JPH01116808A - オフセツトデータ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第１４図及び第１５図）Ｄ発明が解決し
ようとする問題点（第１６図及び第１７図） Ｅ問題点を解決するための手段（第１図及び第５図） Ｆ作用（第１図及び第５図） Ｇ実施例（第１図〜第１３図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明はオフセットデータ作成方法に関し１、例えばＣ
Ａ　Ｄ　（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｉｄｅｄ　ｄｅｓｉｇ
ｎ）、又はＣＡＭ　（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｉｄｅｄ　
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）などにおいて生成された
自由曲面を表すデータを用いて、当該自由曲面をもった
外形形状の製品を製作するためのオフセットデータを作
成する場合に適用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、オフセットデータ作成方法において、加工さ
れた製品に生ずる削り過ぎの絶対量を表す第１の削り過
ぎ看及びその外形形状の滑らかさを表す第２の削り過ぎ
量を検出し、これに基づいてパッチを分割してオフセッ
トデータを作成することにより、加工精度が高くかつ全
体として滑らかな外形形状の製品を得ることができる。

Ｃ従来の技術 従来、ＮＣ工作機械でなるフライス盤等においては、自
由曲面を表すデータを用いて当該自由曲面をもった外形
形状の製品を製作することができるようになされている
。

すなわちＣＡＤの手法を用いて、物体の形状をデザイン
する場合（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ）　
、一般にデザイナは、曲面が通るべき３次元空間におけ
る複数の点（以下節点と呼ぶ）を指定し、当該指定され
た複数の節点を結ぶ境界曲線網を所望のベクトル関数を
用いてコンピュータによって演算することにより、いわ
ゆるワイヤーフレームで表現された曲面を作成する。

このようにして作成された境界曲線網は、それ自体デザ
イナがデザインしようとする大まかな形状を表しており
、境界曲線を用いて所定のベクトル関数によって表現で
きる曲面を補間演算することにより、全体としてデザイ
ナがデザインした自由曲面（２次関数で規定できないも
のをいう）を生成することができる。

すなわち第１４図に示すように、Ｕ方向及びＶ方向の４
つの節点Ｐ０゜、Ｐｌ。、Ｂ３３及びＰ（１３によって
決まる共有境界ＣＯＭＩ、Ｃ０Ｍ２、Ｃ０Ｍ３及びＣ０
Ｍ４について、Ｕ方向及びＶ方向のパラメータをＵ及び
Ｖとおくと共に節点Ｐ０゜、Ｐ、。、Ｂ３２及びｐＨ３
のパラメータＵ及びＶをそれぞれ値（０，０）、（１，
０）、（Ｌ　　Ｌ）及び（０、ｌ）とおいて、次式 ％式％） で表されるように、３次のベジェ式でなるベクトル関数
Ｓ　（ｕｎ　ｖｌ　を用いて、共有境界ＣＯＭＩ、Ｃ０
Ｍ２、Ｃ０Ｍ３及びＣ０Ｍ４によって囲まれる曲面（以
下パッチと呼ぶ）を形成することができる。

ここでＥ及びＦは、シフト演算子で、Ｕ及びＶは、次式 ％式％（２） 従って入力された複数の節点を結ぶ境界曲ｗＡ網につい
て、連続するパッチＳ　（ｕｎ　Ｖｌ　を生成するよう
にすれば、パッチＳ０．０で囲まれた所望の外形形状の
自由曲面を表すデータを得ることができる。

これに対して、このようにして生成されたパッチＳ　（
Ｉｌｌ　ｖｌ　で表される外形形状の製品を、フライス
盤を用いて製作しようとする場合、第１５図に示すよう
に、Ｕ方向及びＶ方向にパッチＳ（ｇ、　ｙ）を例えば
５分割してサンプリング点Ａ０゜、ＡｏいＡ　６　ｚ、
Ａ　６２、Ａ　６４、Ａ、い・・・・・・、Ａ　ｚ　Ｏ
ｌ・・・・・・、Ａ３゜、・・・・・・、Ａ４゜、・・
・・・・、Ａ４４を得た後、フライス盤の工具の中心位
置から刃先までの距＃Ｒでなる長さの法線ベクトルＲ−
ｎをサンプリング点Ａ０゜〜Ａ　４４に立て、当該法線
ベクトルの先端位置で表される代表点Ｂ。。、ＢｏいＢ
。２、Ｂ０５、Ｂ　０４、Ｂ、。、・・・・・・、Ｂ２
゜、・・・・・・、Ｂ３゜、・・・・・・、Ｂ４゜、・
・・・・・、Ｂ、４の位置データを得る。

このようにして得られた代表点Ｂ０゜〜Ｂ　ａ　ａにつ
き、隣接する代表点間を直線で結ぶようにすれば、パッ
チＳ　（ｕｎｖｌ　で囲まれる自由曲面に対してその法
線方向に距離Ｒだけ外形形状が大きく、かつ当該自由曲
面の表面形状を直線で近似してなる直線網（以下オフセ
ット多面体と呼ぶ）を得ることができる。

従って工具の中心位置の軌跡が当該オフセット多面体上
を移動するようにすれば、工具の刃先を曲面形状のパッ
チＳ　（ｕｎ　ｗ、に近似的に沿わせて移動させること
ができ、当該オフセット多面体を表すデータ（以下オフ
セットデータと呼ぶ）に基づいてＮＣフライス盤を駆動
制御することにより、パッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ　で表さ
れる自由曲面でなる外形形状の製品を得ることができる
。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところがこのようにして得られた製品の外形形状におい
ては、パッチＳ０Ｉ　Ｉｌｌ　で囲まれた自由曲面をオ
フセット多面体を用いて直線近似して切削加工すること
から、削り過ぎの部分が生じることを避は得ない問題が
ある。

このため従来オフセットデータを作成する際には削り過
ぎ量を検出し、当該削り過ぎ量が所定値以下になるよう
にパッチＳ　ｆｕ＋　ｖｌ　の分割数を設定することに
より、実用上十分な範囲でかつ可能な限り高速度でオフ
セットデータを作成するようになされている。

すなわち第１６図に示すように、パッチＳ　（Ｉｌｌ　
ｖ）について、サンプリング点Ａ１及びＡ１＊１に対応
して代表点Ｂｔ及びＢ８．１で表されるオフセット多面
体Ｓ　ｆｕ＋　ｖｌ。、を生成する場合においては、サ
ンプリング点Ａ、及びＡ、。１のほぼ中間位置において
、サンプリング点Ａ＋及びＡ、。１を結ぶ直線Ｌ１から
パッチＳ　＋ＩＩＶ）までの距離εを用いて削り過ぎ量
を表し、当該距離εが所定値以上の場合は、サンプリン
グ点Ａ、及びＡ　１　＊　１間の距離が小さくなるよう
に、パッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ　の分割数を再設定するよ
うになされている。

ところが、このようにして削り過ぎ量を検出してパッチ
Ｓ　（ｕｎｖ）の分割数を設定するようにすると、第１
７図に示すように、曲率の小さな部分ＡＲＡＩにおいて
は、全体として滑らかな自由曲面に近似してなる外形形
状を切削加工することができるのに対し、曲率の大きな
部分ＡＲＡ２においては、表面が角張った外形形状の製
品が得られる問題があった。

すなわち、曲率が大きな曲面及び曲率が小さな曲面にお
いて、削り過ぎ量が同じような値にな、るように切削加
工すると、曲率が大きな分だけ当該部分が粗く切削加工
されるようになる。

この問題を解決する１つの方法として、当該部分の曲率
を検出し、これに基づいてパッチの分割数を設定する方
法が考えられる。

ところがこのようにすると、分割数を設定するためにサ
ンプリング点で囲まれた各微小領域について、それぞれ
曲率を算出する煩雑な作業を繰り返さなければならず、
オフセットデータの作成作業に要する時間が長くなる問
題があった。

さらに、このようにして分割数を設定すると、曲率の大
きな部分については、高い精度で切削加工することがで
きるのに対し、曲率の小さな部分については、これに比
して削り過ぎ量が大きくなる問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、加工精度
が高くかつ全体として滑らかな外形形状の製品を得るこ
とができるオフセットデータの作成方法を提案しようと
するものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、自由曲
面を形成するパッチＳ　（ｕｎ　ｖ）を分割してパッチ
Ｓ　（ｕｎ　ｖｌ上に複数のサンプリング点Ａｉ、Ａｏ
、を得、サンプリング点Ａｔ　、Ａｉ＊＋に自由曲面を
切削目標として切削加工する工具ＭＢに応じた長さＲの
法線ベクトルＲ−ｎを立て、法線ベクトルＲ−ｎで表さ
れる代表点Ｂｉ、Ｂｉ。１の位置データに基づいて工具
ＭＢの移動経路を表すオフセットデータを作成するオフ
セットデータ作成方法において、隣接するサンプリング
点Ａ８、Ａ６．１で囲まれるパッチＳ　（ｕｎ　ｖ）上
の微小領域に検出点Ｃ８を得、検出点Ｃ直に基づいて第
１の削り過ぎ量ε、を得、隣接するサンプリング点Ａ１
、Ａ　、　＋　１を結ぶ直線り、の中点Ｆ１と、サンプ
リング点Ａ、、Ａ、。１に対応する代表点Ｂ、、Ｂ、。

１を結ぶ直線り、の中点Ｅ、との距離に基づいて第２の
削り過ぎ量ε２を得、第１及び第２の削り過ぎ量ε１、
Ｂ２に基づいてパッチＳ　Ｔｕ＋　ｖｌ　の分割数を設
定するようにする。

Ｆ作用 第１の削り過ぎ量ε、に基づいてパッチＳ　（ｕｎ　ｖ
）を分割することにより、加工晴度の高い製品を得るこ
とができるのに対し、第２の削り過ぎ量ε２に基づいて
パッチＳ　（ｕｎ　ｗ）を分割することにより、曲率の
大きな部分を曲率の小さな部分と同様の滑らかさで加工
することができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

この実施例においては、切削加工した際の削り過ぎ量の
絶対量を表す第１の削り過ぎ量ε１及び切削加工した際
の表面の滑らかを表す第２の削り過ぎ量ε２に基づいて
、パッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ　を分割する。

すなわち第１６図との対応部分に同一符号を付して示す
第１図は、第１の削り過ぎ量ε１の検出原理を示すもの
である。

この場合、第２図に示すように、オフセットデータを作
成する演算処理装置においては、ステップＳＰ１からス
テップＳＰ２に移って、パッチＳ　ｆｕ＋ｖｌ　上にお
けるサンプリング点Ａ、及びＡ　６　＋　１の中間位置
の点（以下検出点と呼ぶ）Ｃ１を得る。

すなわち、サンプリング点Ａ、及びＡ、、１のパラメー
タＶの値が等しく、パラメータＵの値が値ｕ（及びＵ、
。１で表されるとき、サンプリング点Ａ、及びＡ　ｉ　
４１　と等しい値のパラメータＶ及び次式 ％式％ の関係式で表される値ｕｉｃのパラメータＵを（１）式
に代入して、パッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ　上に検出点Ｇ。

を得る。

続いてステップＳＰ３に移って、代表点Ｂ！及びＢ１．
１を結ぶ直線り、の中点Ｅ、を得、続いてステップＳＰ
４に移って当該中点Ｂ、及び検出点Ｇ１間の距離ｄ１を
検出する。

実際上第３図に示すように、従来の検出方法を用いて削
り過ぎ量を検出する場合においては、表面形状が凸面形
状のパッチＳ　（ｕｎ　Ｖ’ｌ　でなる製品を例えばＺ
方向に先端が上下するボールエンドミルＭＢを用いて切
削加工する場合、代表点Ｂ、及びＢｉｌ＋を結ぶ直線を
通ってボールエンドミルＭＢが移動すると、当該ボール
エンドミルＭＢの代表点Ｂ、及びＢ　＋　＊　ｌを結ぶ
直線と直交する方向の刃先の点（以下最下点と呼ぶ）Ｐ
の通る軌跡Ｌ　ｉｎで製品の表面が削られ、サンプリン
グ点Ａｔ及びＡ　（＋　１を結ぶ直線り、よりもさらに
−段と削り過ぎ部分が大きくなる問題がある。

特にこの削り過ぎ部分は、ボールエンドミルＭＢの中心
位置から刃先までの距離Ｒが大きくなると、サンプリン
グ点Ａ＋及びＡ　１　ｂ　１を結ぶ直線り、に対する最
下点Ｐの軌跡Ｌ　＝ｎのずれ量が大きくなり、その分検
出結果に対して実際の削り過ぎ世が予想外に大きな値に
なる問題があった。

またサンプリング点Ａ、及びＡ、。１間におけるパッチ
Ｓ　（ｕｎ　ｖｌ　の断面形状が、曲率の大きな断面形
状になれば、その分検出結果に対する実際の削り過ぎ量
が予想外に大きくなる問題がる。

従って当該検出結果に基づいてパッチＳ　（ｕｎ　Ｖｌ
の分割数を設定して生成されたオフセットデータに基づ
いて製品を切削加工する場合においては、工具の大きさ
、自由曲面の形状に応じて実際の削り過ぎ量が予想外に
変化し、かくして加工精度が未だ不十分な問題があった
。

これに対してこの実施例によれば、第４図に示すように
、パッチＳ　（ｕｎ　Ｖｌ　においては、サンプリング
点Ａ、及びＡ、。１間の距離を十分型さな値に設定した
場合において、パッチＳ　ｆｕ＋　ｖｌ　上の検出点Ｇ
□を中心にしてサンプリング点Ａ、及びＡ、。１間の形
状が対称形状の円弧形状になり、ボールエンドミルＭＢ
の中心位置が中点Ｅｌの位置まで移動してきたとき、ボ
ールエンドミルＭＢの最下点Ｐの位置が検出点Ｃ１及び
中点Ｅ、を結ぶ線分の延長線上の点Ｐ４に位置するよう
になる。

従って、当該距離ｄ、に基づいて、パッチＳ　（ｕｎ　
ＩＩｌ上の検出点ＧＡから交点Ｐ、までの距離を算出す
るようにすれば、ボールエンドミルＭＢの中心位置から
刃先までの距離Ｒが変化したり、パッチＳ　（ｌｌ＋　
ｖ）の表面形状が変化したりしても、確実に削り過ぎ量
を得ることができ、かくして予想外に削り過ぎ量が変化
することを未然に防止することができる。

すなわち、演算処理装置においては、ステップＳＰ４か
らステップＳＰ５に移って距離Ｒから距離ｄ、を減算し
て点Ｐ６から検出点Ｃｔまでの距離を得た後、その絶対
値を算出し、かくして、第１の削り過ぎ量ε１を得た後
、続いてステップＳＰ６に移って当該処理手段を終了す
る。

かくして、パッチＳ　（ＬＩ＋　ＩＩｌ上の検出点ＧＬ
に基づいて削り過ぎ量を検出することにより、切削加工
した際の削り過ぎ量の絶対量を表す第１の削り過ぎ量ε
、を得ることができ、当該筒１の削り過ぎ量ε、に基づ
いてパッチＳ　（ｕｎ　Ｖ）を分割してオフセットデー
タを作成することにより、予想外の削り過ぎの発生を未
然に防止して、高い加工精度の製品を得ることができる
。

これに対して第１図との対応部分に同一符号を付して示
す第５図は、第２の削り過ぎ量ε２の検出原理を示すも
のである。

この場合第６図に示すように、オフセットデータを作成
する演算処理装置においては、ステップ５ＰＩＩ力１ら
ステップ５Ｐ１２にＩ多ってサンプリング点Ａ！及びＡ
８．１を結ぶ直Ｎ＞”Ａ　Ｌ　ａ上に当該サンプリング
点Ａ、及びＡ１．、の中点Ｆ８を得る。

続いてステップ５Ｐ１３に移って、サンプリング点Ａ１
及びＡ、。、に対応する代表点　Ｂ、及びＢ、。、を結
ぶ直線Ｌｌｌｌ上に代表点Ｂ、及びＢ１．１の中点Ｅ１
を得た後、ステップ５Ｐ１４に移って中点Ｅ、及びＦＡ
間の距離Ｄ！を算出する。

かかる距離Ｄｉは、パッチＳ　（ｕｎ　？）において、
曲率が大きくなれば法線ベクトル間の角度（すなわちサ
ンプリング点Ａｔ及び代表点Ｂ１を結ぶ直線と、サンプ
リング点Ａ　！　＋　１及び代表点Ｂ８．．を結ぶ直線
とが作る角）θが大きくなって、直線り、に対して直線
Ｌ□が接近することにより、値が小さくなる。

従ってこのようにすれば、第７図及び第８図に示すよう
に、距離り、が等しい値になるように曲率が大きな部分
と小さな部分とでパッチＳ　（ａｎ　ｖｌを分割した場
合においては、パッチＳ　（ｕｎ　１１）の表面の曲率
が大きくなれば、その分サンプリング点Ａ！及びＡ　６
４１間の距離を小さく設定し得、曲率の小さな部分と同
じように滑らかな表面形状を得ることができる。

さらにこれとは逆にパッチＳ　（ｕｎ　ｖ、を所定間隔
で分割する場合においては、当該距離り、が所定値以上
になるようにパッチを分割すれば、当該所定値に応じた
滑らかさで切削加工された製品を得ることかできる。

かくして、当該サンプリング点Ａ、及びＡ３．１間のパ
ッチＳ　（ｕｎ　ｖ）の曲率に応じて値が変化する距離
り、に基づいて削り過ぎ量を算出すれば、切削加工した
際の表面の滑らかさを表す第２の削り過ぎ債ε２を得る
ことができ、削り過ぎ量ε２が所定値以下になるように
分割数を設定すれば、曲率の大きな部分においても滑ら
かな外形形状の製品を得ることができる。

すなわち、演算処理装置においては、ステップ５Ｐ１５
に移ってボールエンドミルＭＢの中心位置から刃先まで
の距離Ｒから当該距離り、を減算して第２の削り過ぎ量
ε２を得た後、続いてステップ５Ｐ１６に移って当該処
理手順を終了する。

かくして、加工精度の高い製品を得ることができる第１
の削り過ぎ量ε、と、曲率の大きな部分も小さな部分と
同じように外形形状が滑らかな製品を得ることができる
第２の削り過ぎ量ε２を得ることができるので、当該筒
１及び第２の削り過ぎ量ε、及びＢ２がそれぞれ所定値
以下になるようにパッチＳ　（ｕｎ　ｖ）の分割数を設
定してオフセットデータを得るようにすれば、加工精度
が高く、かつ全体として滑らかな外形形状の製品を得る
ことができる。

具体的には第９図及び第１Ｏ図に示すように、演算処理
装置は、ステップＳＰ３１からステップＳＰ３２に移っ
て自由曲面を形成するパッチから所定数のパッチをサン
プリングし、サンプリングしたパッチＳ（。＋Ｖｌ　の
分割数を初期設定する。

すなわちパッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ　についてサンプリン
グ点ＡＩ、ｊのパラメータｕ１及びｖｌについて、次式
、 Ａ４．Ｊ＝Ａ（ｕｎ、Ｖ＝）　　　　　　　＋＋＋＋　
（５）とおいて、次式 ％式％（６） の関係式で表される間隔ΔＵ及びΔＶで、パッチＳ　（
ｕｎ　ｖｌ　を分割する。

続いて演算処理装置は、ステップ５Ｐ３３に移ってサン
プリングしたパッチＳ　（ｕｎ　Ｖ）の各サンプリング
点で分割される四辺形の微小領域について、それぞれ第
２の削り過ぎ量ε２を検出し、その最大値を当該自由曲
面の削り過ぎ量として得る。

すなわち第１１図に示すように、３次元的な広がりを有
するパッチＳ　（ｕｎ　Ｖ）において、演算処理装置は
、ステップＳＰ３４からステップ５Ｐ３５に移って隣接
するサンプリング点Ａ　１　、７、Ａ直。ｔ＋ｊ　ｓ、
　Ａ１＋７＋１゜、及びＡ１．ｊｌ１で囲まれる微小領
域についてその対角線を構成するサンプリング点ＡＩ、
ｊ及びＡ、。ｌ＋ｊ。１を結ぶ直線の中点Ｆ（ｉｎ　ｊ
ｌ　ｌを得た後、続いてステップ５Ｐ３６に移って残り
のサンプリング点Ａ　ｉ　＊　ｌ　＋　ｊ及びＡ１＋７
＋１を結ぶ直線について中点Ｆ　ｌｉ＋ｊｌ□を得る。

続いて演算処理装置は、ステップ５Ｐ３７に移って各サ
ンプリング点Ａ１．．及びＡ　Ｉ＋　１　＋　５４１　
に対応する代表点Ｂ、、、及びＢｉ＋ｌ＋ｊ＊１を結ぶ
直線について中点Ｅ　ｔ！＋　ＪＩ　Ｉを得た後、ステ
ップ５Ｐ３Ｂに移ってサンプリング点Ａ４＊＋＋を及び
Ａ１．４＋１　ニ対応する代表点Ｂ１＊＋＋ｊ及びＢｉ
＋ａ＋１を結ぶ直線について、中点Ｅ　（ｉｎ　ｊ）　
２を得る。

続いて演算処理装置は、ステップ５Ｐ３９に移って中点
Ｅ　（！、　ＪＩ　Ｉ及びＦ（ｊｌ９１間の距離Ｄ（１
＋　Ｊｌ　ｌを得た後、続いてステップ５Ｐ４０に移っ
て中点Ｅ　（ｉ、ｊｌ　２及びＦ　（！＋　ｊｌ　を間
の距ＨＤ　（Ｌ　Ｊ）　ｚを得る。

続いて演算処理装置は、ステップ５Ｐ４１に移って、ボ
ールエンドミルの中心位置から刃先までの距離Ｒからそ
れぞれ距離Ｄ　ｌ！＋　Ｊ）　ｌ及びＤ（ｉｎ　ｊｌ　
１を減算した後、減算結果の絶対値を得る。

続いて、その最大値をサンプリング点Ａ　ａ　、ｊ、Ａ
、。１　、　Ｊ％　Ａ　！　＋　ｌ　＋　ｊ　、Ｉ及び
Ａ盈、ｊ、、で囲まれるパッチＳ　（ｕｎ　ｖ）上の微
小領域の第２の削り過ぎ量ε２として得、ステップ５Ｐ
４２に移って当該処理手順を終了する。

実際上ボールエンドミルＭＢは、ＮＣフライス盤で切削
加工する際に各代表点Ｂ工＋ｊ　ｓ　Ｂａ＊＋＋４、ｋ
ｌ、ｊｌ１及びＢ、、、。、を結ぶ直線に沿って移動す
る場合のみならず、必要に応じて工具の中心位置の軌跡
が代表点Ｂ　＄１　ｊ　ｓ　Ｂｔ＊＋＋　ｊ　％　Ｂｌ
＋ｌ＋　ｊｌ１及びＢｉ＋４＋１を結ぶ直線を横切って
移動するようになされている。

このような場合において、各代表点Ｂｉ＋Ｊ％Ｂ盈・＋
＋ｊｓＢム◆１・ｊ−１及びＢ１・ｊ−電の対角線につ
いて、それぞれ距離Ｄ（！、ハ、及びＤ　（ｉ、ｊ）　
ｔを算出し、そのうち最も大きな値を第２の削り過ぎ量
ε２として得るようにしたことにより、実際の削り過ぎ
が当該第２の削り過ぎ量ε２を越えて発生することを未
然に防止して高い精度で削り過ぎ量を算出することがで
きる。

演算処理装置は、続いてサンプリング点Ａ！１４、Ａ　
ｉ＋Ｉ＋　ｉ　、Ａｉ＋＋＋　ｊ＋＋及びＡ１＋７＋１
で囲まれる微小領域に隣接するパッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ
上の微小領域について、同様に第２の削り過ぎ量ε２を
順次算出し、その結果サンプリング点の数に対応して得
られる削り過ぎ量のデータから最大値のデータを当該パ
ッチＳ　（ｕｎ　ｖ）の削り過ぎ量ε２のデータとして
得る。さらに当該パッチＳ　（ｌｌ＋　ｖｌ　が構成す
る自由曲面につき、当該パッチＳ　（ｕｎ　ｖ）以外の
サンプリングして得られたパッチについて、同様に第２
の削り過ぎ量のデータを得、その最大値を当該自由曲面
の削り過ぎ量ε２として得る。

続いて演算処理装置は、ステップ５Ｐ４３　（第９図）
に移って、当該第２の削り過ぎ間ε２が所定値ε■１．
以下か否かを判断し、ここで否定結果が得られるとステ
ップ５Ｐ４４に移ってパラメータＵ及びＶの分割値ΔＵ
及びΔＶを小さな値に設定し直してステップ５Ｐ３３に
移る。

ステップ５Ｐ４３で肯定結果が得られるとステップ５Ｐ
４５に・移って、続いて第１の削り過ぎ量ε、を算出す
る。

かくして第２の削り過ぎ量ε２が所定値ε！ＬＩＭ以下
になるように当該自由曲面を構成するパッチを分割して
オフセットデータを作成することにより、曲率の大きな
部分も所望の滑らかさの外形形状で切削加工することが
できる。

第１２図及び第１３図に示すように、演算処理装置は、
続いてステップ５Ｐ４６からステップ５Ｐ４７に移って
、各サンプリング点Ａ１．４、Ａ　ｉ＊ｌ＋　ｊ　％　
Ａｔ＊＋＋　ｊｌｌ及びＡ　ｉ　＊　ｊ　＊　１の中間
位置に検出点Ｃ１１、を得る。

すなわち（５）弐〜（８）式に対応して検出点Ｃ’　（
ｉ＋ｊｌ　は、次式 ％式％） の関係式で表すことができる。

続いてステップ５Ｐ４８に移って４つの代表点Ｂ１゜７
　、Ｂ　！　４１１　ｉ　、Ｂ　ｔ　＊　＋　＋　ｉ　
＋　１及びＢｉ＋ｊ＋１のうち代表点Ｂ五＝　１％　Ｂ
（。Ｉ＋　ｊ、ｌを結ぶ直線Ｌｌ１１の中点Ｅ　ｌｉ、
ｊｌ　１を得、続いてステップ５Ｐ４９に移って代表点
Ｂ、。ｌ＋ｊ及びＢ　ｉ　＊　ｊ。１を結ぶ直線Ｌ＠□
の中点Ｅ（□５４，２を得る。

続いて、ステップ５Ｐ５０に移って、中点Ｅ　（１＋ハ
、から検出点Ｃ１９、までの距離ｄ　（ｉ、　ｊｌ　１
を得、続いてステップ５Ｐ５１に移って、中点Ｅ山ハ２
から検出点Ｇ！、４までの距離ｄ＋ｉ、ｊｌｚを得る。

続いて演算処理装置は、ステップ５Ｐ５２に移って距離
Ｒからそれぞれ距Ｍ　ｄ　ｔ＋＊　Ｊ）　Ｉ及び距離ｄ
、ム、Ｊ、２を減算して絶対値を得、当該減算結果の最
大値を当該サンプリング点Ａ！、ｊ、Ａｉ。Ｉ＋Ｊ、Ａ
ｔ＋＋＋ｊ。、及びＡ　１．　ｊ。、で囲まれるパッチ
Ｓ　（ｕｎ　ＩＩｌ上の微小領域の第１の削り過ぎ量ε
、として得た後、ステップ５Ｐ５３に後って当該処理手
順を終了する。

演算処理装置は、続いてサンプリング点Ａ１９４、Ａ　
ｉ＋ｌ＋　ｊ　、Ａｉ＊ｔ＋　ｊｌ１及びＡｔ＋ｔ＋＋
で囲まれる微小領域に隣接するパッチＳ　（ｕｎｖｌ上
の微小領域について、同様に第１の削り過ぎ１ｇ１を順
次算出し、その結果サンプリング点の数に対応して得ら
れる削り過ぎ量ε１のデータから最大値のデータを当該
パッチＳ　（ａｎ　ｗ、の第１の削り過ぎ量ε１のデー
タとして得る。

さらに当該パッチＳ　（ｕｎ　Ｖ）が構成する自由曲面
につき、当８亥パッチＳ　（ｕｎ　ｖｌ　以外サンプリ
ングしたパッチにつき第１の削り過ぎ量ε、を得、その
最大値を当該自由曲面の第１の削り過ぎ量ε１として検
出する。

かくして当該第１の削り過ぎ量に基づいてパッチを分割
してオフセットデータを作成し、当該オフセットデータ
に基づいて自由曲面の外形形状でなる製品を切削加工す
ることにより、削り過ぎ量が確実に所定値以下の加工精
度の高い製品を得ることができる。

このようにして得られた第１の削り過ぎ世ε。

につき演算処理装置は、ステップ５Ｐ５４　（第９図）
に移って所定値εＩＬＩＭか否かの判断をし、ここで否
定結果が得られるとステップ５Ｐ４４に戻る。

かくして、第１の削り過ぎ量ε１が所定値ε１Ｌ１．以
下の小さな値になるようにパラメ゛−タＵ及びＶの分割
値ΔＵ及びΔＶが再設定された後、再びステップ５Ｐ３
３−３Ｐ４３−３Ｐ４５−３Ｐ５４を繰り返す。

ステップ５Ｐ５４で肯定結果が得られると、このことは
第１及び第２の削り過ぎ量ε１及びε２がそれぞれ所定
値εＩＬＩＭ及びεＺＬＩＭ以下の値になるようにパラ
メータＵ及びＶの分割値ΔＵ及びΔ■が設定されたこと
を意味し、演算処理装置は・、ステップ５Ｐ５５に移っ
て当該分割値ΔＵ及びΔＶで自由曲面を構成する各パッ
チについてサンプリング点を得た後、代表点を得る。

続いて当該代表点に基づいてオフセットデータを作成し
た後、ステップ５Ｐ５６に移って当該処理手順を終了す
る。

実験によれば、切削加工して得られる製品の削り過ぎ量
の絶対量を表す第１の削り過ぎ量ε１と、切削加工した
際の表面の滑らかさを表してなる第２の削り過ぎ量ε２
に基づいてパッチを分割してオフセットデータを得るに
つき、第１の削り過ぎ量ε１に対して第２の削り過ぎ量
ε２の値を次式５式％（１０） で表される値εｔＬＩＭ以下の値に設定すれば、実用上
十分な範囲で加工精度が高くかつ滑らかな表面形状の製
品を得ることができた。

以上の構成によれば、サンプリング点間の検出点に基づ
いて得られる切削加工した際の削り過ぎ量の絶対量を表
す第１の削り過ぎ世と、サンプリング点間及び代表点を
結ぶ直線の中点から得られる切削加工した際の表面の滑
らかさを表す第２の削り過ぎ量とに基づいてパッチを分
割してオフセットデータを得るようにしたことにより、
加工精度が高く、かつ全体として滑らかな表面形状の製
品を得ることができる。

なお上述の実施例においては、第１及び第２の削り過ぎ
世を（１０）式の関係式で表される値以下にした場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、第１及び第２
の削り過ぎ世を必要に応じて所望の値で制限すれば良い
。

さらに上述の実施例においては、それぞれ検出点及び代
表点を結ぶ直線の中点の距離に基づいて第１の削り過ぎ
量を検出した場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、例えば検出点と代表点で決まる直線又は面までの
距離に基づいて第１の削り過ぎ足を算出するようにして
も良い。

また実用上十分な範囲においては、第１の削り過ぎ量と
して従来方法によって検出される削り過ぎ量を用いるよ
うにしても良い。

さらに上述の実施例においては、刃先が２方向から下方
に向いて上下するように工具が取り付けられた３軸制御
型のフライス盤を用いて加工するようにした実施例につ
いて述べたが、工具としてはこれに限らず、例えば刃先
方向を任意に変更し得るような構成の工具を使用するフ
ライス盤に用いても上述の場合と同様の効果を得ること
ができる。

さらに上述の実施例においては、ベジェ式で表されるパ
ッチを四辺形の微小領域に分割して、その頂点位置のデ
ータに基づいてオフセット多面体を形成するようにした
場合について述べたが、これに代えオフセット多面体を
ベジェ式、Ｂ−スプライン式などの関数を演算すること
によって形成する場合、さらにはＢ−スプライン式等に
よって表される自由曲面からオフセット多面体を形成す
る場合等に適用しても上述の場合と同様の効果を得るこ
とができる。

Ｈ発明の効果 以上のように本発明によれば、切削加工した際の削り過
ぎ星の絶対量を表す第１の削り過ぎ量と、表面形状の滑
らかさを表す第２の削り過ぎ量とに基づいてパッチを分
割してオフセットデータを作成することにより、全体と
して滑らかでかつ加工精度の高い外形形状の製品を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の削り世の検出方法の原理を
示す路線図、第２図はその処理手順を示すフローチャー
ト、第３図及び第４図はその説明に供する路線図、第５
図は第２の削り過ぎ量の検出方法の原理を示す路線図、
第６図はその処理手順を示すフローチャート、第７図及
び第８図は曲率の違いに応じて得られる第２の削り過ぎ
量の違いを示す路線図、第９図は具体的な処理手順を示
すフローチャート、第１０図はその第２の削り過ぎ量の
検出方法を示す路線図、第１１図はその処理手１１１１
を示すフローチャート、第１２図は第１の削り過ぎ量の
検出方法を示す路線図、第１３図はその処理手順を示す
フローチャート、第１４図はパッチの説明に供する路線
図、第１５図はオフセットデータの作成方法を示す路線
図、第１６図は従来の削り過ぎ量の検出方法を示す路線
図、第１７図はその問題点の説明に供する路線図である
。 Ａｏ。〜Ａ４４、　Ａ、〜Ａ８．９、　Ａ　ｔ　ｒ　Ｊ
〜Ａ、。Ｉ＋　ｊ、Ｉ　・・・・・・サンプリング点、
Ｂｏ。〜Ｂ４４、Ｂｉ〜Ｂ　ｔｏ９　、Ｂ　ｉ＋　ｊ　
””　Ｂ　＋　４１＋　ｊ＋＋　・・・・・・代表点、
６通、Ｃ直、Ｊ・・・・・・代表点、Ｅ　Ｌ−、Ｅ　（
！、＝ｒいＥ　（ｒ、１ｒｔｚ　Ｆ４−、　Ｆ　＋ｉ、
ｊｌｌｓ　Ｆ　＋ｉ、ｊ＋ｚ−−中点・Ｓ　（１１１Ｖ
ｌ　　・・・・・・パッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自由曲面を形成するパッチを分割して上記パッチ上に複
   数のサンプリング点を得、上記サンプリング点に上記自
   由曲面を切削目標として切削加工する工具に応じた長さ
   の法線ベクトルを立て、上記法線ベクトルで表される代
   表点の位置データに基づいて上記工具の移動経路を表す
   オフセットデータを作成するオフセットデータ作成方法
   において、 隣接する上記サンプリング点で囲まれる上記パッチ上の
   微小領域に検出点を得、上記検出点に基づいて第１の削
   り過ぎ量を得、 隣接する上記サンプリング点を結ぶ直線の中点と、当該
   サンプリング点に対応する代表点を結ぶ直線の中点との
   距離に基づいて第２の削り過ぎ量を得、 上記第１及び第２の削り過ぎ量に基づいて上記パツチの
   分割数を設定するようにした ことを特徴とするオフセットデータ作成方法。