JPH0199101A - スィープ曲面創成装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は数値制御工作機械によってスイープ曲面を加工
するための加工データを作成するスイープ曲面創成装置
に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に、スイープ曲面とは第９図に示すように、３次元
曲面の断面形状を表す平面ＰＬ上に作成された補間曲線
ＨＬを３次元曲面の基準形状を示すガイドラインＧＬ上
に沿って移動したときにできる面がスイープ曲面である
。

このスイープ曲面を作成するには、ガイドラインＧＬ上
の所定間隔に設定した点ＰＡ、ＰＢ、ＰＣの内、始点と
なる点ＰＡに断面の取り方を指定して補間曲線ＨＬを位
置決めし、次にこの点ＰＡの補間曲線ＨＬと平行になる
ように点ＰＲ，ＰＣについても同様に補間曲線ＨＬを位
置決めして隣合う補間曲線ＨＬ間を補間して作成するか
、またはガイドラインＧＬ上の所定間隔に設定した点Ｐ
Ａ、ＰＢ。

ＰＣに補間曲線ＨＬを第９図中Ｘ−Ｙ平面に対して垂直
になるように位置決めして隣合う補間曲線ＨＬ間を補間
して作成するか、あるいはこの両方により作成するかの
いずれかにより行っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、かかる従来の方法により作成するスイー
プ曲面は、ガイドラインＧＬ上の所定間隔で設定した点
に位置決めした補間曲線ＨＬ間が平行か、あるいはＸ−
Ｙ平面に対して垂直か、を見ているのみであり、ガイド
ラインＧＬと補間曲線ＨＬ（断面）との関係を３次元的
に見ることが出来ないため、第８図のＡ部のように変形
してしまいスイープ曲面ＳＰとして表現できない場合が
あった。

〈問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明を明示するための全体構成図である。

本発明は、断面形状を入力する断面形状入力手段１００
と、ガイドラインを入力するガイドライン入力手段２０
０と、ガイドラインＧＬを所定間隔に分割するガイドラ
イン分割手段３００と、分割されたガイドラインＧＬ上
の点についてガイドラインＧＬに対して直交する法平面
ＰＬを演算する法平面演算手段４００と、法平面ＰＬ上
に補間曲線ＨＬを作成する補間曲線作成手段５００と、
補間曲線作成手段５００により作成された補間曲線を構
成する補間点の座標位置をスイープ曲面創成データとし
てメモリＭに記憶するスイープ曲面データ記憶手段６０
０とを設けたことを特徴とするものである。

く作用〉 ガイドラインを所定の間隔に分割し、この分割した点に
ついてガイドラインに対して直交する法平面を求め、こ
の法平面上に３次元曲面の断面形状を表す補間曲線を作
成し、この作成された補間曲線を構成する補間点の座標
位置をメモリに記憶する。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、１０は自動プログラミング装置の本体
をなすコンピュータである。このコンピュータ１０には
磁気ディスク装置１２が接続されている外、インタフェ
ースＩＦＩを介してＣＲＴターミナル１３が接続され、
インタフェースＩＦ２を介してプリンタ１５、テニプパ
ンチャ１６が接続されている。

次に上記構成の装置により、予め作業者によりスイープ
曲面を創成するための定義をしたパートプログラムをＣ
ＲＴターミナル１３のキーボードにより入力し、磁気デ
ィスク装置１２に記憶させた状態で、スイープ曲面を創
成するときのコンピュータ１０が行う動作について第３
図と第５図に示すフローチャートにより説明する。

まず、ステップ１００の処理により、予め磁気ディスク
装置１２に記憶されたスイープ曲面を創成するために必
要なパートプログラムを読込む。

このパートプログラムは３次元曲面の断面形状を示す補
間曲線５ＣＩＩの定義と３次元曲面の基準形状を示す３
次元曲線のガイドラインＳＣ２１の定義、断面の取り方
を指定する定義等をプログラムしたパートプログラムを
コンピュータ１ｏに読み込む。

この断面形状とガイドラインの定義は第７図に示すパー
トプログラムにより定義されている。このパートプログ
ラムの１行目がら３行目は３次元のｘ−ｙ−ｚ座標系（
以下、原座標系という、）に定義した補間曲線ＳＣＩ　
１を定義するための点データＰ１〜Ｐ３を示し、５行目
から７行目も同様に原座標系にガイドラインＳＣ２１を
定義するための点データＰ４〜Ｐ６を示している。これ
らの定義はいずれも形状を構成するために必要なデータ
である。

次にステップ１０１では、前記ステップ１００により読
込まれたガイドラインＳＣ２１を原座標系に定義するた
めの点データＰ４〜Ｐ６とバートフ゛ログラムの１４４
行目ら１７７行目フ゛ログラムされたガイドラインＳＣ
２１を２次元のＸ“−Ｙ゛（以下、ローカル座標系Ｘ”
−Ｙ”という。）の平面ＰＬＺ上に定義するための点デ
ータＰ２１゜Ｐ２２．Ｐ２３．Ｐ２４に基づいて、原座
標系に３次元曲線のガイドラインＳＣ２１を作成する。

この作成されたガイドラインＳＣ２１を所定分割方式で
等間隔に分割する点を求める。この実施例の場合はガイ
ドラインＳＣ２１を構成する点Ｐ２１−Ｐ２２間と点Ｐ
２３−Ｐ’２４間は直線により定義されているので、こ
の間をそれぞれ２等分する点ＨＰＩ、ＨＰ３を求める。

また点Ｐ２２−Ｐ２３間は曲線で定義されているので、
この間を２等分する点ＨＰ２を求める。（この実施例で
は２等分しているが、この値は任意に設定することがで
きる。） 次にステップ１０２では、前記ステップ１００により読
込まれた３次元曲面の断面形状を示す補間曲線５ＣＩＩ
を原座標系に定義するための点Ｐ１、Ｐ２．Ｐ３とバー
トプログラムの９行目、１０行目にプログラムされた補
間曲線５ＣＩＩを２次元のローカル座標系Ｘ’　−Ｙ”
の平面ＰＬＬ上に定義するための点データｐＨ，ＰＩ３
に基づいて、原座標系に３次元曲線の補間曲線５０１１
を作成する。この作成された補間曲線ＳＣＩ　１を所定
分割方式で等間隔に分割する補間点を求める。

この補間曲線５ＣＩＩ上の補間点はスイープ曲面を創成
するための後述するスイープ曲面創成データの基となる
。

ステップ１０３ではスイープ曲面を創成するための断面
を定義した第７図のバートプログラムの２９行目の内容
から、断面の定義が従来の方法である平行断面、垂直断
面あるいは本発明の法平面であるのかを判定する。この
場合は本発明の法平面と判定されたものとする。

前記ステップ１０３で法平面と判定されると、第６図に
示すフローチャートに示された処理を実行する。

ステップ２００では始点Ｐ２１と前記ステップ１０１で
求めたガイドラインＳＣ２１上の点ＨＰ１、ＨＦ２．Ｈ
Ｆ２の各点、終点Ｐ２４についてガイドラインＳＣ２１
に接する接線ベクトルＢ１−〉 〜Ｂ５を求める。

次のステップ２０２は始点Ｐ２１における基準断面ＫＤ
を求める。この基準断面ＫＤは点ＨＰＩ〜ＨＰ３．終点
Ｐ２４における法平面ＨＨｎを求めるための基準となる
。この基準断面ＫＤは、バートプログラムの２９行目の
プログラムによって定義された補間曲線５ＣＩＩ上の点
Ｐ１２とガイドラインＳＣ２１上の点Ｐ２１を重ね合わ
せ、平面ＰＬＬ上のローカル座標Ｘ’−Ｙ’のＹ′軸は
原座標のＺ軸を平面ＰＬＩに投影した軸に平行となるよ
うにし、またＸ′軸の正の方向はＹ″軸の右方向となる
ようした面が基準断面ＫＤとなる。

ステップ２０２では法平面ＨＨｎを求めるためのカウン
タｎに１をセットする。ステップ２０２では点ＰＨｎに
おける法平面ＨＨｎを求める。例えば、点ＨＰ２の場合
においては、前記ステップ２０１で求めた基準断面ＫＤ
を点ＨＦ２上に平行に移動させ、次に接線ベクトルＢ３
に垂直となるように基準断面ＫＤを傾ける。これにより
Ｙ軸方向の位置が決定される。また、Ｘ゛軸方向の位置
については、Ｘ″軸の正の方向が始点Ｐ２１から見てＹ
′軸の左方向となるように位置決めする。

このようにして作成された面が法平面ＨＨ３となる。次
のステップ２０４では点ＨＰｎが最終の点かどうか判定
する。この判定がＮＯであればステップ２０５に移行し
、カウンタｎに１を加算して、再びステップ２０３に移
行し法平面ＨＨｎを求める。ステップ２０４の判定がＹ
ＥＳであれば、次のステップ２０６に移行し、最終点Ｐ
２４における法平面ＨＨ５を前記ステップ２０３と同様
な方法で求める。

以上のステップ２００〜２０６の処理が終了す′ると再
びメインフローのステップ１０７に移行する。

ステップ１０７では、前記ステップ２０３により求めた
法平面ＨＨｎ全てについて、法平面ＨＨｎ上に補間曲線
Ｓ　Ｃ１’１を作成する。例えば、法平面ＨＨａ上に補
間曲線５ＣＩＩ上の点Ｐ１２とガイドラインＳＣ２１上
の点ＨＰ２が重ね合うように補間曲線ＳＣＩ　１を作成
する。次にステップ１０日で、前記ステップ１０７によ
り作成された原座標系における補間曲線５０１１を構成
する前記ステップ１０２で求めた所定分割方式で分割さ
れた補間点を原座標系の座標値に変換、し、補間点間を
所定の方法により補間することにより、スイープ曲面を
創成する。次にステップ１０９では前記ステップ１０日
により創成されたスイープ曲線を構成する曲線データを
磁気ディスク装置１２に記憶する。

以上のステップ１００〜１０９の処理が終了すると、曲
面創成の処理が終了する。

上記の処理により得られたスイープ曲面は第４図のＳＰ
に示すような曲面となり、曲面に変形部分ができること
なく滑らかな曲面となる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、３次元曲面の基準
形状を示す３次元曲線なるガイドラインを所定間隔に分
割し、このガイドライン上の分割された点について、ガ
イドラインに対して直交する法平面を演算する法平面演
算手段と、この法平面上に補間曲線を作成する補間曲線
作成手段と、補間曲線作成手段により作成された補間曲
線を構成する補間点に座標位置をスイープ曲面創成デー
タとして記憶するスイープ曲面創成データ記憶手段を設
けたので、スイープ曲面に変形が生じたりすることがな
く、滑らかなスイープ曲面を創成することができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示したブロック図、第２図は実
施例装置のハードウェアの構成を示したブロック図、第
３図は本発明のスイープ曲面の創成方法を説明するため
の図、第４図は実施例で求められたスイープ曲面を図示
した説明図、第５図、第６図はコンピュータの処理手順
を示したフローチャート、第７図はパートプログラムの
一例を示す図、第８図は従来の方法によりスイープ曲面
を創成した場合の図、第９図は従来のスイープ曲面創成
方法を説明するための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３次元曲面の断面形状を表す補間曲線を３次元曲面の基
   準形状を示す３次元曲線から成るガイドライン上に移動
   させ、このときの補間曲線の位置を座標変換しスイープ
   曲面創成データとしてメモリに記憶するようにしたスイ
   ープ曲面創成装置において、前記断器形状を入力する断
   面形状入力手段と、前記ガイドラインを入力するガイド
   ライン入力手段と、前記ガイドラインを所定間隔に分割
   するガイドライン分割手段と、前記分割されたガイドラ
   イン上の点についてガイドラインに対して直交する法平
   面を演算する法平面演算手段と、法平面上に前記補間曲
   線を作成する補間曲線作成手段と、この補間曲線作成手
   段により作成された前記補間曲線を構成する補間点の座
   標位置をスイープ曲面創成データとして前記メモリに記
   憶するスイープ曲面データ記憶手段とを設けたことを特
   徴とするスイープ曲面創成装置。