JPH02227704A - 三次元曲面輪郭創成装置 - Google Patents
三次元曲面輪郭創成装置Info
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- JPH02227704A JPH02227704A JP4947289A JP4947289A JPH02227704A JP H02227704 A JPH02227704 A JP H02227704A JP 4947289 A JP4947289 A JP 4947289A JP 4947289 A JP4947289 A JP 4947289A JP H02227704 A JPH02227704 A JP H02227704A
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- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、輪郭が空間形状でしか表ずこさができない三
次元形状の輪郭形状を創成するための三次元曲面輪郭創
成装置に関する。
次元形状の輪郭形状を創成するための三次元曲面輪郭創
成装置に関する。
従来、三次元形状が、−平面上の円弧及び線分等の幾何
学的形状で表せる場合は、自動プログラミングが可能で
ある。そして、その三次元形状の輪郭加工においても、
輪郭形状を円弧と線分で結び、その形状を工具半径分オ
フセットしたＮＣデータを生成することができ、エンド
ミル等の切削工具により、三次元曲面の輪郭形状が創成
される。
学的形状で表せる場合は、自動プログラミングが可能で
ある。そして、その三次元形状の輪郭加工においても、
輪郭形状を円弧と線分で結び、その形状を工具半径分オ
フセットしたＮＣデータを生成することができ、エンド
ミル等の切削工具により、三次元曲面の輪郭形状が創成
される。
ところが、例えば、第６図及び第７図に示したように、
スクリューの羽根形状等の捩じれ曲面である三次元曲面
は、羽根形状を表現する特別な表現方法があり、単純な
幾何学的形状の組合せでは表現することができない。従
って、このような三次元形状における輪郭形状も一平面
上の円弧及び線分で表せない空間形状であるので、容易
に、従来のような輪郭形状創成ができなかった。 本発明は、上記の課題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、−平面上で表せない空
間形状である捩じれ曲面から成る三次元形状を輪郭切削
するためのＮＣデータが容易に生成できる三次元曲面輪
郭創成装置を提供することである。
スクリューの羽根形状等の捩じれ曲面である三次元曲面
は、羽根形状を表現する特別な表現方法があり、単純な
幾何学的形状の組合せでは表現することができない。従
って、このような三次元形状における輪郭形状も一平面
上の円弧及び線分で表せない空間形状であるので、容易
に、従来のような輪郭形状創成ができなかった。 本発明は、上記の課題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、−平面上で表せない空
間形状である捩じれ曲面から成る三次元形状を輪郭切削
するためのＮＣデータが容易に生成できる三次元曲面輪
郭創成装置を提供することである。
上記課題を解決するための発明の構成は、第１図にその
概念を示したように、輪郭点が一平面上にない捩じれ曲
面から成る三次元形状に対する輪郭形状を創成する三次
元曲面輪郭創成装置において、前記三次元形状に基づい
た断面形状により複数の三次元曲面を創成する曲面創成
手段と、前記曲面創成手段により創成された複数の三次
元曲面の最外郭の点群を抽出する輪郭点群抽出手段と、
前記輪郭点群抽出手段により抽出された点群の間を補間
する輪郭点群抽出手段と、前記輪郭点群補間手段により
補間された輪郭点群をＸ−Ｙ平面に投影した輪郭点列と
して算出する輪郭点列演算手段と、前記輪郭点列演算手
段により算出された輪郭点列に対して工具半径分オフセ
ットし、投影方向と同方向から切削するためのＮＣデー
タを生成するＮＣデータ生成手段とを備えたことを特徴
とする。
概念を示したように、輪郭点が一平面上にない捩じれ曲
面から成る三次元形状に対する輪郭形状を創成する三次
元曲面輪郭創成装置において、前記三次元形状に基づい
た断面形状により複数の三次元曲面を創成する曲面創成
手段と、前記曲面創成手段により創成された複数の三次
元曲面の最外郭の点群を抽出する輪郭点群抽出手段と、
前記輪郭点群抽出手段により抽出された点群の間を補間
する輪郭点群抽出手段と、前記輪郭点群補間手段により
補間された輪郭点群をＸ−Ｙ平面に投影した輪郭点列と
して算出する輪郭点列演算手段と、前記輪郭点列演算手
段により算出された輪郭点列に対して工具半径分オフセ
ットし、投影方向と同方向から切削するためのＮＣデー
タを生成するＮＣデータ生成手段とを備えたことを特徴
とする。
曲面創成手段は断面形状により複数の三次元曲面を創成
し、輪郭点群抽出手段はその複数の三次元曲面にふける
最外郭の点群を抽出し、輪郭点群抽出手段はそれらの点
群間を補間する。そして、輪郭点列演算手段はその補間
された輪郭点群を上記断面形状に垂直な一平面に投影し
た輪郭点列として算出する。ＮＣデータ生成手段はその
算出された輪郭点列を工具半径分オフセットして上記投
影方向と同方向から切削するためのＮＣデータを生成す
る。 つまり、輪郭点が一平面上にない捩じれ曲面から成る三
次元形状であっても、その断面形状を入力するのみで、
複数の三次元曲面を創成し、その最外郭の点群を補間し
た輪郭点群を断面形状に垂直な一平面に投影した輪郭Ａ
ダ１が算出され、その算出された輪郭点列に基づいて投
影方向と同方向から切削するためのＮＣデータが生成で
きることになる。
し、輪郭点群抽出手段はその複数の三次元曲面にふける
最外郭の点群を抽出し、輪郭点群抽出手段はそれらの点
群間を補間する。そして、輪郭点列演算手段はその補間
された輪郭点群を上記断面形状に垂直な一平面に投影し
た輪郭点列として算出する。ＮＣデータ生成手段はその
算出された輪郭点列を工具半径分オフセットして上記投
影方向と同方向から切削するためのＮＣデータを生成す
る。 つまり、輪郭点が一平面上にない捩じれ曲面から成る三
次元形状であっても、その断面形状を入力するのみで、
複数の三次元曲面を創成し、その最外郭の点群を補間し
た輪郭点群を断面形状に垂直な一平面に投影した輪郭Ａ
ダ１が算出され、その算出された輪郭点列に基づいて投
影方向と同方向から切削するためのＮＣデータが生成で
きることになる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第２図において１０は数値制御装置であり、この数値制
御装置１０には、サーボモータ駆動回路ＤＵＸ、ＤＵＹ
、ＤＵＺ、 シーケンス：ｉントローラ１１が開路のイ
ンタフェースを介して接続されている。 一方、２０は前記構成の数値制御装置１０によって制御
されるマシニングセンタ形の工作機械であり、前記サー
ボモータ駆動回路ＤＵＸ、ＤＵＹ。 ＤＵＺのそれぞれによって駆動されるサーボモータ２１
．２２．’２３の回゛転によ′って、工作物Ｗを支持す
る工作物テーブル２５と、主軸モータＳＭによって駆動
される主軸２６を軸架する主軸ヘッド２４との間の相対
位置が３次元的に変更される。 又、２７は複数種類の工具を保持する工具マガジンであ
り、開路のマガジン割出装置と工具交換装置２８とによ
って工具マガジン２７内の工具が選択的に主軸２６に装
着されて工作物Ｗの加工が行われる。 更に、シーケンスコントローラ１１には、コンピュータ
１２と主軸モータＳＭの回転数を制御する主軸モータ駆
動回路１５とが接続されている。 このコンピュータ１２はマイクロプロセッサ１２ａ１り
（ｌ ツタ信号発□生向路１２ ｂＳ’ＲＯＭ ｉ ２
ｃ、ＲＡＭＩ ２ ｄ、固□定ディスク１’２ｅ、イ
ンタフェース１２ｆ、１２ｇ、１２ｈによるで主に構成
され、インタフェース１２ｈにはキーボード１３とＣＲ
Ｔ表示装置１４が接続されている。 次に、本装置で使用されているＭＰＵ１２ａの処理手順
を第３図のフローチャートに基づき、その処理等につい
て説明した第４図（ａ）〜第４図（ｈ）を参照しながら
説明する。 先ず、ステップ１００で捩じれ曲面から成る三次元形状
の曲面を構成する骨組みである、例えば、第４図（ａ）
のような断面形状を入力する。 次に、曲面創成手段を構成するステップ１０２に移行し
、ステップ１００で入力された断面形状から複数の三次
元曲面（第４図（ｂ））を創成する。 そして、輪郭点群抽出手段を構成するステップ１０４に
移行し、ステップ１０２で求められた各三次元曲面を構
成する４つの辺の４つの格子点である点群から複数の三
次元曲面の最外郭となる点群を抽出する（第４図（Ｃ）
）。 次に、輪郭点群補間手段を構成するステップ１０６に移
行し、ステップ１０４で抽出された輪郭点群の間を、第
４図（ｄ）のように、スプライン補間する。 そして、輪郭点列演算手段を構成するステップ１０８に
移行し、ステップ１０６で補間された空間上の輪郭点群
（第４図（ｅ））を主軸に対して垂直な平面に投影した
輪郭点列（第４図（ｆ））として算出する。 そして、ステップ１１０に移行し、ステップ１０８で算
出された輪郭点列に対して工具半径分としてＲだけオフ
セットシた最外郭形状の点列を最外郭点列（第４図（（
イ））として算出する。 次にステップ１１２に移行して、ステップ１１０で算出
された最外郭点列を時計回りに一本に結んだ後、ステッ
プ１１４に移行し、その時計回りに一本に結ばれた最外
郭点列を予め指定された切削開始点Ｐと切削方向ベクト
ルＪによる始点Ｑより予め設定されたトレランスにてト
レランス分割する（第４図（ｈ））。上記始点Ｑは切削
開始点Ｐと切削方向ベクトル言を入力することで決定さ
れる。ここで、ＡＢは始点Ｑで接するものとし、又、Ａ
、 Ｂの中心角２θは予め設定しておく。 そして、ステップ１１６に移行し、ステップ１１４でト
レランス分割された最外郭点列に基づいて、投影方向と
同方向から切削するためのＮＣデータを始点Ｑより始点
Ｑまで生成し、本プロクラムを終了する。 尚、ＮＣデータ生成手段はステップ１１０〜１１６にて
達成される。 ここで、第５図に示したように、複数の曲面（曲面１或
いは曲面２）が交わっている場合には、上述と同様にス
テップ１００〜１０８で処理した後、ステップ１１０で
工具半径分としてＲだけオフセットして算出された各曲
面（曲面１及び曲面２）の最外郭点列を、ステップ１１
２で時計回りに結び、他曲面と交わった時は、必ず左側
へ折れる経路を採り一本に結ぶ。そして、ステップ１１
４〜１１６については上述と同様に処理される。 又、ステップ１１４でトレランス分割された最外郭点列
に基づいて、その内外を島残しとしたポケットミリング
加工のＮＣデータを生成させても良い。 このように、スクリューの羽根形状等のように、その輪
郭が空間形状でしか表すことができない三次元形状の場
合であっても、断面形状を定義し、曲面創成さえすれば
自動的に輪郭切削のＮＣデータが作成でき、従来の二次
元形状入力によるＮＣデータ作成作業が大幅に開城でき
る。
御装置１０には、サーボモータ駆動回路ＤＵＸ、ＤＵＹ
、ＤＵＺ、 シーケンス：ｉントローラ１１が開路のイ
ンタフェースを介して接続されている。 一方、２０は前記構成の数値制御装置１０によって制御
されるマシニングセンタ形の工作機械であり、前記サー
ボモータ駆動回路ＤＵＸ、ＤＵＹ。 ＤＵＺのそれぞれによって駆動されるサーボモータ２１
．２２．’２３の回゛転によ′って、工作物Ｗを支持す
る工作物テーブル２５と、主軸モータＳＭによって駆動
される主軸２６を軸架する主軸ヘッド２４との間の相対
位置が３次元的に変更される。 又、２７は複数種類の工具を保持する工具マガジンであ
り、開路のマガジン割出装置と工具交換装置２８とによ
って工具マガジン２７内の工具が選択的に主軸２６に装
着されて工作物Ｗの加工が行われる。 更に、シーケンスコントローラ１１には、コンピュータ
１２と主軸モータＳＭの回転数を制御する主軸モータ駆
動回路１５とが接続されている。 このコンピュータ１２はマイクロプロセッサ１２ａ１り
（ｌ ツタ信号発□生向路１２ ｂＳ’ＲＯＭ ｉ ２
ｃ、ＲＡＭＩ ２ ｄ、固□定ディスク１’２ｅ、イ
ンタフェース１２ｆ、１２ｇ、１２ｈによるで主に構成
され、インタフェース１２ｈにはキーボード１３とＣＲ
Ｔ表示装置１４が接続されている。 次に、本装置で使用されているＭＰＵ１２ａの処理手順
を第３図のフローチャートに基づき、その処理等につい
て説明した第４図（ａ）〜第４図（ｈ）を参照しながら
説明する。 先ず、ステップ１００で捩じれ曲面から成る三次元形状
の曲面を構成する骨組みである、例えば、第４図（ａ）
のような断面形状を入力する。 次に、曲面創成手段を構成するステップ１０２に移行し
、ステップ１００で入力された断面形状から複数の三次
元曲面（第４図（ｂ））を創成する。 そして、輪郭点群抽出手段を構成するステップ１０４に
移行し、ステップ１０２で求められた各三次元曲面を構
成する４つの辺の４つの格子点である点群から複数の三
次元曲面の最外郭となる点群を抽出する（第４図（Ｃ）
）。 次に、輪郭点群補間手段を構成するステップ１０６に移
行し、ステップ１０４で抽出された輪郭点群の間を、第
４図（ｄ）のように、スプライン補間する。 そして、輪郭点列演算手段を構成するステップ１０８に
移行し、ステップ１０６で補間された空間上の輪郭点群
（第４図（ｅ））を主軸に対して垂直な平面に投影した
輪郭点列（第４図（ｆ））として算出する。 そして、ステップ１１０に移行し、ステップ１０８で算
出された輪郭点列に対して工具半径分としてＲだけオフ
セットシた最外郭形状の点列を最外郭点列（第４図（（
イ））として算出する。 次にステップ１１２に移行して、ステップ１１０で算出
された最外郭点列を時計回りに一本に結んだ後、ステッ
プ１１４に移行し、その時計回りに一本に結ばれた最外
郭点列を予め指定された切削開始点Ｐと切削方向ベクト
ルＪによる始点Ｑより予め設定されたトレランスにてト
レランス分割する（第４図（ｈ））。上記始点Ｑは切削
開始点Ｐと切削方向ベクトル言を入力することで決定さ
れる。ここで、ＡＢは始点Ｑで接するものとし、又、Ａ
、 Ｂの中心角２θは予め設定しておく。 そして、ステップ１１６に移行し、ステップ１１４でト
レランス分割された最外郭点列に基づいて、投影方向と
同方向から切削するためのＮＣデータを始点Ｑより始点
Ｑまで生成し、本プロクラムを終了する。 尚、ＮＣデータ生成手段はステップ１１０〜１１６にて
達成される。 ここで、第５図に示したように、複数の曲面（曲面１或
いは曲面２）が交わっている場合には、上述と同様にス
テップ１００〜１０８で処理した後、ステップ１１０で
工具半径分としてＲだけオフセットして算出された各曲
面（曲面１及び曲面２）の最外郭点列を、ステップ１１
２で時計回りに結び、他曲面と交わった時は、必ず左側
へ折れる経路を採り一本に結ぶ。そして、ステップ１１
４〜１１６については上述と同様に処理される。 又、ステップ１１４でトレランス分割された最外郭点列
に基づいて、その内外を島残しとしたポケットミリング
加工のＮＣデータを生成させても良い。 このように、スクリューの羽根形状等のように、その輪
郭が空間形状でしか表すことができない三次元形状の場
合であっても、断面形状を定義し、曲面創成さえすれば
自動的に輪郭切削のＮＣデータが作成でき、従来の二次
元形状入力によるＮＣデータ作成作業が大幅に開城でき
る。
本発明は、三次元形状に基づいた断面形状により曲面創
成手段は複数の三次元曲面を創成し、それらの最外郭の
点群を輪郭点群抽出手段は抽出し、抽出された点群の間
を輪郭点群補間手段は補間し、補間された輪郭点群を輪
郭点列演算手段は主軸に対して垂直な一平面に投影した
輪郭点列として算出し、算出された輪郭点列に対して工
具半径分オフセットし、投影方向と同方向から切削する
ためのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段とを備
えているので、輪郭切削のＮＣデータを作成する作業と
しては曲面を構成する骨組である断面形状を入力するす
ごけとなり、先ず、読み込まれた断面形状から三次元曲
面が創成される。次に、創成された曲面の最外郭の点群
は補間され輪郭点群となり、主軸に対して垂直な一平面
に投影され輪郭点列となる。そして、輪郭点列に対して
工具半径分オフセットすることにより、投影方向と同方
向から輪郭切削するためのＮＣデータが作成される。 従って、ＮＣデータ作成作業が大幅に削減できるという
効果を有する。
成手段は複数の三次元曲面を創成し、それらの最外郭の
点群を輪郭点群抽出手段は抽出し、抽出された点群の間
を輪郭点群補間手段は補間し、補間された輪郭点群を輪
郭点列演算手段は主軸に対して垂直な一平面に投影した
輪郭点列として算出し、算出された輪郭点列に対して工
具半径分オフセットし、投影方向と同方向から切削する
ためのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段とを備
えているので、輪郭切削のＮＣデータを作成する作業と
しては曲面を構成する骨組である断面形状を入力するす
ごけとなり、先ず、読み込まれた断面形状から三次元曲
面が創成される。次に、創成された曲面の最外郭の点群
は補間され輪郭点群となり、主軸に対して垂直な一平面
に投影され輪郭点列となる。そして、輪郭点列に対して
工具半径分オフセットすることにより、投影方向と同方
向から輪郭切削するためのＮＣデータが作成される。 従って、ＮＣデータ作成作業が大幅に削減できるという
効果を有する。
第１図は本発明の概念を示した構成図。第２図は本発明
の具体的な一実施例に係る三次元曲面輪郭創成装置を有
する数値制御装置及び工作機械の構成を示した構成図。 第３図は同実施例装置で使用されているＭＰＵの処理手
順を示したフローチャート。第４図（ａ）〜（５）は第
３図のフローチャートにおける各ステップの処理を説明
した説明図。第５図は第４図（へ）における他の場合を
示した説明図。 第６図及び第７図は捩じれ曲面である三次元曲面として
スクリューの羽根形状を示した説明図である。 ２ａ ２ｅ ２１゜ 数値制御装置 １２゛コンピユータ マイクロプロセツサ 固定ディスク ２０ 工作機械 ２２．２３−サーボモータ 工作物テーブル ＳＭ −主軸モータ工作物
の具体的な一実施例に係る三次元曲面輪郭創成装置を有
する数値制御装置及び工作機械の構成を示した構成図。 第３図は同実施例装置で使用されているＭＰＵの処理手
順を示したフローチャート。第４図（ａ）〜（５）は第
３図のフローチャートにおける各ステップの処理を説明
した説明図。第５図は第４図（へ）における他の場合を
示した説明図。 第６図及び第７図は捩じれ曲面である三次元曲面として
スクリューの羽根形状を示した説明図である。 ２ａ ２ｅ ２１゜ 数値制御装置 １２゛コンピユータ マイクロプロセツサ 固定ディスク ２０ 工作機械 ２２．２３−サーボモータ 工作物テーブル ＳＭ −主軸モータ工作物
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 輪郭点が一平面上にない捩じれ曲面から成る三次元形状
に対する輪郭形状を創成する三次元曲面輪郭創成装置に
おいて、 前記三次元形状に基づいた断面形状により複数の三次元
曲面を創成する曲面創成手段と、 前記曲面創成手段により創成された複数の三次元曲面の
最外郭の点群を抽出する輪郭点群抽出手段と、 前記輪郭点群抽出手段により抽出された点群の間を補間
する輪郭点群補間手段と、 前記輪郭点群補間手段により補間された輪郭点群をＸ−
Ｙ平面に投影した輪郭点列として算出する輪郭点列演算
手段と、 前記輪郭点列演算手段により算出された輪郭点列に対し
て工具半径分オフセットし、投影方向と同方向から切削
するためのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と を備えたことを特徴とする三次元曲面輪郭創成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4947289A JPH02227704A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 三次元曲面輪郭創成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4947289A JPH02227704A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 三次元曲面輪郭創成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02227704A true JPH02227704A (ja) | 1990-09-10 |
Family
ID=12832094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4947289A Pending JPH02227704A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 三次元曲面輪郭創成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02227704A (ja) |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP4947289A patent/JPH02227704A/ja active Pending
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