JP3048020B2 - デジタイズデータ処理装置 - Google Patents

デジタイズデータ処理装置

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JP3048020B2
JP3048020B2 JP4091954A JP9195492A JP3048020B2 JP 3048020 B2 JP3048020 B2 JP 3048020B2 JP 4091954 A JP4091954 A JP 4091954A JP 9195492 A JP9195492 A JP 9195492A JP 3048020 B2 JP3048020 B2 JP 3048020B2
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稔 江崎
克也 日置
拓博 田中
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Okuma Corp
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Okuma Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マスターモデル形状を
スキャニングすることにより得られるスキャンデータか
ら成るデジタイズデータを変換してNC(数値制御)加
工プログラムを作成するデジタイズデータ処理装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、自由曲面形状を含む金型を作成す
る場合、金型と同一形状のマスターモデルを予め作成
し、このマスターモデルを利用して倣い加工機による倣
い加工を行なっていた。しかしながら、金型のオス・メ
ス型を作成するためには精度維持の困難な石膏による反
転モデルが必要であり、また倣い加工機の倣い速度が十
分得られないという欠点があった。そこで、NC工作機
械の普及により認識されだした高速かつ再現性の高いN
C加工を金型作成に適用しようという試みがなされ、そ
のためのデジタイザ装置が開発された。このデジタイザ
装置は、測定子であるスタイラスでマスターモデル形状
をスキャニングしたスタイラスの座標値であるデジタイ
ズデータを得、このデジタイズデータを変換してNC加
工プログラムを作成するものである。ところが、このN
C加工プログラムではスタイラスの形状と同形状の工具
での加工のみが可能であり、従来の倣い加工をNC加工
プログラムを介しての2工程に分離したにすぎなかっ
た。また、マスターモデルは製品形状を表現しているの
みでそのデジタイズデータには金型の加工に必要な周辺
形状が不十分な場合があり、測定したデジタイズデータ
のみではNC加工プログラムを作成することができない
ことがあった。
【0003】そこで、スタイラスの形状と異なる形状の
工具での加工を可能とするためのデジタイズデータの変
換処理やデジタイズデータにおける加工部位の抽出処理
や反転モデルのデジタイズデータを利用せずマスターモ
デルを測定したデジタイズデータにより反転形状のNC
加工プログラムを作成する処理、さらには周辺形状を表
わすデジタイズデータを作成する処理等を行なうことが
可能なデジタイズデータ処理装置が開発された。このよ
うなデジタイズデータ処理装置によれば、スタイラス形
状を所望の工具の形状に一致させ、スキャニング範囲を
特定してデジタイザ装置を稼働するのと同等のデジタイ
ズデータを計算処理にて作成することができ、さらに
は、測定したデジタイズデータを基に周辺部分を延長し
たデジタイズデータを求めることができる。
【0004】図8は上述したデジタイズデータ処理装置
の一例を示すブロック図であり、デジタイザ装置からの
マスターモデル形状を表現するデジタイズデータ(以
下、測定デジタイズデータという)DDがデジタイズデ
ータ入力手段1を介してデジタイズデータ記憶手段2に
格納される。測定デジタイズデータDDがデジタイズデ
ータ記憶手段2からデジタイズデータオフセット手段3
に読出され、工具形状入力手段4を介して入力されたス
タイラスの半径などを表現するスタイラス形状データR
に従ってオフセットされてマスターモデルの表面形状
を表現するデジタイズデータ(以下、オフセットデジタ
イズデータという)DOとされる。さらにこのオフセッ
トデジタイズデータDOが工具形状入力手段4を介して
入力された工具の半径などを表現する工具形状データR
に従ってオフセットされて工具の移動軌跡を表現する
デジタイズデータ(以下、加工デジタイズデータとい
う)DPとされる。図11は上述した測定デジタイズデ
ータDD、オフセットデジタイズデータDO、加工デジ
タイズデータDPの一例を示す図である。なお図11は
説明のため各デジタイズデータのうち1スキャンデータ
のみ示している。
【0005】そして、オフセットデジタイズデータDO
と加工デジタイズデータDPがデジタイズデータ記憶手
段2に格納される。加工デジタイズデータDPがデジタ
イズデータ記憶手段2からデジタイズデータ延長手段5
に読出される。そして、延長指定入力手段6を介して入
力されたデジタイズデータの延長を開始及び終了するス
キャンデータを示す開始スキャン番号S1及び終了スキ
ャン番号Snを表現する延長指定EAに従って、加工デ
ジタイズデータDPのスキャンデータをスキャンの接線
方向又はZ一定方向に延長したデジタイズデータ(以
下、延長デジタイズデータという)DEが作成されてデ
ジタイズデータ記憶手段2に格納される。図12は上述
した加工デジタイズデータDP、延長デジタイズデータ
DEの一例を示す図である。そして、延長デジタイズデ
ータDEがデジタイズデータ記憶手段2からデジタイズ
データNCプログラム変換手段7に読出されて変換さ
れ、NC加工プログラムが作成されて出力されるように
なっている。
【0006】このような構成において、従来のデジタイ
ズデータ処理装置の主要部であるデジタイズデータ延長
手段5について図9及び図10を用いて説明する。延長
指定入力手段6を介してオペレータによって指示された
開始スキャン番号S及び終了スキャン番号Sを表わ
す延長指定EAを入力する。ここで、開始スキャン番号
から終了スキャン番号Sまでのスキャンデータの
本数をn本とし、開始スキャン番号Sと終了スキャン
番号Sとの間のスキャンデータのスキャン番号を順に
〜Sn−1とする。スキャン番号S(i=1,
2,…,n)のスキャンデータのおのおの始点又は終点
EPの後又は前の点列APにより補間曲線AW
求め、補間曲線AWの始点又は終点EPにおける接
線L上に点列を設定して延長する(図9)。あるいは
スキャン番号Sのスキャンデータのおのおのの始点又
は終点EPから当該点EPと同じZ座標をもつX−
Y平面上の延長線M上に点列を設定して延長する(図
10)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のデジタ
イズデータ処理装置で延長されたデジタイズデータで
は、スキャンデータの接線方向あるいはZ軸固定方向に
しか延長できず、金型加工に必要な周辺形状を表現する
には不十分であった。また、デジタイズデータの測定あ
るいはオフセット計算時の誤差により、接線方向への延
長においては誤差が拡大してしまい、各スキャンデータ
の延長方向が一定とならず、延長したデジタイズデータ
の各スキャンデータの始点又は終点位置が揃わなくなる
場合があった。本発明は上述したような事情からなされ
たものであり、本発明の目的は、適切な金型加工を行な
うのに必要なNC加工プログラムを作成し得る延長デジ
タイズデータを容易に求めることができるデジタイズデ
ータ処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、マスターモデ
ル形状をスキャニングすることにより得られるスキャン
データ(倣い動作の1本分のデータ)から成るデジタイ
ズデータを変換して数値制御加工プログラムを作成する
デジタイズデータ処理装置に関するものであり、本発明
の上記目的は、前記デジタイズデータの延長を開始及び
終了するスキャンデータを示す開始スキャン番号及び終
了スキャン番号と、前記開始スキャン番号から終了スキ
ャン番号までの各スキャンデータの延長方向及び延長量
の基準となる延長基準ラインとを入力し、前記各スキャ
ンデータ毎の始点又は終点から、各スキャン面と前記延
長基準ラインとの各交点まで前記各スキャンデータの延
長を行なう延長手段を具備することによって、又は前記
デジタイズデータの延長を開始及び終了するスキャンデ
ータを示す開始スキャン番号及び終了スキャン番号と、
前記開始スキャンデータ及び終了スキャンデータの始点
又は終点における開始延長方向及び終了延長方向とを入
力し、前記開始スキャンデータの始点又は終点から前記
開始延長方向に向かって前記開始スキャンデータの延長
を行ない、前記開始スキャンデータと終了スキャンデー
タとの間の各スキャンデータ毎の始点又は終点からの延
長方向を、前記開始延長方向から終了延長方向へ序変さ
せながら前記各スキャンデータの延長を行ない、前記終
了スキャンデータの始点又は終点から前記終了延長方向
に向って前記終了スキャンデータの延長を行なう延長手
段を具備することによって達成される。
【0009】
【作用】本発明にあっては、開始スキャンデータから終
了スキャンデータまでの各スキャンデータを従来と比べ
より確実でより自然な延長形状となる延長条件にて延長
しているので、所望の周辺形状を含むデジタイズデータ
を得ることができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明のデジタイズデータ処理装置の
一例を図8に対応させて示すブロック図であり、同一構
成箇所は同符号を付して説明を省略する。加工デジタイ
ズデータDPがデジタイズデータ記憶手段2からデジタ
イズデータ延長手段5′に読出される。そして、延長指
定入力手段6′を介してデジタイズデータ延長手段5′
に入力された開始スキャン番号S及び終了スキャン番
号Sと開始スキャン番号Sから終了スキャン番号S
までの各スキャンデータの延長方向及び延長量の基準
となる延長基準ラインLBを表現する延長指定EA′に
従って、開始スキャン番号Sから終了スキャン番号S
までの各スキャンデータが延長基準ラインLBに向っ
て延長されて延長デジタイズデータDE′とされる。そ
して、延長デジタイズデータDE′がデジタイズデータ
記憶手段2に格納される。また、延長基準ラインLBの
代わりに開始スキャンデータ及び終了スキャンデータの
延長方向V及びVを延長指定入力手段6′に入力す
るようにしても良い。即ち、延長指定入力手段6′を介
してデジタイズデータ延長手段5′に入力された開始ス
キャン番号S及び終了スキャン番号Sと開始延長方
向V及び終了延長方向Vを表現する延長指定EA′
に従って、開始スキャン番号Sから終了スキャン番号
までの各スキャンデータの延長方向が序変されなが
ら延長されて延長デジタイズデータDE′とされる。
【0011】このような構成において、その主要部であ
るデジタイズデータ延長手段5′についての前者の動作
例を図2のフローチャートを用いて説明する。図3に示
すようにデジタイズデータ延長手段5′は開始スキャン
番号S及び終了スキャン番号Sと延長基準ラインL
Bを表現する延長指定EA′を入力し(ステップS
1)、現在処理すべきスキャンデータを認識するための
カウンタiに“1”を代入する(ステップS2)。スキ
ャン番号Sのスキャンデータを含むスキャン面F
求め(ステップS3)、スキャン面Fと延長基準ライ
ンLBとの交点Nを求める(ステップS4)。スキャ
ン番号Sのスキャンデータの始点又は終点EPから
交点Nまでスキャン番号Sのスキャンデータを延長
し(ステップS5)、次のスキャンデータの処理をする
ためにカウンタiにi+1を代入する(ステップS
6)。そして、カウンタiがi>nであるか否か判定し
(ステップS7)、カウンタiがi>nでないときはス
テップS3に戻って上述した動作を繰返し、カウンタi
がi>nであるときは全ての処理を終了する。
【0012】次に、デジタイズデータ延長手段5′につ
いての後者の動作例を図4のフローチャートを用いて説
明する。図5に示すようにデジタイズデータ延長手段
5′は開始スキャン番号S及び終了スキャン番号S
と開始延長方向V及び終了延長方向Vを表現する延
長指定EA′を入力し(ステップS11)、開始スキャ
ン番号Sのスキャンデータの終点EPを含む前の点
列APにより補間曲線SWを求め、補間曲線SW
の終点EPにおける接線Lを求める(ステップS1
2)。終点EPにおける開始延長方向Vの表わす延
長角度xによって、終点EPを始点とし接線L
延長角度xの角をなす開始延長線N上に点列を設定
して延長する(ステップS13)。
【0013】次に、終了スキャン番号Sのスキャンデ
ータの終点EPを含む前の点列APにより補間曲線
EWを求め、補間曲線EWの終点EPにおける接
線Lを求める(ステップS14)。終点EPにおけ
る終了延長方向Vの表わす延長角度xによって、終
点EPを始点とし接線Lと延長角度xの角をなす
終了延長線N上の点列を設定して延長する(ステップ
S15)。そして、スキャン番号S〜Sn−1の各ス
キャンデータの始点又は終点EP〜EPn− からそ
れぞれの延長方向N〜Nn−1を求めるが、その求め
方の一例を図5を用いて説明する。開始スキャン番号S
から終了スキャン番号Sまでのおのおののスキャン
データ間のピック幅がd(i=1,2,…,n−1)
であるとし、開始延長方向Nと終了延長方向Nとの
方向ベクトルの差ND=N−Nとすると、開始スキ
ャン番号Sからk番目のスキャン番号Sの各スキャ
ンデータの延長方向Nを数1により求めることができ
る(ステップS16)。そして、終点EP〜EP
らおのおのの延長方向N〜Nに向かって延長し(ス
テップS17)、全ての処理を終了する。
【数1】
【0014】なお、前述のようにスキャンデータ間のピ
ック幅に比例させて開始延長方向から終了延長方向まで
のスキャン番号S〜Sの各スキャンデータの延長方
向N〜Nを求める方法の他に、ピックの本数に比例
させる方法、スキャン番号S〜Sの各スキャンデー
タの始点又は終点EP〜EPの間の距離に比例させ
る方法等がある。また、図6に示すように指示されたス
キャンデータの始点又は終点EPにおける任意の角度
y,zを指示することにより、X−Y平面からの仰角
y,x軸とのなす角zを持つ延長線Nを開始延長方向あ
るいは終了延長方向とすることもできる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明のデジタイズデータ
処理装置によれば、マスターモデルにない金型加工を行
なうのに必要な周辺形状を含むデジタイズデータを、マ
スターモデルから容易に短時間で求めることができるの
で、適切な金型加工を行なうのに必要なNC加工プログ
ラムを容易に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタイズデータ処理装置の一例を示
すブロック図である。
【図2】本発明装置の動作例の一例を示すフローチャー
トである。
【図3】図2に示す動作例の具体例を示す図である。
【図4】本発明装置の動作例の別の一例を示すフローチ
ャートである。
【図5】図4に示す動作例の具体例を示す第1の図であ
る。
【図6】図4に示す動作例の具体例を示す第2の図であ
る。
【図7】図4に示す動作例の別の具体例を示す図であ
る。
【図8】従来のデジタイズデータ処理装置の一例を示す
ブロック図である。
【図9】従来装置の動作の具体例を示す第1の図であ
る。
【図10】従来装置の動作の具体例を示す第2の図であ
る。
【図11】従来装置の動作の具体例を示す第3の図であ
る。
【図12】従来装置の動作の具体例を示す第4の図であ
る。
【符号の説明】
5,5′ デジタイズデータ延長手段 6,6′ 延長指定入力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−129404(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/4097

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスターモデル形状をスキャニングする
    ことにより得られるスキャンデータ(倣い動作の1本分
    のデータ)から成るデジタイズデータを変換して数値制
    御加工プログラムを作成するデジタイズデータ処理装置
    において、前記デジタイズデータの延長を開始及び終了
    するスキャンデータを示す開始スキャン番号及び終了ス
    キャン番号と、前記開始スキャン番号から終了スキャン
    番号までの各スキャンデータの延長方向及び延長量の基
    準となる延長基準ラインとを入力し、前記各スキャンデ
    ータ毎の始点又は終点から、各スキャン面と前記延長基
    準ラインとの各交点まで前記各スキャンデータの延長を
    行なう延長手段を備えたことを特徴とするデジタイズデ
    ータ処理装置。
  2. 【請求項2】 マスターモデル形状をスキャニングする
    ことにより得られるスキャンデータから成るデジタイズ
    データを変換して数値制御加工プログラムを作成するデ
    ジタイズデータ処理装置において、前記デジタイズデー
    タの延長を開始及び終了するスキャンデータを示す開始
    スキャン番号及び終了スキャン番号を入力し、前記開始
    スキャンデータの補間曲線の始点又は終点における接線
    とのなす角により又はX−Y平面からの仰角により開始
    延長方向を指示し、前記終点スキャンデータの補間曲線
    の始点又は終点における接線とのなす角により又はX−
    Y平面からの仰角により終了延長方向を指示し、前記開
    始スキャンデータの始点又は終点から前記開始延長方向
    に向かって前記開始スキャンデータの延長を行ない、前
    記開始スキャンデータと終了スキャンデータとの間の各
    スキャンデータ毎の始点又は終点からの延長方向を、前
    記開始延長方向から終了延長方向へ序変させながら前記
    各スキャンデータの延長を行ない、前記終了スキャンデ
    ータの始点又は終点から前記終了延長方向に向って前記
    終了スキャンデータの延長を行なう延長手段を備えたこ
    とを特徴とするデジタイズ処理装置。
JP4091954A 1992-03-18 1992-03-18 デジタイズデータ処理装置 Expired - Lifetime JP3048020B2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPH05265530A JPH05265530A (ja) 1993-10-15
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