JP5314560B2 - 加工シミュレーション装置、加工シミュレーション方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Description
加工残りの検出にあたっては、図12(a)に示すように、製品形状と加工形状をZmapで表現し、製品形状のZmap91と加工形状のZmap93の差分より加工残り95を算出する。
また、Zmap法を用いた計算では、精度を向上させても、勾配が急峻な形状に対してはZmap点列のZ方向間隔が広がり、実際の加工形状とZmapの誤差が大きくなる問題が依然残る。
しかし、予め工具経路全体の掃引形状を生成した後に加工形状を一括で生成するため、逐次の工具移動に伴った加工形状が生成できない。このため、掃引形状を用いることで、加工残りが生じる原因となる経路途中の加工点を同定することができない。
また、自由曲面を分割して初期に生成する三角面などの平面形状の大きさを所定値以下とすることで、加工残りの計算に用いる検出球を製品形状の自由曲面上に十分な密度で生成できる。従って、製品形状の平坦部や急勾配部に影響されることがなく、計算点の抜けがない緻密な加工残りを算出できる。
さらに、製品形状の自由曲面が属する3次元領域を区画し、干渉計算に関与しない区画の干渉計算を事前に排除し、所定の区画のみ干渉計算を行うことで、計算量を削減して処理時間を短縮することができる。
加えて、加工残りが生じる箇所が球体と対応する平面形状により同定でき、これにより、加工残りが生じる箇所とその厚さを視覚的にわかりやすく瞬時に表示することもできる。
また、自由曲面を分割して初期に生成する三角面などの平面形状の大きさを所定値以下とすることで、加工残りの計算に用いる検出球を製品形状の自由曲面上に十分な密度で生成できる。従って、製品形状の平坦部や急勾配部に影響されることがなく、計算点の抜けがない緻密な加工残りを算出できる。
さらに、製品形状の自由曲面が属する3次元領域を区画し、干渉計算に関与しない区画の干渉計算を事前に排除し、所定の区画のみ干渉計算を行うことで、計算量を削減して処理時間を短縮することができる。
加えて、加工残りが生じる箇所が球体と対応する平面形状により同定でき、これにより、加工残りが生じる箇所とその厚さを視覚的にわかりやすく瞬時に表示することもできる。
さらに、生成した各点を用いて網目状に三角面33を構成し、各三角面33の重心35と製品形状31の自由曲面との距離を、重心35から三角面33の法線方向に延び、製品形状31の自由曲面に達する線分の長さとして算出する。これを製品形状31の自由曲面と三角面33の誤差37とする。
この誤差37が所定の許容値を超える三角面33については、例えば三角面33の最大長さの辺の中点から三角面33の法線方向に線分を延ばし、当該線分と製品形状31の自由曲面との交点で自由曲面上に新たに点を追加し、これを1つの頂点として新たな三角面33を再帰的に生成するなどして、製品形状31の自由曲面と三角面33の誤差37が許容値以下となるようにする。
また、新たな三角面33を生成する方法も、上記したものに限ることはなく、例えば三角面33の重心から法線方向に線分を延ばし、当該線分と製品形状31の自由曲面との交点で自由曲面上に新たに点を追加し、これを1つの頂点として新たな三角面33を生成するなどしてもよい。
さらに、誤差37についても、上記の算出方法に限ることはない。
その後、図6に示すように、三角面33の重心を検出点41とし、検出点41を中心として所定の検出球半径43を有する初期の検出球39を生成し、検出球データの各検出球39を、三角多面体データの、当該検出球39と対応する三角面33と紐付けて記憶する。
検出球39の検出球半径45は、例えば加工シミュレーションに用いる工具の大きさにより定めることができ、エンドミルの場合、先端部の工具径の2倍から5倍程度を適正な値とすることができる。
また、加工時の工具のたわみによる削りすぎ等を考慮して製品形状の安全側にオフセットする加工残し代を設定する場合は、その残し代を初期の検出球39の検出球半径45とすることもできる。
このような工具47と検出球39の干渉判定と、干渉がある場合の検出球39の更新処理は、工具経路49の全体に沿って工具47を移動しながら行う。この干渉計算では、製品形状31の自由曲面が属する3次元領域を、図9に示すような区画53に区画し、干渉計算に関与しない区画53の検出球39の干渉計算を事前に排除し、所定の区画(干渉計算対象区画55)のみ干渉計算を行うことで、計算量を削減して処理時間を短縮することができる。
また、図10(b)に示すように、加工残りに従って色分けした検出球39を対応する三角面33に重ね合わせ、製品形状31の自由曲面とともに表示してもよい。このとき、各検出球39の包絡面は、製品形状31に加工残りを含めた工具47による加工後の形状を近似的に表すものとなる。
また、自由曲面を分割して初期に生成する三角面33の大きさを所定値以下とすることで、加工残りの計算に用いる検出球39を製品形状31の自由曲面上に十分な密度で生成できる。従って、製品形状31の平坦部や急勾配部に影響されることがなく、計算点の抜けがない緻密な加工残りを算出できる。
さらに、製品形状31の自由曲面が属する3次元領域を複数の区画53に区画し、干渉計算に関与しない区画53の干渉計算を事前に排除し、所定の区画のみ干渉計算を行うことで、計算量を削減して処理時間を短縮することができる。
加えて、加工残りが生じる箇所が検出球39と対応する三角面33により同定でき、これにより、加工残りが生じる箇所とその厚さを視覚的にわかりやすく瞬時に表示することもできる。
3………制御部
5………表示部
9………記憶部
19………三角多面体生成部
21………検出球生成部
23………加工シミュレーション部
25………加工残り表示部
27………製品形状DB
29………工具経路DB
30………工具形状DB
31………製品形状
33………三角面
35………重心
37………誤差
39………検出球
41………検出点
43………検出球半径
47………工具
49………工具経路
53………区画
55………干渉計算対象区画
Claims (18)
- 自由曲面を含む製品形状を示す製品形状データと、前記自由曲面を加工する工具の工具形状を示す工具形状データと、前記自由曲面を加工する前記工具の移動経路を示す工具経路データとを記憶する記憶手段と、
前記製品形状データを用いて、前記自由曲面を複数の平面形状に分割する多面体生成手段と、
前記自由曲面を分割した平面形状上の点を中心として球体を生成する球体生成手段と、
前記工具形状データと前記工具経路データを用いて、工具を工具経路上で移動させて前記工具と前記球体が重なった場合には前記球体の大きさを前記球体と前記工具が接するまで小さくする加工シミュレーションを行う加工シミュレーション手段と、
を具備することを特徴とする加工シミュレーション装置。 - 前記球体の大きさを用いて、加工シミュレーション後の加工残りを表示する加工残り表示手段を更に具備することを特徴とする請求項1記載の加工シミュレーション装置。
- 前記平面形状は三角形であり、前記平面形状上の点は前記三角形の重心であることを特徴とする請求項1記載の加工シミュレーション装置。
- 前記多面体生成手段は、前記平面形状と前記自由曲面との距離が所定の大きさより小さくなるように前記自由曲面を分割することを特徴とする請求項1記載の加工シミュレーション装置。
- 前記球体生成手段は、前記平面形状が所定の大きさより小さくなるように前記自由曲面を分割した後、前記球体を生成することを特徴とする請求項1記載の加工シミュレーション装置。
- 前記加工シミュレーション手段は、前記自由曲面の位置する3次元領域を複数の区画に分割し、前記自由曲面の位置する所定の区画において、前記工具と前記球体が重なった場合には前記球体の大きさを前記球体と前記工具が接するまで小さくすることを特徴とする請求項1記載の加工シミュレーション装置。
- 前記加工残り表示手段は、前記球体の大きさに応じて前記球体に対応する前記平面形状を色分けすることで加工残りを表示することを特徴とする請求項2記載の加工シミュレーション装置。
- 前記加工残り表示手段は、前記球体を表示することで、加工残りを表示することを特徴とする請求項2記載の加工シミュレーション装置。
- 制御部と、自由曲面を含む製品形状を示す製品形状データと、前記自由曲面を加工する工具の工具形状を示す工具形状データと、前記自由曲面を加工する前記工具の移動経路を示す工具経路データとを記憶する記憶部とを有する加工シミュレーション装置を用いた加工シミュレーション方法であって、
前記制御部が、前記製品形状データを用いて、前記自由曲面を複数の平面形状に分割する多面体生成工程と、
前記制御部が、前記自由曲面を分割した平面形状上の点を中心として球体を生成する球体生成工程と、
前記制御部が、前記工具形状データと前記工具経路データを用いて、工具を工具経路上で移動させて前記工具と前記球体が重なった場合には前記球体の大きさを前記球体と前記工具が接するまで小さくする加工シミュレーションを行う加工シミュレーション工程と、
を具備することを特徴とする加工シミュレーション方法。 - 制御部が、前記球体の大きさを用いて、加工シミュレーション後の加工残りを表示する加工残り表示工程を更に具備することを特徴とする請求項9記載の加工シミュレーション方法。
- 前記平面形状は三角形であり、前記平面形状上の点は前記三角形の重心であることを特徴とする請求項9記載の加工シミュレーション方法。
- 前記多面体生成工程では、前記平面形状と前記自由曲面との距離が所定の大きさより小さくなるように前記自由曲面を分割することを特徴とする請求項9記載の加工シミュレーション方法。
- 前記球体生成工程では、前記平面形状が所定の大きさより小さくなるように前記自由曲面を分割した後、前記球体を生成することを特徴とする請求項9記載の加工シミュレーション方法。
- 前記加工シミュレーション工程では、前記自由曲面の位置する3次元領域を複数の区画に分割し、前記自由曲面の位置する所定の区画において、前記工具と前記球体が重なった場合には前記球体の大きさを前記球体と前記工具が接するまで小さくすることを特徴とする請求項9記載の加工シミュレーション方法。
- 前記加工残り表示工程では、前記球体の大きさに応じて前記球体に対応する前記平面形状を色分けすることで加工残りを表示することを特徴とする請求項10記載の加工シミュレーション方法。
- 前記加工残り表示工程では、前記球体を表示することで、加工残りを表示することを特徴とする請求項10記載の加工シミュレーション方法。
- コンピュータを請求項1記載の加工シミュレーション装置として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを請求項1記載の加工シミュレーション装置として機能させるためのプログラムを記録した記憶媒体。
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JP2009240222A JP5314560B2 (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 加工シミュレーション装置、加工シミュレーション方法、プログラム、記録媒体 |
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JP2011086226A JP2011086226A (ja) | 2011-04-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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