JP4577303B2 - Tool axis attitude determination device, tool axis attitude determination method, and program - Google Patents

Tool axis attitude determination device, tool axis attitude determination method, and program Download PDF

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Description

本発明は、切削加工の加工解析に関し、特に、工具軸姿勢の決定を行う工具軸姿勢決定装置、工具軸姿勢決定方法、プログラムに関する。   The present invention relates to machining analysis of cutting, and more particularly to a tool axis attitude determination device, a tool axis attitude determination method, and a program for determining a tool axis attitude.

金型等の加工作業では、一般に、NC(Numerical Control)工作機械が用いられている。そして、NC工作機械の加工動作は、CAD(Computer Aided Design)システムによる形状設計や、CAM(Computer Aided Manufacturing)システムによる加工設計等を行うことにより決定される。
さらに、近年では、加工作業の事前検証として、CAMシステムで作成されたNCデータ等を基に、干渉の検知等が行われている。これにより、加工トラブルを未然に防いでいる。
一方、加工能率の向上や切削面の品質向上のため、剛性の高いツーリングを決定できることが望まれている。
NC (Numerical Control) machine tools are generally used in machining operations such as dies. The machining operation of the NC machine tool is determined by performing shape design using a CAD (Computer Aided Design) system, machining design using a CAM (Computer Aided Manufacturing) system, or the like.
Furthermore, in recent years, as prior verification of machining operations, detection of interference and the like has been performed based on NC data and the like created by a CAM system. This prevents machining troubles in advance.
On the other hand, in order to improve the machining efficiency and the quality of the cut surface, it is desired that a tooling with high rigidity can be determined.

図14は、ホルダ47と曲面41の干渉を表した模式図である。尚、この例では、工具軸姿勢はZ軸方向となっているが、NC工作機械の中には、工具軸姿勢がZ軸方向に固定されたものだけではなく、4軸制御や5軸制御のように工具軸姿勢を傾けることができるものもある。
図14に示すような干渉を回避するためには、事前に工具経路に対して加工シミュレーションを行い、干渉の有無を確認し、工具経路、ツーリング、または工具軸姿勢等の修正を行う必要がある。こうした干渉回避の仕組みとしては、特許文献1、2がある。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the interference between the holder 47 and the curved surface 41. In this example, the tool axis posture is in the Z-axis direction, but some NC machine tools are not limited to the tool axis posture fixed in the Z-axis direction, but also include 4-axis control and 5-axis control. Some tools can be tilted like this.
In order to avoid the interference as shown in FIG. 14, it is necessary to perform a machining simulation on the tool path in advance, check the presence / absence of the interference, and correct the tool path, tooling, or tool axis posture. . Patent Documents 1 and 2 are examples of such interference avoidance mechanisms.

特許文献1は、工具とホルダを包含する円錐形状干渉モデルを用いて、曲面との干渉判定を行う。そして、干渉が検出された場合、干渉量を基に工具軸の干渉回避角度を求めて、工具軸を傾けることで、干渉を回避する。
図15は、干渉回避後の工具軸姿勢を表した模式図である。図15に示すように、工具軸を傾けることで、干渉を回避することができる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 performs interference determination with a curved surface using a conical interference model including a tool and a holder. When interference is detected, the interference avoidance angle of the tool axis is obtained based on the amount of interference, and the tool axis is tilted to avoid interference.
FIG. 15 is a schematic diagram showing the tool axis posture after interference avoidance. As shown in FIG. 15, interference can be avoided by tilting the tool axis.

特許文献2は、工具軸姿勢をZ軸方向に固定し、工具とホルダを仮想した被干渉体を用いて、工具経路上を移動するシミュレーションを行う。そして、曲面との干渉が検出されるごとに被干渉体を更新していき、最終的な被干渉体を基に干渉が発生しないツーリングを決定する。   Patent Document 2 performs a simulation of moving on a tool path using an interfered body in which a tool axis posture is fixed in the Z-axis direction and a tool and a holder are virtually assumed. Then, every time the interference with the curved surface is detected, the interfered body is updated, and the tooling in which no interference occurs is determined based on the final interfered body.

また、他の干渉回避の仕組みとして、非特許文献1がある。
非特許文献1は、工具軸と曲面法線のなす角度θ、工具軸の回転角度φにより工具軸の姿勢を表現し、θとφの0度から180度までの組み合わせごとに干渉判定の計算を行う。そして、干渉判定の結果を基に干渉の起こりにくい工具軸姿勢を決定する。
特開平6−254741号公報 特開平9−179620号公報 森重功一・加瀬究・竹内芳美、「C−Spaceを用いた5軸制御加工のための工具経路生成法−加工戦略の設定とそれに基づいた工具経路の生成−」、1998年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集、精密工学会、1998、p37
Another mechanism for avoiding interference is Non-Patent Document 1.
Non-Patent Document 1 expresses the posture of the tool axis by the angle θ formed by the tool axis and the curved surface normal, and the rotation angle φ of the tool axis, and calculates the interference determination for each combination of 0 and 180 degrees of θ and φ I do. Based on the result of the interference determination, a tool axis posture in which interference is unlikely to occur is determined.
JP-A-6-254741 JP-A-9-179620 Koichi Morishige, Satoru Kase, Yoshimi Takeuchi, "Tool path generation method for 5-axis control machining using C-Space-Machining strategy and tool path generation based on it-", 1998 Precision Engineering Society Spring Proceedings of Annual Conferences of Conferences, Japan Society for Precision Engineering, 1998, p37

しかし、特許文献1に記載された手法では、ツーリングを決定した後に干渉判定を行って工具軸姿勢を決定するので、ツーリングに依存した工具軸姿勢を決定することになる。そのため、工具突き出し量を小さくする等、剛性の高いツーリングを自動的に決定することはできない。さらに、本手法では、干渉回避後の工具軸姿勢が、局所的な干渉量のみによって決定されるため、図15に示すように、工具45とホルダ47の右側に余裕が大きい工具軸姿勢となってしまう。つまり、加工対象全体の曲面形状を考慮した最適な工具軸姿勢を決定することはできない。
図16は、剛性を確保しやすい工具軸姿勢の模式図である。図16に示すように、左右両側に余裕がある工具軸姿勢を事前に決定できれば、剛性の高いツーリングを決定することが可能となる。
However, in the method described in Patent Document 1, since the tool axis posture is determined by performing the interference determination after determining the tooling, the tool axis posture depending on the tooling is determined. For this reason, tooling with high rigidity cannot be automatically determined, for example, by reducing the tool protrusion amount. Furthermore, in this method, the tool axis posture after avoiding interference is determined only by the amount of local interference, so that the tool axis posture has a large margin on the right side of the tool 45 and the holder 47 as shown in FIG. End up. In other words, it is not possible to determine an optimum tool axis posture in consideration of the curved surface shape of the entire machining target.
FIG. 16 is a schematic diagram of a tool axis posture in which it is easy to ensure rigidity. As shown in FIG. 16, if a tool axis posture with a margin on both the left and right sides can be determined in advance, it is possible to determine tooling with high rigidity.

また、特許文献2に記載された手法では、工具軸姿勢をZ軸に固定していることから、4軸制御や5軸制御のNC工作機械に対して、最適な工具軸姿勢を決定することはできない。さらに、干渉を回避する結果、工具突き出し量が大きくなり、剛性の高いツーリングを決定することはできない。   Further, in the method described in Patent Document 2, since the tool axis posture is fixed to the Z axis, an optimum tool axis posture is determined for a 4-axis control or 5-axis control NC machine tool. I can't. Furthermore, as a result of avoiding interference, the amount of tool protrusion increases, and a tooling with high rigidity cannot be determined.

また、非特許文献1に記載された手法では、干渉回避の工具軸姿勢を求めるために、θとφの全ての組み合わせについて干渉判定の計算を行うことから、計算負荷が大きい。特に、ホルダなどの形状要素が多くなる場合、計算負荷は大幅に増大することになる。更に、ツーリングを決定した後に干渉判定の計算を行っているため、特許文献1と同様の課題が残る。   Further, in the method described in Non-Patent Document 1, the calculation of interference is calculated for all combinations of θ and φ in order to obtain the tool axis posture for avoiding interference, so that the calculation load is heavy. In particular, when the number of shape elements such as holders increases, the calculation load increases significantly. Furthermore, since the interference determination is calculated after the tooling is determined, the same problem as in Patent Document 1 remains.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は制御対象曲面に適応した、剛性を確保しやすい工具軸姿勢およびツーリングを決定できる工具軸姿勢決定装置を提供することである。
前述した目的を達成するために第1の発明は、被削材の切削表面を表す曲面を複数のポリゴンに分割する曲面分割手段と、工具・ホルダ情報と工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近する前記ポリゴンを検出して、工具軸姿勢の制御対象となる前記曲面を決定する制御対象曲面決定手段と、前記制御対象曲面決定手段によって決定した前記曲面に属する前記ポリゴンについて、前記ポリゴンの法線方向を向きとし、前記ポリゴンの面積に応じた大きさの曲面ベクトルを算出する曲面ベクトル算出手段と、前記曲面ベクトル算出手段によって算出した前記曲面ベクトルの総和を工具軸姿勢ベクトルとし、前記工具軸姿勢ベクトルの向きを前記工具軸姿勢と決定する工具軸姿勢決定手段と、前記工具軸姿勢決定手段によって決定した前記工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定するツーリング決定手段と、を具備することを特徴とする工具軸姿勢決定装置である。
ポリゴンとは、3次元で立体の形状を表現するときに使用する多角形のことである。ほとんどは三角形であるが、ここでは三角形以外の多角形も含む。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a tool axis attitude determination device that can determine a tool axis attitude and tooling that can easily secure rigidity and that is adapted to a curved surface to be controlled. .
In order to achieve the above-mentioned object, the first invention is a tool / holder based on curved surface dividing means for dividing a curved surface representing a cutting surface of a work material into a plurality of polygons, tool / holder information and tool path information. And the control target curved surface determination means for determining the curved surface to be controlled of the tool axis posture, and the polygon belonging to the curved surface determined by the control target curved surface determination means A curved surface vector calculating means for calculating a curved surface vector having a normal direction as a direction and a size corresponding to the area of the polygon, and a total of the curved surface vectors calculated by the curved surface vector calculating means as a tool axis posture vector, and the tool a tool axis attitude determining means for the orientation of the axis orientation vector determined with the tool axis attitude, the tool axis is determined by the tool axis attitude deciding member Perform interference simulation by energizing a tool axis attitude determination apparatus characterized by comprising: a tooling deciding means for determining a tooling so as to minimize the tool overhang in a range that does not interfere.
A polygon is a polygon used when a three-dimensional shape is expressed in three dimensions. Most are triangles, but here also include polygons other than triangles.

また、前記制御対象曲面決定手段は、入力部を介して任意の前記曲面を指定するものであっても良い。
Further, the control target curved surface determination means may designate any curved surface via an input unit.

第2の発明は、被削材の切削表面を表す曲面を複数のポリゴンに分割するステップと、工具・ホルダ情報と工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近する前記ポリゴンを検出して、工具軸姿勢の制御対象となる前記曲面を決定するステップと、制御対象となる前記曲面を決定するステップによって決定した前記曲面に属する前記ポリゴンについて、前記ポリゴンの法線方向を向きとし、前記ポリゴンの面積に応じた大きさの曲面ベクトルを算出するステップと、前記曲面ベクトルを算出するステップによって算出した前記曲面ベクトルの総和を工具軸姿勢ベクトルとし、前記工具軸姿勢ベクトルの向きを前記工具軸姿勢と決定するステップと、前記工具軸姿勢を決定するステップによって決定した前記工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定するステップと、を含むことを特徴とする工具軸姿勢決定方法である。
2nd invention detects the said polygon approaching a tool and a holder based on the step which divides | segments the curved surface showing the cutting surface of a workpiece into a plurality of polygons, tool and holder information, and tool path information, With respect to the polygon belonging to the curved surface determined by the step of determining the curved surface to be controlled of the tool axis posture and the step of determining the curved surface to be controlled, the normal direction of the polygon is oriented, A step of calculating a curved surface vector having a size corresponding to an area; and a sum total of the curved surface vectors calculated by the step of calculating the curved surface vector as a tool axis posture vector, and a direction of the tool axis posture vector as the tool axis posture a step of determining, the interference simulation by said tool axis attitude decided by the step of determining the tool axis position It was carried out, and determining the tooling so as to minimize the tool overhang in a range that does not interfere, a tool axis attitude determination method, which comprises a.

また、制御対象となる前記曲面を決定するステップは、入力部を介して任意の前記曲面を指定するものであっても良い。
In addition, the step of determining the curved surface to be controlled may specify an arbitrary curved surface via an input unit.

第3の発明は、コンピュータを、被削材の切削表面を表す曲面を複数のポリゴンに分割する曲面分割手段と、工具・ホルダ情報と工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近する前記ポリゴンを検出して、工具軸姿勢の制御対象となる前記曲面を決定する制御対象曲面決定手段と、前記制御対象曲面決定手段によって決定した前記曲面に属する前記ポリゴンについて、前記ポリゴンの法線方向を向きとし、前記ポリゴンの面積に応じた大きさの曲面ベクトルを算出する曲面ベクトル算出手段と、前記曲面ベクトル算出手段によって算出した前記曲面ベクトルの総和を工具軸姿勢ベクトルとし、前記工具軸姿勢ベクトルの向きを前記工具軸姿勢と決定する工具軸姿勢決定手段と、前記工具軸姿勢決定手段によって決定した前記工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定するツーリング決定手段と、して機能させるためのプログラムである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the computer , the curved surface dividing means for dividing the curved surface representing the cutting surface of the work material into a plurality of polygons, and the polygon approaching the tool / holder based on the tool / holder information and the tool path information. Control surface determination means for determining the curved surface to be controlled by the tool axis posture, and the polygon belonging to the curved surface determined by the control target curved surface determination means is oriented in the normal direction of the polygon A curved surface vector calculating means for calculating a curved surface vector having a size corresponding to the area of the polygon, and a sum total of the curved surface vectors calculated by the curved surface vector calculating means as a tool axis posture vector, and a direction of the tool axis posture vector Is determined by the tool axis attitude determining means for determining the tool axis attitude and the tool axis attitude determined by the tool axis attitude determining means. Performed Wataru simulation, and tooling determining means for determining a tooling so as to minimize the tool overhang in a range that does not interfere, a program for causing to function.

本発明により、制御対象曲面に適応した、剛性を確保しやすい工具軸姿勢およびツーリングを決定できる工具軸姿勢決定装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a tool axis posture determination device that can determine a tool axis posture and tooling that are suitable for a curved surface to be controlled and that can ensure rigidity.

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態に係る工具軸姿勢決定装置1を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。
工具軸姿勢決定装置1は、制御部3、記憶部5、メディア入出力部7、通信制御部9、入力部11、表示部13、周辺機器I/F部15等が、バス17と介して接続される。
FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a computer that realizes a tool axis posture determining apparatus 1 according to the present embodiment.
The tool axis posture determining apparatus 1 includes a control unit 3, a storage unit 5, a media input / output unit 7, a communication control unit 9, an input unit 11, a display unit 13, a peripheral device I / F unit 15, and the like via a bus 17. Connected.

制御部3は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成される。   The control unit 3 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.

CPUは、記憶部5、ROM、記録媒体等に格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス17を介して接続された各装置を駆動制御し、工具軸姿勢決定装置1が行う後述する処理(図3、図7、図10参照)を実現する。
ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、揮発性メモリであり、記憶部5、ROM、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部3が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
The CPU calls and executes a program stored in the storage unit 5, ROM, recording medium, or the like to a work memory area on the RAM, drives and controls each device connected via the bus 17, and a tool axis posture determination device 1 (see FIG. 3, FIG. 7, FIG. 10) described later is performed.
The ROM is a non-volatile memory and permanently holds a computer boot program, a program such as BIOS, data, and the like.
The RAM is a volatile memory, and temporarily stores programs, data, and the like loaded from the storage unit 5, ROM, recording medium, and the like, and includes a work area used by the control unit 3 for performing various processes.

記憶部5は、HDD(ハードディスクドライブ)であり、制御部3が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OS(オペレーティングシステム)等が格納される。プログラムに関しては、OS(オペレーティングシステム)に相当する制御プログラムや、後述の処理に相当するアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部3により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。
The storage unit 5 is an HDD (hard disk drive), and stores a program executed by the control unit 3, data necessary for program execution, an OS (operating system), and the like. As for the program, a control program corresponding to an OS (operating system) and an application program corresponding to processing described later are stored.
Each of these program codes is read by the control unit 3 as necessary, transferred to the RAM, read by the CPU, and executed as various means.

メディア入出力部7(ドライブ装置)は、データの入出力を行い、例えば、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ、PDドライブ、CDドライブ(−ROM、−R、RW等)、DVDドライブ(−ROM、−R、−RW等)、MOドライブ等のメディア入出力装置を有する。   The media input / output unit 7 (drive device) inputs / outputs data, for example, floppy (registered trademark) disk drive, PD drive, CD drive (-ROM, -R, RW, etc.), DVD drive (-ROM, -R, -RW, etc.) and a media input / output device such as an MO drive.

通信制御部9は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク19間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク19を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。   The communication control unit 9 includes a communication control device, a communication port, and the like, and is a communication interface that mediates communication between the computer and the network 19, and performs communication control between other computers via the network 19.

入力部11は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部11を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
The input unit 11 inputs data and includes, for example, a keyboard, a pointing device such as a mouse, and an input device such as a numeric keypad.
An operation instruction, an operation instruction, data input, and the like can be performed on the computer via the input unit 11.

表示部13は、CRTモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等(ビデオアダプタ等)を有する。   The display unit 13 includes a display device such as a CRT monitor and a liquid crystal panel, and a logic circuit (such as a video adapter) for realizing a video function of the computer in cooperation with the display device.

周辺機器I/F(インタフェース)部15は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器I/F部15を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器I/F部15は、USBやIEEE1394やRS−232C等で構成されており、通常複数の周辺機器I/Fを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。   The peripheral device I / F (interface) unit 15 is a port for connecting a peripheral device to the computer, and the computer transmits and receives data to and from the peripheral device via the peripheral device I / F unit 15. The peripheral device I / F unit 15 is configured by USB, IEEE 1394, RS-232C, or the like, and usually has a plurality of peripheral devices I / F. The connection form with the peripheral device may be wired or wireless.

バス17は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。   The bus 17 is a path that mediates transmission / reception of control signals, data signals, and the like between the devices.

次に、図2を参照しながら、工具軸姿勢決定装置1の構成について説明する。
図2は、工具軸姿勢決定装置1の概略構成図である。
Next, the configuration of the tool axis posture determining apparatus 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the tool axis posture determination device 1.

工具軸姿勢決定装置1は、曲面形状情報の入力手段21、曲面分割手段23、工具経路情報の入力手段25、制御対象曲面決定手段27、曲面ベクトル算出手段29、工具軸姿勢決定手段31、ツーリング決定手段33、工具軸姿勢情報、ツーリング情報の出力手段35、工具・ホルダ情報データベース37を備える。   The tool axis posture determining apparatus 1 includes a curved surface shape information input unit 21, a curved surface dividing unit 23, a tool path information input unit 25, a control target curved surface determination unit 27, a curved surface vector calculation unit 29, a tool axis posture determination unit 31, a tooling. A determination means 33, tool axis posture information, tooling information output means 35, and a tool / holder information database 37 are provided.

曲面形状情報の入力手段21は、切削対象である被削材の切削表面を表す曲面41の形状情報を入力する。曲面形状情報は、例えば、CADシステムで行われる形状設計で決定された情報を入力する。データの入力は、入力部11を介して行っても良い。また、メディア入出力部7を用いても良い。また、ネットワーク19を介して、他のコンピュータからデータを送信しても良い。   The curved surface shape information input means 21 inputs shape information of the curved surface 41 representing the cutting surface of the work material to be cut. As the curved surface shape information, for example, information determined by shape design performed in the CAD system is input. Data may be input via the input unit 11. Further, the media input / output unit 7 may be used. Further, data may be transmitted from another computer via the network 19.

曲面分割手段23は、曲面形状情報を基に、誤差が指定した閾値以内となるように、曲面41を複数のポリゴン43に分割する。詳細は、図4の説明にて後述する。   The curved surface dividing unit 23 divides the curved surface 41 into a plurality of polygons 43 based on the curved surface shape information so that the error is within a specified threshold. Details will be described later with reference to FIG.

工具経路情報の入力手段25は、CL(Cutter Location)データとも呼ばれる工具経路の情報を入力する。工具経路情報は、例えば、CAMシステムで算出した情報である。データの入力は、曲面形状情報の入力手段21と同様である。   The tool path information input means 25 inputs tool path information, also called CL (Cutter Location) data. The tool path information is information calculated by a CAM system, for example. Data input is the same as the curved surface shape information input means 21.

制御対象曲面決定手段27は、工具・ホルダ情報データベース37を参照し、工具・ホルダ情報と入力された工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近するポリゴン43を検出して、工具軸姿勢の制御対象となる曲面41を決定する。詳細は、図5、図6の説明にて後述する。   The control target curved surface determination means 27 refers to the tool / holder information database 37, detects the polygon 43 approaching the tool / holder based on the tool / holder information and the input tool path information, and determines the tool axis posture. The curved surface 41 to be controlled is determined. Details will be described later with reference to FIGS.

曲面ベクトル算出手段29は、制御対象となった曲面41に属するポリゴン43について、ポリゴン43の法線方向を向きとし、ポリゴン43の面積を大きさとする曲面ベクトル53を算出する。詳細は、図8の説明にて後述する。   The curved surface vector calculating unit 29 calculates a curved surface vector 53 having the normal direction of the polygon 43 as the direction and the area of the polygon 43 as the size of the polygon 43 belonging to the curved surface 41 to be controlled. Details will be described later with reference to FIG.

工具軸姿勢決定手段31は、曲面ベクトル53の総和を工具軸姿勢ベクトル55とし、工具軸姿勢ベクトル55の向きを工具軸姿勢と決定する。詳細は、図9の説明にて後述する。   The tool axis posture determining means 31 sets the sum of the curved surface vectors 53 as the tool axis posture vector 55 and determines the direction of the tool axis posture vector 55 as the tool axis posture. Details will be described later with reference to FIG.

ツーリング決定手段33は、決定された工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、工具・ホルダ情報データベース37を参照し、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定する。詳細は、図11、図12、図13の説明にて後述する。   The tooling determination means 33 performs an interference simulation based on the determined tool axis posture, refers to the tool / holder information database 37, and determines tooling so that the minimum tool protrusion is achieved in a range where no interference occurs. Details will be described later with reference to FIGS. 11, 12, and 13.

工具軸姿勢情報、ツーリング情報の出力手段35は、工具軸姿勢情報、ツーリング情報39を出力する。データの出力は、表示部13を介してディスプレイ装置に表示しても良い。また、適当なファイル形式によるファイルに出力しても良い。また、ネットワーク19を介して、他のコンピュータにデータの送信を行っても良い。   The tool axis posture information / tooling information output means 35 outputs tool axis posture information and tooling information 39. The data output may be displayed on the display device via the display unit 13. Moreover, you may output to the file by a suitable file format. Further, data may be transmitted to another computer via the network 19.

工具・ホルダ情報データベース37は、例えば、工具径、工具先端半径、ホルダ径等を保持する。   The tool / holder information database 37 holds, for example, a tool diameter, a tool tip radius, a holder diameter, and the like.

次に、図3から図13を参照しながら、工具軸姿勢決定装置1の動作の詳細について説明する。   Next, details of the operation of the tool axis posture determining apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 13.

図3、図7、図10は、工具軸姿勢決定装置1の処理手順を示すフローチャートである。
図4は、曲面分割処理を示す模式図である。
図5は、球状包含体49の模式図である。
図6は、制御対象曲面決定処理を示す模式図である。
図8は、曲面ベクトル53の模式図である。
図9は、工具軸姿勢ベクトル55の模式図である。
図11、図12、図13は、干渉シミュレーションの模式図である。
3, 7, and 10 are flowcharts illustrating the processing procedure of the tool axis posture determining apparatus 1.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the curved surface dividing process.
FIG. 5 is a schematic diagram of the spherical inclusion body 49.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a control target curved surface determination process.
FIG. 8 is a schematic diagram of the curved surface vector 53.
FIG. 9 is a schematic diagram of the tool axis posture vector 55.
11, 12, and 13 are schematic diagrams of interference simulation.

図3に示すように、制御部3は、曲面形状情報を入力する(ステップ101)。ここで、曲面形状情報は、複数の曲面が含まれているとする。これは、一般的な金型は形状表現の自由度を高めるために複数の曲面で構成されているからである。   As shown in FIG. 3, the control unit 3 inputs curved surface shape information (step 101). Here, it is assumed that the curved surface shape information includes a plurality of curved surfaces. This is because a general mold is composed of a plurality of curved surfaces in order to increase the degree of freedom of shape expression.

次に、制御部3は、入力された全ての曲面41をポリゴン43に分割する(ステップ102)。   Next, the control unit 3 divides all the input curved surfaces 41 into polygons 43 (step 102).

図4は、4つの曲面41a〜41dをポリゴン43に分割する例となっている。制御部3は、例えば、誤差が指定した閾値以内となるまで、曲面41を分割するポリゴン43を増やしていく。誤差とは、元の曲面とポリゴン43との距離であり、ポリゴン43を増やしていくことで、誤差は小さくなっていく。一般に、形状が複雑になれば、同じ閾値であっても、ポリゴン43の数が増える。   FIG. 4 shows an example in which four curved surfaces 41 a to 41 d are divided into polygons 43. For example, the control unit 3 increases the number of polygons 43 that divide the curved surface 41 until the error falls within a specified threshold value. The error is the distance between the original curved surface and the polygon 43. As the number of polygons 43 increases, the error decreases. In general, if the shape becomes complicated, the number of polygons 43 increases even with the same threshold value.

次に、制御部3は、工具経路情報を入力する(ステップ103)。   Next, the control unit 3 inputs tool path information (step 103).

次に、制御部3は、工具先端を含む球状包含体49を生成する(ステップ104)。   Next, the control part 3 produces | generates the spherical inclusion body 49 containing a tool front-end | tip (step 104).

図5に示すように、工具45の先端を含むように球状包含体49を生成する。球状包含体49の半径Rは、工具最大半径Rt(=Dt/2)より大きく、ホルダ最大半径Rh(=Dh/2)より小さい範囲で設定する。尚、工具先端が球状となっているボールエンドミルの場合、工具最大半径Rtは、工具先端半径rと等しい。   As shown in FIG. 5, a spherical inclusion body 49 is generated so as to include the tip of the tool 45. The radius R of the spherical inclusion 49 is set in a range larger than the tool maximum radius Rt (= Dt / 2) and smaller than the holder maximum radius Rh (= Dh / 2). In the case of a ball end mill having a spherical tool tip, the tool maximum radius Rt is equal to the tool tip radius r.

次に、制御部3は、球状包含体49を工具経路51の開始位置に設定する(ステップ105)。   Next, the control unit 3 sets the spherical inclusion body 49 to the starting position of the tool path 51 (step 105).

図6の最初の図に示すように、曲面41上に工具経路51が決められる。そして、制御部3は、球状包含体49を工具経路51の開始位置に設定する。   A tool path 51 is determined on the curved surface 41 as shown in the first drawing of FIG. Then, the control unit 3 sets the spherical inclusion body 49 at the start position of the tool path 51.

次に、制御部3は、球状包含体49とポリゴン43が干渉するか確認する(ステップ106)。
干渉する場合、制御部3は、干渉するポリゴン43にフラグを設定し(ステップ107)、ステップ108に進む。
干渉しない場合、ステップ108に進む。
Next, the control unit 3 confirms whether the spherical inclusion body 49 and the polygon 43 interfere (step 106).
If there is interference, the control unit 3 sets a flag for the interfering polygon 43 (step 107), and proceeds to step 108.
If there is no interference, go to Step 108.

次に、制御部3は、球状包含体49を工具経路51に沿って微小区間だけ進める(ステップ108)。   Next, the control unit 3 advances the spherical inclusion 49 along the tool path 51 by a minute interval (step 108).

図6の二番目の図は、球状包含体49が工具経路51に沿って移動する様子を示している。全てのポリゴン43と球状包含体49が干渉するか確認するため、制御部3は、微小区間だけ球状包含体49を進めて、干渉チェックをする。   The second diagram of FIG. 6 shows how the spherical inclusion 49 moves along the tool path 51. In order to check whether all the polygons 43 and the spherical inclusions 49 interfere with each other, the control unit 3 advances the spherical inclusions 49 by a minute interval and performs an interference check.

次に、制御部3は、工具経路51の終了位置に到達したか確認する(ステップ109)。
終了位置に到達していない場合、ステップ106から繰り返す。
終了位置に到達している場合、図7に示すステップ110に進む。
Next, the control unit 3 confirms whether or not the end position of the tool path 51 has been reached (step 109).
If the end position has not been reached, the process is repeated from step 106.
If the end position has been reached, the process proceeds to step 110 shown in FIG.

図6の三番目の図は、曲面上の塗り潰された部分が球状包含体に干渉したポリゴン42であり、曲面41c、41dにはフラグが設定されたポリゴン43が含まれており、曲面41a、41bにはフラグが設定されたポリゴン43が含まれていないことを示している。すなわち、制御対象曲面は、曲面41c、41dの二つとなる。   The third diagram in FIG. 6 shows a polygon 42 in which a filled portion on a curved surface interferes with a spherical inclusion, and the curved surfaces 41c and 41d include a polygon 43 with a flag set. 41b indicates that the polygon 43 with the flag set is not included. That is, the control target curved surfaces are two curved surfaces 41c and 41d.

尚、ステップ104から109の処理を行わず、入力部11を介して任意の曲面41を指定することにより、制御対象曲面を決定しても良い。干渉する可能性のある場所が予測できる場合、ステップ104から109の処理を行わないことで、処理を簡略化することができる。   Note that the control target curved surface may be determined by designating an arbitrary curved surface 41 via the input unit 11 without performing the processing of steps 104 to 109. If a place where there is a possibility of interference can be predicted, the processing can be simplified by not performing the processing of steps 104 to 109.

次に、図7に示すように、制御部3は、フラグが設定されたポリゴン43を少なくとも1つ含む曲面41を全て抽出する(ステップ110)。   Next, as shown in FIG. 7, the control unit 3 extracts all the curved surfaces 41 including at least one polygon 43 for which a flag is set (step 110).

次に、制御部3は、曲面ベクトル53の総和を格納する領域を初期化する(ステップ111)。曲面ベクトル53の総和を格納する領域は、3次元ベクトルのX成分、Y成分、Z成分を保持する。   Next, the control unit 3 initializes an area for storing the total sum of the curved surface vectors 53 (step 111). The area for storing the sum total of the curved surface vector 53 holds the X component, Y component, and Z component of the three-dimensional vector.

次に、制御部3は、抽出した曲面41に属するポリゴン43を決定する(ステップ112)。例えば、ポリゴン43に曲面41と紐付ける情報とともに識別IDを付しておき、識別IDの順番で決定していく。   Next, the control unit 3 determines a polygon 43 belonging to the extracted curved surface 41 (step 112). For example, an identification ID is attached to the polygon 43 together with information associated with the curved surface 41, and is determined in the order of the identification ID.

次に、制御部3は、決定したポリゴン43の曲面ベクトル53を算出する(ステップ113)。   Next, the control unit 3 calculates the curved surface vector 53 of the determined polygon 43 (step 113).

図8は、一部のポリゴン43を抽出し、曲面ベクトル53を図示したものである。曲面ベクトル53は、対象とするポリゴン43の単位法線ベクトルと、対象とするポリゴン43の面積との積である。すなわち、曲面ベクトル53は、向きがポリゴン43の法線方向、大きさがポリゴン43の面積の3次元ベクトルである。   FIG. 8 shows a curved surface vector 53 extracted from some polygons 43. The curved surface vector 53 is the product of the unit normal vector of the target polygon 43 and the area of the target polygon 43. That is, the curved surface vector 53 is a three-dimensional vector whose direction is the normal direction of the polygon 43 and whose size is the area of the polygon 43.

次に、制御部3は、曲面ベクトル53の総和を格納する領域に加算する(ステップ114)。すなわち、曲面ベクトル53の総和を格納する領域の値と曲面ベクトル53の値を加算した値が、新たに曲面ベクトル53の総和を格納する領域に保持される。   Next, the control unit 3 adds the total sum of the curved surface vectors 53 to the area for storing (step 114). That is, a value obtained by adding the value of the area for storing the total sum of the curved surface vectors 53 and the value of the curved surface vector 53 is held in the area for newly storing the total sum of the curved surface vectors 53.

次に、制御部3は、抽出した曲面41に属する全てのポリゴン43について処理が終了したか確認する(ステップ115)。
全てのポリゴン43について処理が終了していない場合、ステップ112から繰り返す。
全てのポリゴン43について処理が終了している場合、ステップ116に進む。
尚、曲面ベクトル53の総和は、抽出した曲面41に属する全てのポリゴン43とするが、ステップ107でフラグ付けされたポリゴン43の曲面ベクトル53の総和でも良い。
Next, the control unit 3 confirms whether the processing has been completed for all the polygons 43 belonging to the extracted curved surface 41 (step 115).
If the processing has not been completed for all the polygons 43, the processing is repeated from step 112.
If all polygons 43 have been processed, the process proceeds to step 116.
The total sum of the curved surface vectors 53 is all the polygons 43 belonging to the extracted curved surface 41, but may be the total sum of the curved surface vectors 53 of the polygons 43 flagged in step 107.

次に、制御部3は、曲面ベクトル53の総和を工具軸姿勢ベクトル55に決定する(ステップ116)。   Next, the controller 3 determines the sum of the curved surface vectors 53 as the tool axis posture vector 55 (step 116).

図9は、曲面ベクトル53と、曲面ベクトル53の総和となる工具軸姿勢ベクトル55を2次元で図示したものである。工具軸姿勢ベクトル55の向きは、工具経路51の全体を通して干渉が起こりにくい安全な方向であることが分かる。更に、工具軸姿勢ベクトル55の向きは、干渉余裕が偏っておらず剛性を確保しやすい方向であることが分かる。
尚、工具軸姿勢ベクトル55の大きさは、工具の干渉が起こりにくい安全性の指標となり得る。つまり、大きさが大きいほど安全であるという判断が可能である。
FIG. 9 is a two-dimensional illustration of the curved surface vector 53 and the tool axis posture vector 55 that is the sum of the curved surface vectors 53. It can be seen that the direction of the tool axis posture vector 55 is a safe direction in which interference does not easily occur throughout the tool path 51. Further, it can be seen that the direction of the tool axis posture vector 55 is a direction in which the interference margin is not biased and the rigidity is easily secured.
The size of the tool axis posture vector 55 can be a safety indicator that is unlikely to cause tool interference. That is, it can be determined that the larger the size, the safer.

次に、図10に示すように、制御部3は、仮想ホルダ59を生成する(ステップ117)。   Next, as shown in FIG. 10, the control unit 3 generates a virtual holder 59 (step 117).

仮想ホルダ59の初期形状は、例えば、工具45の切れ刃57以外の部分とホルダ47の最大直径を包含する大きさである。この形状であれば、工具45の突き出し量は最小となり、剛性の高いツーリングとなる。   The initial shape of the virtual holder 59 is, for example, a size that includes the portion other than the cutting edge 57 of the tool 45 and the maximum diameter of the holder 47. With this shape, the protruding amount of the tool 45 is minimized and the tooling is highly rigid.

次に、制御部3は、仮想ホルダ59を工具経路51の開始位置に設定する(ステップ118)。   Next, the control unit 3 sets the virtual holder 59 to the start position of the tool path 51 (step 118).

図11では、仮想ホルダ59が工具経路51の開始位置に設定されている。工具軸姿勢は、ステップ116で決定した工具軸姿勢ベクトル55の向きに従い、工具経路51の終了位置まで同じ向きを保つ。   In FIG. 11, the virtual holder 59 is set at the start position of the tool path 51. The tool axis posture maintains the same direction up to the end position of the tool path 51 according to the direction of the tool axis posture vector 55 determined in step 116.

次に、制御部3は、仮想ホルダ59と曲面41が干渉するか確認する(ステップ119)。
干渉する場合、仮想ホルダ59の干渉する部分を削除し(ステップ120)、ステップ121に進む。
干渉しない場合、ステップ121に進む。
Next, the control unit 3 confirms whether the virtual holder 59 and the curved surface 41 interfere (step 119).
If there is interference, the interfering portion of the virtual holder 59 is deleted (step 120) and the process proceeds to step 121.
If there is no interference, the process proceeds to step 121.

図12は、仮想ホルダ59と曲面41の干渉を図示している。干渉部分は、集合演算によって算出され、干渉部分を除いた形状が、新たな仮想ホルダ59の形状として保持される。   FIG. 12 illustrates the interference between the virtual holder 59 and the curved surface 41. The interference part is calculated by a set operation, and the shape excluding the interference part is held as a new virtual holder 59 shape.

次に、制御部3は、工具経路51の終了位置に到達したか確認する(ステップ121)。
終了位置に到達していない場合、ステップ119から繰り返す。
終了位置に到達している場合、ステップ122に進む。
Next, the control unit 3 confirms whether or not the end position of the tool path 51 has been reached (step 121).
If the end position has not been reached, the process is repeated from step 119.
If the end position has been reached, the process proceeds to step 122.

次に、制御部3は、削除されずに残った仮想ホルダ59の形状を基に、最小の工具突き出し量となるツーリングを決定する(ステップ122)。   Next, the control unit 3 determines the tooling that provides the minimum tool protrusion amount based on the shape of the virtual holder 59 that remains without being deleted (step 122).

図13では、仮想ホルダ59が工具経路51の終了位置に到達している。仮想ホルダ59の形状は、干渉があるごとに干渉部分が削除されていることから、残った形状に含まれるようなツーリングは、曲面41と干渉することはない。従って、容易に干渉しないツーリングを決定できる。更に、最小の工具突き出し量となるようにツーリングを決定することで、剛性の高いツーリングを決定できる。   In FIG. 13, the virtual holder 59 has reached the end position of the tool path 51. The shape of the virtual holder 59 is such that the interference part is deleted every time there is interference, so that the tooling included in the remaining shape does not interfere with the curved surface 41. Therefore, a tooling that does not easily interfere can be determined. Furthermore, by determining the tooling so that the minimum tool protrusion amount is obtained, it is possible to determine a tooling with high rigidity.

以上、詳細に説明したように、本発明の実施の形態によれば、曲面41をポリゴン43に分割し、工具先端を含む球状包含体49を工具経路51に沿って移動させて干渉を検知することで制御対象曲面を決定し、制御対象曲面に含まれるポリゴン43の曲面ベクトル53の総和を算出し、工具軸姿勢ベクトル55と決定する。
更に、工具軸姿勢ベクトル55の向きを工具軸姿勢とし、干渉シミュレーションを行うことによって、干渉しない範囲で最小の工具突き出し量となるようにツーリングを決定する。
As described above in detail, according to the embodiment of the present invention, the curved surface 41 is divided into polygons 43, and the spherical inclusion body 49 including the tool tip is moved along the tool path 51 to detect interference. Thus, the control target curved surface is determined, the sum of the curved surface vectors 53 of the polygons 43 included in the control target curved surface is calculated, and the tool axis posture vector 55 is determined.
Further, the tool axis orientation 55 is set as the tool axis orientation, and the interference simulation is performed to determine the tooling so that the minimum tool protrusion amount is obtained in the range where no interference occurs.

本発明の実施の形態によって、ツーリングを決定する前に、工具経路51の全体を通して干渉が起こりにくい安全な工具軸姿勢、かつ干渉余裕が偏っておらず剛性を確保しやすい工具軸姿勢を決定できる。
更に、干渉が起こりにくく、剛性を確保するために最適な工具軸姿勢を事前に決定することで、干渉が発生しない、かつ剛性の高いツーリングを決定できる。
更に、工具軸姿勢を決定した後にツーリングを決定すると、干渉シミュレーションは1回で済むため、ツーリング決定の処理が大幅に簡略化される。
そして、剛性の高いツーリングを決定することで、工具の送り速度を上げても工具破損等の心配がないため、切削効率が向上する。また、剛性の高いツーリングを決定することで、加工時に生じるびびりを抑制することができ、切削面の品質が向上する。
According to the embodiment of the present invention, it is possible to determine a safe tool axis posture in which interference does not easily occur through the entire tool path 51 and a tool axis posture in which the interference margin is not biased and the rigidity is easily secured before the tooling is determined. .
Furthermore, interference is unlikely to occur, and by determining an optimum tool axis posture in order to ensure rigidity, it is possible to determine tooling that does not cause interference and has high rigidity.
Furthermore, if tooling is determined after determining the tool axis attitude, the interference simulation is performed once, so that the tooling determination process is greatly simplified.
And by determining a tooling with high rigidity, there is no worry of tool breakage even if the feed rate of the tool is increased, and thus the cutting efficiency is improved. Further, by determining a tooling having high rigidity, chatter occurring during machining can be suppressed, and the quality of the cutting surface is improved.

尚、ツーリング決定の処理は、本発明の実施の形態に限定されない。工具軸姿勢を固定して干渉が発生しないツーリングを決定する仕組みは、既にいくつか知られている。ツーリング決定の処理は、工具軸姿勢を固定した上で、干渉が発生しない範囲で最小の工具突き出し量となるツーリングを決定できれば良い。   The tooling determination process is not limited to the embodiment of the present invention. Several mechanisms have already been known for determining tooling in which the tool axis posture is fixed and interference does not occur. The tooling determination process is not limited as long as the tool axis posture is fixed and the tooling that provides the minimum tool protrusion amount within a range where no interference occurs can be determined.

また、図3、図7、図10に示す処理を行うプログラムは、CD−ROM等の記録媒体に保持させて流通させても良いし、通信回線を介して送受信することもできる。   Also, the program for performing the processing shown in FIGS. 3, 7, and 10 may be distributed on a recording medium such as a CD-ROM, or may be transmitted / received via a communication line.

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る工具軸姿勢決定装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the tool axis posture determination device and the like according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.

工具軸姿勢決定装置1を実現するコンピュータのハードウェア構成図Hardware configuration diagram of a computer for realizing the tool axis posture determining device 1 工具軸姿勢決定装置1の概略構成図Schematic configuration diagram of the tool axis posture determination device 1 工具軸姿勢決定装置1の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the tool axis attitude | position determination apparatus 1. 曲面分割処理を示す模式図Schematic diagram showing curved surface division processing 球状包含体49の模式図Schematic diagram of spherical inclusion 49 制御対象曲面決定処理を示す模式図Schematic diagram showing the controlled surface determination process 工具軸姿勢決定装置1の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the tool axis attitude | position determination apparatus 1. 曲面ベクトル53の模式図Schematic diagram of curved surface vector 53 工具軸姿勢ベクトル55の模式図Schematic diagram of tool axis attitude vector 55 工具軸姿勢決定装置1の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the tool axis attitude | position determination apparatus 1. 干渉シミュレーションの模式図Schematic diagram of interference simulation 干渉シミュレーションの模式図Schematic diagram of interference simulation 干渉シミュレーションの模式図Schematic diagram of interference simulation ホルダ47と曲面41の干渉を表した模式図Schematic diagram showing interference between holder 47 and curved surface 41 干渉回避後の工具軸姿勢を表した模式図Schematic representation of tool axis posture after interference avoidance 剛性を確保しやすい工具軸姿勢の模式図Schematic diagram of the tool axis posture that makes it easy to ensure rigidity

符号の説明Explanation of symbols

1………工具軸姿勢決定装置
3………制御部
5………記憶部
7………メディア入出力部
9………通信制御部
11………入力部
13………表示部
15………周辺機器I/F部
17………バス
19………ネットワーク
41………曲面
42………球状包含体に干渉したポリゴン
43………ポリゴン
45………工具
47………ホルダ
49………球状包含体
51………工具経路
53………曲面ベクトル
55………工具軸姿勢ベクトル
57………切れ刃
59………仮想ホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......... Tool axis attitude | position determination apparatus 3 ......... Control part 5 ......... Storage part 7 ......... Media input / output part 9 ......... Communication control part 11 ......... Input part 13 ......... Display part 15 ... ...... Peripheral device I / F section 17 ......... Bus 19 ......... Network 41 ......... Curved surface 42 ......... Polygon 43 that interferes with spherical inclusion 43 ......... Polygon 45 ......... Tool 47 ......... Holder 49 ......... Spherical inclusion 51 ......... Tool path 53 ......... Curved surface vector 55 ......... Tool axis orientation vector 57 ......... Cutting edge 59 ......... Virtual holder

Claims (5)

被削材の切削表面を表す曲面を複数のポリゴンに分割する曲面分割手段と、
工具・ホルダ情報と工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近する前記ポリゴンを検出して、工具軸姿勢の制御対象となる前記曲面を決定する制御対象曲面決定手段と、
前記制御対象曲面決定手段によって決定した前記曲面に属する前記ポリゴンについて、前記ポリゴンの法線方向を向きとし、前記ポリゴンの面積に応じた大きさの曲面ベクトルを算出する曲面ベクトル算出手段と、
前記曲面ベクトル算出手段によって算出した前記曲面ベクトルの総和を工具軸姿勢ベクトルとし、前記工具軸姿勢ベクトルの向きを前記工具軸姿勢と決定する工具軸姿勢決定手段と、
前記工具軸姿勢決定手段によって決定した前記工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定するツーリング決定手段と、
を具備することを特徴とする工具軸姿勢決定装置。
Curved surface dividing means for dividing the curved surface representing the cutting surface of the work material into a plurality of polygons;
Control target curved surface determining means for detecting the polygon approaching the tool / holder based on the tool / holder information and the tool path information, and determining the curved surface to be controlled of the tool axis posture;
A curved surface vector calculating means for calculating a curved surface vector having a size corresponding to an area of the polygon with respect to the polygon belonging to the curved surface determined by the controlled surface determining means;
Tool axis posture determining means for determining the sum of the curved surface vectors calculated by the curved surface vector calculating means as a tool axis posture vector and determining the direction of the tool axis posture vector as the tool axis posture;
Tooling determining means for performing an interference simulation based on the tool axis attitude determined by the tool axis attitude determining means, and determining tooling so as to provide a minimum tool protrusion within a range in which no interference occurs;
A tool axis attitude determination device comprising:
前記制御対象曲面決定手段は、入力部を介して任意の前記曲面を指定するものであることを特徴とする請求項1に記載の工具軸姿勢決定装置。   The tool axis attitude determination apparatus according to claim 1, wherein the control target curved surface determination means specifies an arbitrary curved surface via an input unit. 被削材の切削表面を表す曲面を複数のポリゴンに分割するステップと、
工具・ホルダ情報と工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近する前記ポリゴンを検出して、工具軸姿勢の制御対象となる前記曲面を決定するステップと、
制御対象となる前記曲面を決定するステップによって決定した前記曲面に属する前記ポリゴンについて、前記ポリゴンの法線方向を向きとし、前記ポリゴンの面積に応じた大きさの曲面ベクトルを算出するステップと、
前記曲面ベクトルを算出するステップによって算出した前記曲面ベクトルの総和を工具軸姿勢ベクトルとし、前記工具軸姿勢ベクトルの向きを前記工具軸姿勢と決定するステップと、
前記工具軸姿勢を決定するステップによって決定した前記工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定するステップと、
を含むことを特徴とする工具軸姿勢決定方法。
Dividing the curved surface representing the cutting surface of the work material into a plurality of polygons;
Detecting the polygon approaching the tool / holder based on the tool / holder information and the tool path information, and determining the curved surface to be controlled by the tool axis posture;
For the polygon belonging to the curved surface determined by the step of determining the curved surface to be controlled, the normal direction of the polygon is oriented, and a curved surface vector having a size corresponding to the area of the polygon is calculated;
Determining the sum of the curved surface vectors calculated by calculating the curved surface vector as a tool axis posture vector, and determining the direction of the tool axis posture vector as the tool axis posture;
Performing an interference simulation with the tool axis attitude determined by the step of determining the tool axis attitude, and determining tooling so as to provide a minimum tool protrusion within a range in which no interference occurs;
A tool axis posture determination method comprising:
制御対象となる前記曲面を決定するステップは、入力部を介して任意の前記曲面を指定するものであることを特徴とする請求項3に記載の工具軸姿勢決定方法。 The method for determining a tool axis posture according to claim 3 , wherein the step of determining the curved surface to be controlled is to designate an arbitrary curved surface via an input unit. コンピュータを
被削材の切削表面を表す曲面を複数のポリゴンに分割する曲面分割手段と、
工具・ホルダ情報と工具経路情報を基に、工具・ホルダと接近する前記ポリゴンを検出して、工具軸姿勢の制御対象となる前記曲面を決定する制御対象曲面決定手段と、
前記制御対象曲面決定手段によって決定した前記曲面に属する前記ポリゴンについて、前記ポリゴンの法線方向を向きとし、前記ポリゴンの面積に応じた大きさの曲面ベクトルを算出する曲面ベクトル算出手段と、
前記曲面ベクトル算出手段によって算出した前記曲面ベクトルの総和を工具軸姿勢ベクトルとし、前記工具軸姿勢ベクトルの向きを前記工具軸姿勢と決定する工具軸姿勢決定手段と、
前記工具軸姿勢決定手段によって決定した前記工具軸姿勢によって干渉シミュレーションを行い、干渉しない範囲で最小の工具突き出しとなるようにツーリングを決定するツーリング決定手段と、
して機能させるためのプログラム。
The computer,
Curved surface dividing means for dividing the curved surface representing the cutting surface of the work material into a plurality of polygons;
Control target curved surface determining means for detecting the polygon approaching the tool / holder based on the tool / holder information and the tool path information, and determining the curved surface to be controlled of the tool axis posture;
A curved surface vector calculating means for calculating a curved surface vector having a size corresponding to an area of the polygon with respect to the polygon belonging to the curved surface determined by the controlled surface determining means;
Tool axis posture determining means for determining the sum of the curved surface vectors calculated by the curved surface vector calculating means as a tool axis posture vector and determining the direction of the tool axis posture vector as the tool axis posture;
Tooling determining means for performing an interference simulation based on the tool axis attitude determined by the tool axis attitude determining means, and determining tooling so as to provide a minimum tool protrusion within a range in which no interference occurs;
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