JPH01162903A - Generating method for nc data for composite curved surface - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複数の曲面が複合された複合曲面を加工するた
めのNCデータの作成方法に関する。The present invention relates to a method for creating NC data for machining a composite curved surface that is a composite of a plurality of curved surfaces.
複合曲面を有する加工物体を縦型のNC工作機械で加工
する場合の従来方法を第6図、第7図、第8図に従って
説明する。
複合曲面、で構成された加工物体の加工曲面が工具寸法
(例えばボールエンドミルの半径)に応じてオフセット
され、その加工曲面を加工する時の工具中心Mの移動曲
面であるオフセット曲面α。
βが求められる。
このオフセット曲面α、β上の工具Tの移動軌跡は次の
ように決定される。第6図、第7図に示す直角座標系に
おいて、例えば曲線C1,C2,C3,C4゜C5で示
すように、X軸に平行にY軸方向に一定間隔ΔYでオフ
セット曲面が切断され、第8図に示すように切断面の外
形線から工具軌跡が求められる。
そして、この工具軌跡上に工具中心Mを移動させて、工
作物を加工していた。A conventional method for machining a workpiece having a compound curved surface using a vertical NC machine tool will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. The machining curved surface of a workpiece composed of a compound curved surface is offset according to the tool dimensions (for example, the radius of a ball end mill), and the offset curved surface α is the moving curved surface of the tool center M when machining the machining curved surface. β is calculated. The movement locus of the tool T on the offset curved surfaces α and β is determined as follows. In the rectangular coordinate system shown in FIGS. 6 and 7, an offset curved surface is cut parallel to the X axis at a constant interval ΔY in the Y axis direction, as shown by curves C1, C2, C3, C4°C5, for example. As shown in Figure 8, the tool trajectory is determined from the outline of the cut surface. The workpiece is then machined by moving the tool center M along this tool trajectory.
ところが、一定間隔で工具軌跡が求められるため、その
一定間隔方向に対する加工曲面の面積の変化率が大きい
部分、例えば、第6図に示す領域Sで示すように傾斜し
た部分では、1バス分の加工血清及び加工負荷が大きく
なり、加工精度が低下するという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、加工曲面の加工面積
及び加工負荷が略均−的になるような工具軌跡を求め、
その工具軌跡に沿って加工することにより、複合曲面で
構成された加工曲面の加工精度を向上させることである
。However, since the tool trajectory is determined at regular intervals, in areas where the rate of change in the area of the machined curved surface with respect to the constant interval direction is large, for example, in sloped areas as shown in area S shown in Fig. There is a problem that processing serum and processing load increase, and processing accuracy decreases. The present invention has been made in order to solve the above problems, and its purpose is to find a tool trajectory that makes the machining area and machining load of a machining curved surface approximately uniform;
The purpose is to improve the machining accuracy of a machining curved surface composed of a compound curved surface by machining along the tool trajectory.
上記問題点を解決するための発明の構成は、少数曲面で
構成された加工曲面を加工するだめのNCデータの作成
方法において、前記加工曲面を工具寸法に応じてオフセ
ットして工具中心位置が移動すべきオフセット曲面を決
定し、前記オフセット曲面のうち選択された1つの特定
オフセット曲面において、その特定オフセット曲面を座
標曲面としその特定オフセット曲面上にとられた曲線座
標のうち、1つの曲線座標を固定して他の曲線座標を変
化させた時に生じる曲線が他のオフセット曲面と交わる
までの曲線部分を工具の1つの移動軌跡とし、前記固定
された曲線座標を順次変化させて、同様にして順次発生
される曲線部分を工具の移動軌跡として、NCデータを
作成することを特徴とする。The structure of the invention for solving the above problem is that, in a method for creating NC data for machining a machining curved surface composed of a small number of curved surfaces, the tool center position is moved by offsetting the machining curved surface according to the tool dimensions. The offset curved surface to be offset is determined, and in one specific offset curved surface selected from the offset curved surfaces, the specific offset curved surface is used as a coordinate curved surface, and one curve coordinate among the curve coordinates taken on the specific offset curved surface is determined. The curved portion of the curve that occurs when the coordinates of the other curves are fixed and changed until it intersects with another offset curved surface is one movement locus of the tool, and the fixed curved coordinates are sequentially changed, and the curved line coordinates are sequentially changed. It is characterized in that NC data is created using the generated curved portion as the movement locus of the tool.
複合曲面で構成された加工曲面から工具中心が存在すべ
きオフセット曲面が求められる。次に、そのオフセット
曲面のうち工具の移動軌跡を求めるため己、現在注目さ
れている特定オフセット曲面(ドライブ曲面)が設定さ
れる。直交座標で表された特定オフセット曲面は曲線座
標に変換して表現することができるが、その特定オフセ
・ソト曲面を2つの曲線座標で表される座標曲面とする
ように、曲線座標を設定することができる。即ち、特定
オフセット曲面上の任意の点をその特定オフセット曲面
上にとられた2つの曲線座標で表現することができる。
その場合に、1つの曲線座標を固定し、他の曲線座標を
変数とすると、その他の曲線座標の座標軸に平行(曲面
座標上での平行)な曲線が得られる。そして、固定され
た曲線座標をパラメータとして順次変化させると、他の
曲線座標の座標軸に平行な曲線群が得られる。
そして、工具がその曲線群に沿って移動されるように、
工具の位置決めに関するNCデータが作成される。
従って、上記の特定オフセット曲面に対応する加工曲面
は、他の曲線座標軸方向に一定間隔で移動されながら、
1つの曲線座標軸に平行な曲線に沿って加工されること
になる。
このため、加工曲面に沿った切削が可能となり、均一加
工が行なわれるため、複合曲面の加工精度が向上する。An offset curved surface where the tool center should be located is determined from a machining curved surface composed of a compound curved surface. Next, among the offset curved surfaces, a specific offset curved surface (drive surface) that is currently attracting attention is set in order to obtain the movement locus of the tool. A specific offset curved surface expressed in Cartesian coordinates can be expressed by converting it into curved coordinates, but the curve coordinates are set so that the specific offset-soto curved surface is a coordinate surface expressed by two curved coordinates. be able to. That is, any point on a specific offset curved surface can be expressed by two curve coordinates taken on the specific offset curved surface. In that case, if one curve coordinate is fixed and the other curve coordinates are made variable, a curve parallel to the coordinate axes of the other curve coordinates (parallel on the curved surface coordinates) can be obtained. Then, by sequentially changing the fixed curve coordinates as parameters, a group of curves parallel to the coordinate axes of other curve coordinates is obtained. Then, so that the tool is moved along the curves,
NC data regarding tool positioning is created. Therefore, the machined curved surface corresponding to the above-mentioned specific offset curved surface is moved at regular intervals in the direction of the other curved coordinate axes, and
Machining will be performed along a curve parallel to one curve coordinate axis. Therefore, cutting along the machined curved surface is possible, and uniform processing is performed, so that the processing accuracy of the compound curved surface is improved.
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第3図は本発明方法を実現するためのNCデータ作成装
置である。本NCデータ作成装置は通常のコンピュータ
システムから構成されており、演算処理等を実行するC
PUIと各種のデータを記憶するRAM2とNCデータ
作成プログラム等を記tαしたROM3と各種の加工曲
面を定義するデータを記憶した外部記憶装置4とを主と
して有している。又、その他の装置として、各種の情報
を表示するデイスプレィ装置7と各種の操作入力を行う
キーボード8と作成されたNCデータを出力するテープ
パンチャ10とNCデータリストを出力するプリンタ9
がインタフェース5やインタフェース6を介してCPU
Iに接続されている。
次に、本装置の処理手順を第4図のフローチャートと第
5図の説明図に従って説明する。
加工曲面Aや加工曲面Bは多数のパ・ソチと呼ばれる微
小領域に区分され、それらの曲面はそのパッチの周辺の
9点のx、y、zによる直交座標により表記され、その
直交座標のデータ群により記憶されている。
ステップ100では加工曲面A、Bのオフセ−/)曲面
α、βが求められる。このオフセット曲面α、βは、第
5図(a)、 (b)に示すように、加工曲面A。
Bに沿って工具Tの工具先端面Eが移動できるように、
工具Tの工具中心Mが移動する曲面である。
ボールエンドミルの場合には、そのボールの中心が工具
中心Mである。工具先端面Eと加工曲面A。
Bとの接点位置Pにおける加工曲面A、Bの法線nは、
ボールの中心位置Mを通り、その接点Pと工具中心Mと
の距離は、ボールの半径rに等しい。
従って、加工曲面A、B上の任意点をその任意点におい
て、法線n方向にボールの半径rだけ移動させてできる
曲面がオフセット曲面α、βとなる。
次に、ステップ102において、工具Tの工具中心Mの
移動軌跡を求めるために、注目された1つのオフセット
曲面である特定オフセット曲面(ドライブ曲面)βが選
択される。その特定オフセット曲面βは多数のパッチと
呼ばれる領域に区画され、1つのパッチRは第5図(C
)に示すように、9点の位置座標で定義されている。即
ち、1つのパッチRの中心にとられた曲線座標(u、
v)で表現すれば、(−1,−1)、 (−1,O)、
(−1,1)、 (0,−1>、 (0,0)、 (
0゜1)、 (1,−1)、 (1,0)、 (1,1
)の9点の座標がデータとして与えられている。すると
、そのパッチ上の任意の点(U、V)における位置ベク
トルP(u、v)は、上記式を連立させて求めることが
できる。
このようにして、双2次の曲面補間式が求められる。
次に、ステップ104では、曲線座標u、Vのうち曲線
座標Uが初期値のU。に固定される。そして、ステップ
106で、第5図(C)に示すように、曲線座標軸Vに
平行な特定オフセット曲面β上の曲線が得られ、その曲
線りが1つの工具軌跡とされる。
次に、ステップ108では、第5図(c)、 (d)で
示すように、ステップ106で得られた曲線を点列化し
、その点のx、y、z座標系での座標値が求められる。
そして、第5図(e)に示すように、上記の点列が他の
オフセット曲面αよりも下方(−Z軸方向)に存在する
場合には、オフセント曲面α上の曲線L1が点列化され
、工具軌跡として採用される。
次に、ステップ110では、点列化された曲線上の点を
順次直線近似して、トレランスを判定して不必要な点が
間引かれる。
次に、ステップ112では、ステップ110で得られた
点列化データに基づいて各点間を直線補間するNCデー
タが作成される。
次に、ステップ114へ移行して、曲線座標Uが最終値
(第5図(C)の例では、曲線座標軸に沿って1周)に
等しいか否かが判定され、最終値に等しくない場合には
ステップ116へ移行して、曲線塵muは一定幅△Uだ
け増加更新される。そして、ステップ106に戻り、ス
テップ114で曲線塵[uが最終となるまで、順次、工
具軌跡の演算処理が繰り返される。そして、ステップ1
14の判定で曲線塵28 uが最終と判定されると、本
プログラムは終了される。
このようにして、第1図に示すような工具軌跡が順次決
定される。
上記実施例では、曲線座標Uをパラメータとして曲線座
標軸Uの方向に一定間隔毎に、曲線座標軸Vに平行な複
数の工具軌跡を求めたが、第2図に示すように、曲線座
標Uをパラメータとして曲線座標軸Vの方向に一定間隔
毎に、曲線座標軸11に平行な複数の工具軌跡を求めて
も良い。又、複合命令により、Z値の低い方の点列を工
具軌跡として採用しても良い。
更に、第1図及び第2図に示すように、両方の加工軌跡
による切削を行えば、加工面の精度が向上する。
【発明の効果]
本発明はオフセット曲面を座標平面とし、そのオフセン
ト曲面上に設けられた曲線座標のうち1つの曲線座標を
パラメータとしてその曲線座標珀の方向に一定間隔で他
の曲線座標軸に平行な工具軌跡を設定するようにしてい
るので、加工曲面に沿った加工が可能となり、1つの工
具軌跡による切削面積の均一化が行われる。
したがって、複合曲面の場合にも加工精度が向上する。The present invention will be described below based on specific examples. FIG. 3 shows an NC data creation device for realizing the method of the present invention. This NC data creation device is composed of a normal computer system, and a C
It mainly includes a RAM 2 that stores PUI and various data, a ROM 3 that stores NC data creation programs, etc., and an external storage device 4 that stores data that defines various machining surfaces. Other devices include a display device 7 for displaying various information, a keyboard 8 for inputting various operations, a tape puncher 10 for outputting created NC data, and a printer 9 for outputting an NC data list.
is connected to the CPU via interface 5 or interface 6.
Connected to I. Next, the processing procedure of this apparatus will be explained according to the flowchart of FIG. 4 and the explanatory diagram of FIG. 5. Machining curved surface A and machining curved surface B are divided into many minute regions called pa-sochi, and these curved surfaces are expressed by the orthogonal coordinates of nine points around the patch using x, y, and z, and the data of the orthogonal coordinates is remembered by the group. In step 100, the offset/) curved surfaces α and β of the machined curved surfaces A and B are determined. These offset curved surfaces α and β are processed curved surfaces A, as shown in FIGS. 5(a) and 5(b). so that the tool tip surface E of the tool T can move along the direction B.
This is a curved surface on which the tool center M of the tool T moves. In the case of a ball end mill, the center of the ball is the tool center M. Tool tip surface E and machining curved surface A. The normal n of the machining curved surfaces A and B at the contact point P with B is:
It passes through the center position M of the ball, and the distance between the contact point P and the tool center M is equal to the radius r of the ball. Therefore, the curved surfaces created by moving arbitrary points on the processed curved surfaces A and B by the radius r of the ball in the direction of the normal line n become the offset curved surfaces α and β. Next, in step 102, in order to obtain the movement locus of the tool center M of the tool T, a specific offset curved surface (drive curved surface) β, which is one offset curved surface of interest, is selected. The specific offset curved surface β is divided into many regions called patches, and one patch R is divided into regions called patches.
), it is defined by the position coordinates of nine points. That is, the curve coordinates (u,
v), (-1,-1), (-1,O),
(-1,1), (0,-1>, (0,0), (
0゜1), (1,-1), (1,0), (1,1
) are given as data. Then, the position vector P(u, v) at any point (U, V) on the patch can be found by simultaneously using the above equations. In this way, a biquadratic surface interpolation formula is obtained. Next, in step 104, among the curve coordinates u and V, the curve coordinate U is the initial value U. Fixed. Then, in step 106, as shown in FIG. 5(C), a curve on the specific offset curved surface β parallel to the curve coordinate axis V is obtained, and the curve is taken as one tool trajectory. Next, in step 108, as shown in FIGS. 5(c) and 5(d), the curve obtained in step 106 is converted into a series of points, and the coordinate values of that point in the x, y, z coordinate system are determined. It will be done. Then, as shown in FIG. 5(e), if the above point sequence exists below (-Z axis direction) than the other offset curved surface α, the curve L1 on the offset curved surface α is converted into a point sequence. and adopted as the tool path. Next, in step 110, the points on the curved line are sequentially approximated by a straight line, tolerance is determined, and unnecessary points are thinned out. Next, in step 112, NC data for linear interpolation between each point is created based on the point sequence data obtained in step 110. Next, the process moves to step 114, where it is determined whether the curve coordinate U is equal to the final value (in the example of FIG. 5(C), one revolution along the curve coordinate axis), and if it is not equal to the final value, Then, the process moves to step 116, where the curved line mu is increased and updated by a constant width ΔU. Then, the process returns to step 106, and the calculation processing of the tool path is repeated in sequence until the curved line [u becomes final in step 114. And step 1
When it is determined in step 14 that the curved line 28u is final, this program is terminated. In this way, tool trajectories as shown in FIG. 1 are sequentially determined. In the above embodiment, a plurality of tool trajectories parallel to the curve coordinate axis V were obtained at regular intervals in the direction of the curve coordinate axis U using the curve coordinate U as a parameter, but as shown in Fig. 2, the curve coordinate U was used as a parameter. A plurality of tool trajectories parallel to the curved coordinate axis 11 may be obtained at regular intervals in the direction of the curved coordinate axis V. Further, by using a compound command, the point sequence with the lower Z value may be adopted as the tool path. Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 2, if cutting is performed using both machining trajectories, the accuracy of the machined surface will be improved. [Effects of the Invention] The present invention uses an offset curved surface as a coordinate plane, and uses one of the curved coordinates provided on the offset curved surface as a parameter and is parallel to other curved coordinate axes at regular intervals in the direction of the curved coordinate square. Since the tool trajectory is set, machining can be performed along the machining curved surface, and the cutting area can be made uniform with one tool trajectory. Therefore, machining accuracy is improved even in the case of a compound curved surface.
第1図、第2図は本発明の具体的な一実施例に係るNC
データ作成方法を示した説明図。第3図はそのNCデー
タ作成方法を実現するための装置の構成を示したブロッ
クダイヤグラム。第4図は同装置の処理手順を示したフ
ローチャート。第5図はNCデータの作成方法を示した
説明図。第6図、第7図、第8図は、従来方法に係る加
工軌跡の取り方を示した説明図である。
T 工具 M−工具中心 E 工具先端面P 接点 r
ボール半径 A、 B 加工面α、β−オフセット
面 n ゛法線 U、 V 曲線座標 01〜C5
,L、LL 工具軌跡第1図
第2図
第4図
第5図(a)
(b)
第7図
第8図FIGS. 1 and 2 show an NC according to a specific embodiment of the present invention.
An explanatory diagram showing a data creation method. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a device for realizing the NC data creation method. FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the device. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of creating NC data. FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are explanatory diagrams showing how to take a machining trajectory according to the conventional method. T Tool M-Tool center E Tool tip surface P Contact r
Ball radius A, B Machining surface α, β-offset surface n ゛ Normal line U, V Curve coordinates 01 to C5
, L, LL Tool trajectory Fig. 1 Fig. 2 Fig. 4 Fig. 5 (a) (b) Fig. 7 Fig. 8
Claims (1)
ータの作成方法において、 前記加工曲面を工具寸法に応じてオフセットして工具中
心位置が移動すべきオフセット曲面を決定し、 前記オフセット曲面のうち選択された1つの特定オフセ
ット曲面において、その特定オフセット曲面を座標曲面
としその特定オフセット曲面上にとられた曲線座標のう
ち、1つの曲線座標を固定して他の曲線座標を変化させ
た時に生じる曲線が他のオフセット曲面と交わるまでの
曲線部分を工具の1つの移動軌跡とし、 前記固定された曲線座標を順次変化させて、同様にして
順次発生される曲線部分を工具の移動軌跡として、 NCデータを作成することを特徴とする複合曲面のNC
データ作成方法。[Claims] In a method for creating NC data for machining a machining curved surface composed of a plurality of curved surfaces, the machining curved surface is offset according to tool dimensions to determine an offset curved surface on which the tool center position should be moved. , In one specific offset curved surface selected from the offset curved surfaces, the specific offset curved surface is used as a coordinate curved surface, and among the curve coordinates taken on the specific offset curved surface, one curve coordinate is fixed and the other curve coordinates are The curved portion until the curved line that occurs when changing intersects with another offset curved surface is one movement locus of the tool, and the fixed curved coordinates are sequentially changed, and the curved portions that are sequentially generated in the same manner are defined as the tool. NC of a complex curved surface is characterized by creating NC data as a movement trajectory of
Data creation method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32257787A JPH01162903A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Generating method for nc data for composite curved surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32257787A JPH01162903A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Generating method for nc data for composite curved surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01162903A true JPH01162903A (en) | 1989-06-27 |
Family
ID=18145239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32257787A Pending JPH01162903A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Generating method for nc data for composite curved surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01162903A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6255920B1 (en) | 1998-11-12 | 2001-07-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Low-pass filter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61272805A (en) * | 1985-05-29 | 1986-12-03 | Hitachi Ltd | Numerical control method |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP32257787A patent/JPH01162903A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61272805A (en) * | 1985-05-29 | 1986-12-03 | Hitachi Ltd | Numerical control method |
Cited By (1)
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