに対応する要素を素材区画リストから取り除く。
このとき、素材区画リストの要素が全てなくなれば、素
材形状マトリクスの対応する区画は空∞となる。この
時、範囲Ｃに対応する工具区画リストの要素が共に非刃
部であれば、切削は工具４の切削不能部分により削り取
られたとして工具干渉の発生を知らせる。また、範囲Ｄ
が範囲Ｃを含んでいる場合、すなわち工具４が素材１の
範囲Ｃの部分の間を削り取っているときはステップＳ１
８へ進み、そうでなければステップＳ１９へ進む（ステ
ップＳ１７）。素材１の充填範囲Ｄに空の範囲Ｃができ
るから、素材区画リストの範囲Ｄに対応する要素の間
に、範囲Ｃを空とする要素を挿入する（ステップＳ１
８）。このとき、範囲Ｃに対応する工具区画リストの要
素の一方でも非刃部であれば、切削は工具４の切削不能
部分により削り取られたとして工具干渉の発生を知らせ
る。範囲Ｃと範囲Ｄに重なりがあればステップＳ２０へ
進み、そうでなければステップＳ２１へ進む（ステップ
Ｓ１９）。素材１の充填範囲Ｄの一部が工具４の充填範
囲Ｃにより削り取られるから、範囲Ｄに対応する素材区
画リストの要素の値を範囲Ｄと範囲Ｃの重なりがなくな
るように変更する（ステップＳ２０）。このとき、範囲
Ｃに対応する工具区画リストの要素のうち、範囲Ｄにあ
る要素が非刃部であれば、切削は工具４の切削不能部分
により削り取られたとして工具干渉の発生を知らせる。
ステップＳ２１〜Ｓ２４では、ステップＳ１５〜Ｓ２０
の処理を工具の全ての充填範囲と素材の全ての充填範囲
について繰返す。ステップＳ２５〜Ｓ２６は、ステップ
Ｓ１２〜Ｓ２０の処理が工具形状マトリクスの全ての区
画リストについて行なわれるようにする。
【００１４】なお、図３のフローチャートでは、全てを
１つのプロセッサで行なうように記述してあるが、各区
画リストごとに独立に処理できるので、複数のプロセッ
サで、工具形状マトリクスの区画リストを分散して処理
しても良い。
１つのプロセッサで行なうように記述してあるが、各区
画リストごとに独立に処理できるので、複数のプロセッ
サで、工具形状マトリクスの区画リストを分散して処理
しても良い。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、３次元
座標空間上に存在する素材及び工具を視平面からの距離
だけで表わすことにより、立体的なものを表現するのに
要するメモリの容量を減少できると共に、３次元形状の
データ形式が、画面表示用の形式と素材変形処理用の形
式とが一致しているため、プロセッサの処理量も減少さ
せることができる。また、各区画ごとに独立した処理で
あるので、マルチプロセッサによる処理も容易である。
座標空間上に存在する素材及び工具を視平面からの距離
だけで表わすことにより、立体的なものを表現するのに
要するメモリの容量を減少できると共に、３次元形状の
データ形式が、画面表示用の形式と素材変形処理用の形
式とが一致しているため、プロセッサの処理量も減少さ
せることができる。また、各区画ごとに独立した処理で
あるので、マルチプロセッサによる処理も容易である。
【図１】本発明方法を実施するための加工シミュレーシ
ョン装置の概略構成図である。
ョン装置の概略構成図である。
【図２】本発明の加工シミュレーション方法の一例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】本発明の加工シミュレーション方法における素
材区画リストの更新についての一例を示すフローチャー
トである。
材区画リストの更新についての一例を示すフローチャー
トである。
【図４】本発明による加工シミュレーション方法の概念
を示す図である。
を示す図である。
【図５】図４において、素材形状を視点から見た場合の
視平面に写される像を示す図である。
視平面に写される像を示す図である。
【図６】本発明による加工シミュレーション方法の概念
を示す図である。
を示す図である。
【図７】工具形状を視平面に写した像の例を示す図であ
る。
る。
【図８】図７の視平面を一定の大きさの区画に細分化し
て作られる工具形状マトリクスを示す図である。
て作られる工具形状マトリクスを示す図である。
【図９】本発明における素材区画リストの作成方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１０】本発明における工具区画リストの作成方法を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施例による加工シミュレーショ
ン装置の表示画面の一例を示す図である
ン装置の表示画面の一例を示す図である
１ 素材 ２ 視平面 ３ 視点 ４ 工具 ５ 工具形状マトリクス ６ 切削部（区画） ７ 素材形状マトリクス １１ 素材 １２ 素材形状マトリクスまたは工具形状マトリクス
Claims (3)
- 【請求項１】 工具により素材を加工する様子を動画表
示する加工シミュレーション方法において、素材形状を
投影する視平面を一定の大きさの区画に細分し、前記各
区画ごとに前記視平面及び前記素材の可視面の距離を多
値で記憶する素材形状マトリクスと、前記各区画ごとに
前記視平面及び前記工具の可視面の距離を多値で記憶す
る工具形状マトリクスとを作成し、前記視平面からは前
記素材の可視面により隠された不可視面について、前記
視平面との距離を要素として、前記各区画ごとに前記素
材形状マトリクスを先頭要素とする素材区画リストとし
て作成し、前記素材区画リストを成すにあたっては、前
記素材区画リストの各要素と要素の間に前記素材が充填
しているのか空であるのかを判別可能とし、前記視平面
からは前記工具の可視面により隠された不可視面につい
て、前記視平面との距離を要素として、前記各区画ごと
に前記工具形状マトリクスを先頭要素とする工具区画リ
ストとして作成し、前記工具区画リストを成すにあたっ
ては、前記工具区画リストの各要素と要素の間に前記工
具が充填しているのか空であるのかを判別可能とし、前
記各区画ごとに対応する前記素材区画リストと前記工具
区画リストの充填部分の重なる範囲について、前記重な
る範囲が空部分になるように前記素材区画リストを再生
成し、前記工具区画リストの各要素の保持する前記視平
面との距離、前記素材区画リスト及び前記工具区画リス
トの各区画の対応をそれぞれ変化させて前記素材区画リ
ストを再生成することを繰返すことを特徴とする加工シ
ミュレーション方法。 - 【請求項２】 前記素材形状マトリクス及び前記工具形
状マトリクスの前記各区画ごとに、前記距離の大小及び
前記素材区画リストの更新の有無に基づいて表示するこ
とを特徴とする請求項１に記載の加工シミュレーション
方法。 - 【請求項３】 前記工具区画リストの各要素について刃
部と非刃部との区別を可能とし、前記各区画ごとに対応
する前記素材区画リストと前記工具区画リストの充填部
分の重なる範囲について、前記非刃部の要素が前記素材
区画リストの充填範囲に含まれる場合には、工具干渉の
発生を通知することを特徴とする請求項１に記載の加工
シミュレーション方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20868791A JP2926644B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 加工シミュレーション方法 |
| US07/916,745 US5325308A (en) | 1991-07-25 | 1992-07-22 | Simulation method of machining steps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20868791A JP2926644B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 加工シミュレーション方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0531647A JPH0531647A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2926644B2 true JP2926644B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=16560412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20868791A Expired - Fee Related JP2926644B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 加工シミュレーション方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5325308A (ja) |
| JP (1) | JP2926644B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2697399B2 (ja) * | 1991-09-13 | 1998-01-14 | 三菱電機株式会社 | 位置決め装置及びそのプログラム表示方法 |
| US5691909A (en) * | 1995-12-29 | 1997-11-25 | Western Atlas | Method of virtual machining to predict the accuracy of part to be made with machine tools |
| US6266572B1 (en) | 1996-11-07 | 2001-07-24 | Okuma Corporation | Apparatus for generating a numerical control command according to cut resistance value and cut torque value of machining simulation |
| JP4812224B2 (ja) | 2000-06-30 | 2011-11-09 | 株式会社森精機製作所 | Ｎｃ加工における加工シミュレーション装置及び方法 |
| US7089160B2 (en) * | 2002-01-08 | 2006-08-08 | International Business Machines Corporation | Model for modifying drill data to predict hole locations in a panel structure |
| DE102011105141A1 (de) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Dmg Electronics Gmbh | Verfahren und system zur simulation eines arbeitsprozesses an einer werkzeugmaschine |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216208A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| DE3403677A1 (de) * | 1984-02-03 | 1985-08-08 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Verfahren zum erzeugen von werkstueckkonturen |
| JPH0752366B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1995-06-05 | 株式会社日立製作所 | 防去加工シミュレータ装置 |
| US4953094A (en) * | 1988-07-01 | 1990-08-28 | Aerohydro, Inc. | Method for lofting blanks and compounding plates for shell structures |
| JP2523004B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1996-08-07 | オ−クマ株式会社 | 数値制御研削盤における加工状態のグラフィック表示方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP20868791A patent/JP2926644B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-22 US US07/916,745 patent/US5325308A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5325308A (en) | 1994-06-28 |
| JPH0531647A (ja) | 1993-02-09 |
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