JPH03208554A - Designation of polishing range in polishing device - Google Patents

Designation of polishing range in polishing device

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JPH03208554A
JPH03208554A JP551590A JP551590A JPH03208554A JP H03208554 A JPH03208554 A JP H03208554A JP 551590 A JP551590 A JP 551590A JP 551590 A JP551590 A JP 551590A JP H03208554 A JPH03208554 A JP H03208554A
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point
teaching
polishing
plane
points
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Kenichi Kawada
健一 河田
Toshihiro Kaneda
兼田 敏弘
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To designate a polishing range with a high accuracy in less teaching points, by finding the point located on a curved face closest to the teaching point for designating polishing range as the point located on a plane and making the diagram regulated based on the teaching point for designating the polishing range as the polishing range. CONSTITUTION:In the case of designating the polishing range located on the curved face that the curved line of the plane above is stretched in the specific direction, a stretched direction is teached in advance, plural points P1, P2 - Pn+2 located on the curved face on the plane vertical to the stretched direction are teached and the space between adjacent teaching points located on the plane is obtained as the curved line segments S1, S - Sn - 1 expressed by using parameters s1, s2 - sn. Moreover, each teaching points are obtained as the point on the plane determined based on the parameter and coordinate in the stretching direction to teach the curved face. Further, the point on the curved face closest to the teaching point for designating the polishing range is found as the point on the plane and the diagram regulated based on the teaching point for designating all of the polishing range is taken as the polishing range.

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 この発明はみがき装置におけるみがき範囲指定方法に関
し、さらに詳細にいえば、平面上の曲線を所定方向に引
き延ばした曲面の所定範囲ををみがき範囲として指定す
る方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field> The present invention relates to a method for specifying a polishing range in a polishing device, and more specifically, a predetermined range of a curved surface obtained by stretching a curved line on a plane in a predetermined direction as a polishing range. Regarding how to specify.

く従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 産業用ロボットを用いて金型をみがく場合には、良好な
仕上がりが要求される関係上、みがき範囲を正確に指定
することが必要であり、みがき範囲を正確に指定するた
めには、みがき面上における教示点を正確に得なければ
ならない。
Prior Art and Problems to be Solved by the Invention When polishing a mold using an industrial robot, it is necessary to accurately specify the polishing range because a good finish is required. In order to accurately specify the polishing range, it is necessary to accurately obtain the teaching point on the polishing surface.

従来から任意の3次元曲面におけるみがき範囲を指定す
る場合には、一般的にタッチ・ブローブを用いて第6図
に示すよーうにみがき面の所望位置に接触させることに
より、該当点の座標値を得るようにしている。しかし、
タッチ・ブローブにより得られる教示点は、同図中Pで
示す点であり、みがき面との接触位置は同図中P″で示
す点であり、しかも接触点の方向が不明であるから、到
底正確なみがき範囲の教示を行なうことができない。
Conventionally, when specifying a polishing range on an arbitrary three-dimensional curved surface, the coordinate values of the corresponding point are determined by touching the desired position of the polishing surface using a touch probe as shown in Figure 6. I'm trying to get it. but,
The teaching point obtained by the touch probe is the point indicated by P in the figure, and the contact position with the polished surface is the point indicated by P'' in the figure, and since the direction of the contact point is unknown, there is no way It is not possible to accurately teach the brushing range.

また、平面上の曲線を所定方向に引き延ばした曲面をみ
がき面とする場合には、上記曲線を媒介変数を用いる方
程式として得、曲面上の教示点を媒介変数および引き延
ばし方向の座標に基づいて定まる平面に投影し、投影さ
れた教示点間を上記平面上で補間し、該当する方程式に
適用することによりみがき面上の座標、法線方向を得る
ことができる。しかし、タッチ・ブローブを用いて教示
された点は曲面上の点ではないから、媒介変数と引き延
ばし方向の座標に基づいて定まる平面上に投影した場合
に、正確な媒介変数として投影されるという保障がなく
、一般にかなりの誤差を伴なう媒介変数として投影され
てしまい、最終的に得られるみがき範囲がかなりの面積
誤差を含むことになる。この結果、みがき範囲を正確に
指定することが不可能になってしまい、ひいては良好な
仕上がりを達成できなくなってしまうという不都合があ
る。
In addition, when a curved surface obtained by stretching a curved line on a plane in a predetermined direction is used as a polishing surface, the above-mentioned curve is obtained as an equation using a parametric variable, and the teaching point on the curved surface is determined based on the parametric variable and the coordinates in the stretching direction. The coordinates and normal direction on the polishing surface can be obtained by projecting it onto a plane, interpolating between the projected teaching points on the plane, and applying it to the corresponding equation. However, since the point taught using the touch probe is not a point on a curved surface, there is no guarantee that it will be projected as an accurate parametric variable when projected onto a plane determined based on the parametric variable and the coordinates in the stretching direction. Therefore, it is generally projected as a parameter with a considerable error, and the final brushing range will include a considerable area error. As a result, it becomes impossible to accurately specify the polishing range, which in turn makes it impossible to achieve a good finish.

く発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
平面上の曲線を所定方向に引き延ばした形状のみがき面
上におけるみがき範囲を指定するに当ってみがき範囲指
定精度を著しく向上させることができる新規なみがき範
囲指定方法を提供することを目的としている。
Purpose of the invention> This invention was made in view of the above problems,
To provide a novel polishing range specifying method capable of significantly improving polishing range specification accuracy when specifying a polishing range on a polishing surface having a shape of a flat curve stretched in a predetermined direction.

〈3題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明のみがき装置に
おけるみがき範囲指定方法は、平面上の曲線を所定方向
に引き延ばした曲面におけるみがき範囲を指定する方法
であって、引き延ばされた方向を教示するとともに、引
き延ばされた方向に対して垂直な平面上で曲面上の複数
の点を教示し、中面上の隣合う教示点間を媒介変数を用
いて表現される曲線セグメントと〜して得るとともに、
各教示点を媒介変数および引き延ばし方向の座標に基づ
いて定まる平面上の点として得ることにより曲面を教示
しておいて、みがき範囲指定のための点を教示し、各教
示点に最も近い曲面上の点を上記平面上の点として求め
、全ての、みがき範囲指定のための教示点に基づいて規
定される図形をみがき範囲とする方法である。そして、
この発明においてみがき装置とは、金型、プラスチック
型等の表面仕上、模型の表面仕上等を行なう装置を含む
概念として使用される。
<Means for Solving the Three Problems> In order to achieve the above object, the method of specifying the polishing range in the polishing device of the present invention is a method of specifying the polishing range on a curved surface obtained by stretching a curved line on a plane in a predetermined direction. In addition to teaching the elongated direction, multiple points on the curved surface are taught on a plane perpendicular to the elongated direction, and a parameter is set between adjacent teaching points on the middle surface. and obtain the curve segment represented using
The curved surface is taught by obtaining each teaching point as a point on a plane determined based on the parametric variables and the coordinates in the stretching direction, and the point for specifying the polishing area is taught, and the point on the curved surface closest to each teaching point is taught. This is a method in which the points on the plane are determined, and all the figures defined based on the teaching points for specifying the polishing area are set as the polishing area. and,
In this invention, the term "polishing device" is used as a concept that includes devices for finishing the surface of metal molds, plastic molds, etc., and finishing the surface of models.

但し、教示点と曲線上の点との距離の2乗の関数の導関
数が0になる点および曲線セグメントの両端点における
上記関数の値を求め、関数の値が最小になる媒介変数を
教示点に対応する媒介変数とする方法であることが好ま
しい。
However, find the value of the above function at the point where the derivative of the function of the square of the distance between the teaching point and a point on the curve is 0 and at both end points of the curve segment, and teach the parametric variable that minimizes the value of the function. It is preferable to use a method in which a parameter corresponds to a point.

これらの場合において、みがき面としては、平面上の曲
線を、その平面と垂直な方向に引き延ばした曲面であっ
てもよく、または平面上の曲線を、その平面上の直線を
軸とする回転方向に引き延ばした曲面であってもよく、
これらの場合において曲線が3次スプライン曲線であっ
ても、2次曲線であっても、4次以上の曲線であっても
よい。
In these cases, the polishing surface may be a curved surface obtained by stretching a curve on a plane in a direction perpendicular to the plane, or a curve on a plane in the direction of rotation about a straight line on the plane. It may be a curved surface stretched to
In these cases, the curve may be a cubic spline curve, a quadratic curve, or a quartic or higher order curve.

〈作用〉 以上のみがき範囲指定方法であれば、平面上の曲線を所
定方向に引き延ばした曲面上のみがき範囲を指定するに
当って、予め、引き延ばされた方向を教示するとともに
、引き延ばされた方向に対して垂直な平面上で曲面上の
複数の点を教示し、平面上の隣合う教示点間を媒介変数
を用いて表現される曲線セグメントとして得るとともに
、各教示点を媒介変数および引き延ばし方向の座標に基
づいて定まる平面上の点として得ることにより曲面を教
示しておく。そして、タッチ・プローブ等により上記曲
面上におけるみがき範囲指定のための点を教示すればよ
く、教示された点自体ではなく、教示点に最も近い曲面
上の点を上記平面上の点として求め、全ての、みがき範
囲指定のための教示点に基づいて規定される図形をみが
き範囲とすることができる。したがって、その後、みが
き作業を行なう場合には、一上記平面上のみがき範囲に
属する点の平面座標から、該当する点が属する曲線セグ
メントの方程式に基づいて立体座標を得ることができる
ので、みがきツールの姿勢を得られた立体座標等に基づ
いて制御して、良好な金型のみがき作業を達成できる。
<Operation> With the above brushing range specification method, when specifying the brushing range on a curved surface obtained by stretching a curved line on a plane in a predetermined direction, the stretched direction is taught in advance, and the stretched A plurality of points on a curved surface are taught on a plane perpendicular to the direction in which the curve is spread, and the distance between adjacent teaching points on the plane is obtained as a curve segment expressed using a parametric variable, and each teaching point is A curved surface is taught by obtaining it as a point on a plane determined based on variables and coordinates in the stretching direction. Then, it is sufficient to teach a point on the curved surface for specifying the brushing range using a touch probe or the like, and instead of the taught point itself, the point on the curved surface closest to the taught point is determined as the point on the plane. All the figures defined based on the teaching points for specifying the polishing range can be set as the polishing range. Therefore, when performing polishing work afterwards, the three-dimensional coordinates can be obtained from the plane coordinates of the point belonging to the polishing range on the above-mentioned plane based on the equation of the curved segment to which the point belongs, so the polishing tool By controlling the position based on the obtained three-dimensional coordinates, etc., it is possible to achieve good mold polishing work.

そして、教示点と曲線上の点との距離の2乗の関数の導
関数がOになる点および曲線セグメントの両端点におけ
る上記関数の値を求め、関数の値が最小になる媒介変数
を教示点に対応する媒介変数とする方法である場合には
、距離の2乗の関数を簡単に得ることができ、しかもこ
の関数の導関数をも簡単に得ることができるので、媒介
変数を順次変化させて導関数の値を求め、導関数の符号
が反転する点間で直線補間等により導関数が0になる点
における媒介嚢数を一層高精度の近似値として求めるこ
とができる。そして、この点における関数値、および曲
線セグメントの両端点における関数値のうち、最小値に
対応する媒介変数を教示点とするのであるから、みがき
範囲を指定するための教示点を対応する媒介変数値とし
て得ることができる。
Then, find the value of the above function at the point where the derivative of the function of the square of the distance between the teaching point and a point on the curve becomes O and at both end points of the curve segment, and teach the parameter that minimizes the value of the function. If the parameter is a parameter corresponding to a point, the function of the square of the distance can be easily obtained, and the derivative of this function can also be easily obtained, so the parameter can be changed sequentially. By doing so, the value of the derivative is found, and by linear interpolation or the like between the points where the sign of the derivative is reversed, the number of mediates at the point where the derivative becomes 0 can be found as a more accurate approximate value. Since the parametric variable corresponding to the minimum value of the function value at this point and the function values at both end points of the curve segment is set as the teaching point, the teaching point for specifying the brushing range is the corresponding parametric variable. It can be obtained as a value.

これらの場合において、みがき面として教示すべき曲面
が、平面上の曲線を、その平面と垂直な方向に引き延ば
した曲面であれば、直交座標系で表現された教示点を媒
介変数と引き延ばし方向の座標とで定まる面上に写像す
ればよく、上記と同様の作用を達成できる。また、みが
き面として教示すべき曲面が、平面上の曲線を、その平
面上の直線を軸とする回転方向に引き延ばした曲面であ
れば、円筒座標系で表現された教示点を媒介変数と引き
延ばし方向の座標としての回転角とで定まる面上に写像
することにより上記と同様の作用を達成できる。そして
、上記曲線としては、3次スプライン曲線であってもよ
く、2次曲線であってもよく、4次以上の曲線であって
もよい。
In these cases, if the curved surface to be taught as a polishing surface is a curved surface obtained by stretching a curve on a plane in a direction perpendicular to the plane, the teaching point expressed in the orthogonal coordinate system is used as a parameter and the direction of stretching. It is sufficient to map onto a plane determined by the coordinates, and the same effect as above can be achieved. In addition, if the curved surface to be taught as a polishing surface is a curved surface that is a curved line on a plane stretched in the direction of rotation around a straight line on that plane, the teaching point expressed in the cylindrical coordinate system is stretched as a parameter. The same effect as above can be achieved by mapping onto a plane determined by the rotation angle as the coordinate of the direction. The curve may be a cubic spline curve, a quadratic curve, or a quartic or higher curve.

く実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。Example Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing examples.

第1図はこの発明のみがき面教示方法の一実施例を示す
フローチャートーであり、ステップ■において引き延ば
し方向を教示するための教示を直交座標系上で行ない、
ステップ■において、引き延ばし方向に対して垂直な平
面上で複数の点の教示を直交座標系上で行なう。そして
、ステップ■において、ステップ■で得られた教示点の
座標に基づいて隣合う教示点間の長さに対応して媒介変
数を求め、ステップ■において、ステップ■で得られた
媒介変数に基づいてパラメトリツクな3次スプライン曲
線の集合として表現される曲線の各3次スプライン曲線
の方程式を求め、ステップ■において、上記方程式の媒
介変数と引き延ばし方向の座標とで定まる面上にみがき
面を写像する。そして、ステップ■においてタッチ・ブ
ロープを用いてみがき範囲を指定する点を教示し、ステ
ップ■において教示点に最も近い曲面上の点に対応する
媒介変数を求め、ステップ■においてみがき範囲の指定
が終了したか否かを判別し、終了していなければ、再び
ステップ■以下の処理を反復する。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the brushing surface teaching method of the present invention, in which teaching for teaching the stretching direction is performed on an orthogonal coordinate system in step (3),
In step (2), a plurality of points are taught on a plane perpendicular to the stretching direction on an orthogonal coordinate system. Then, in step ■, a parametric variable is determined based on the length between adjacent teaching points based on the coordinates of the teaching point obtained in step ■, and in step ■, a parametric variable is determined based on the parametric variable obtained in step ■. Find the equation of each cubic spline curve of the curve expressed as a set of parametric cubic spline curves, and in step (2) map the polished surface onto the surface determined by the parametric variables of the above equation and the coordinates in the stretching direction. do. Then, in step ■, the point to specify the brushing range is taught using a touch probe, and in step ■, the parameter corresponding to the point on the curved surface closest to the teaching point is determined, and in step ■, the specification of the brushing range is completed. It is determined whether or not the process has been completed, and if it has not been completed, the process from step (2) onwards is repeated again.

逆に、ステップ■においてみがき範囲の指定が終了した
と判別された場合には、ステップ■において、写像され
たみがき面のみがき範囲を補間し、ステップ[相]にお
いて補間結果および該当する曲線の方程式に基づいて直
交座標系上での座標値および法線方向を算出する。但し
、ステップ[相]については、みがき作業を行なう場合
に実行させるようにしてもよい。
Conversely, if it is determined in step ■ that the specification of the polishing range has been completed, the polishing range of the mapped polishing surface is interpolated in step ■, and the interpolation result and the equation of the corresponding curve are calculated in step [phase]. The coordinate values and normal direction on the orthogonal coordinate system are calculated based on . However, step [phase] may be executed when polishing work is performed.

第2図はステップ■■の処理の一例を詳細に説明するフ
ローチャートであり、第3図(B)に示すように、ステ
ップ■で得られた教示点Piの数がnであり、隣合う教
示点間の曲線セグメントStの数がn−1の場合に対応
している。尚、各教示点Piにおける媒介変数の値をs
iとしている。
FIG. 2 is a flowchart illustrating in detail an example of the process of step ■■. As shown in FIG. 3 (B), the number of teaching points Pi obtained in step ■ is n, and This corresponds to the case where the number of curve segments St between points is n-1. Note that the value of the parameter at each teaching point Pi is s
It is set as i.

ステップ■においてi−0に初期設定するとともに、s
I−ΣPjPj+1(但し、i # 2 〜n −1)
に設定する。
In step (■), initialization is made to i-0, and s
I−ΣPjPj+1 (however, i # 2 ~ n −1)
Set to .

そして、ステップ@において、教示点Pl,P2を端点
とする曲線セグメントSlを求める。具体的には、曲線
セグメントSlが教示点P1.P2のみならず、教示点
P3をも通ると仮定し、しかも教示点P1における曲率
を0として方程式3 y=Ay s  +By s2+Cy s十Dyx−A
x s  +Bx s2+Cx S+D!3 の全ての係数を算出することにより曲線セグメントSl
を求める。即ち、各座標について、教示点P l.P 
2.P 3を通ることにより3つの条件式が得られ、教
示点P1における曲率が0であることにより1つの条件
式が得られるのであるから、上記方程式の係数を一意に
決定することができる。
Then, in step @, a curve segment Sl having the teaching points Pl and P2 as end points is determined. Specifically, the curve segment Sl is at the teaching point P1. Assuming that it passes through not only P2 but also teaching point P3, and assuming that the curvature at teaching point P1 is 0, Equation 3 y=Ay s + By s2 + Cy s + Dyx - A
x s +Bx s2+Cx S+D! 3 by calculating all coefficients of the curve segment Sl
seek. That is, for each coordinate, the teaching point P l. P
2. Since three conditional expressions are obtained by passing through P3, and one conditional expression is obtained by the curvature at the teaching point P1 being 0, the coefficients of the above equation can be uniquely determined.

その後、ステップ■においてiを1に設定し、ステップ
■においてiを1だけ増加させる。
Thereafter, i is set to 1 in step (2), and i is incremented by 1 in step (2).

そして、ステップ■において、教示点Pi,P il1
を端点とする曲線セグメントS1を求める。
Then, in step ■, the teaching points Pi, Pil1
Find a curve segment S1 whose end point is .

具体的には、曲線セグメントSiが教示点Pi.P1+
1のみならず、教示点Pj+2をも通ると仮定し、しか
も教示点P1における接線ベクトルが先行する曲線セグ
メントS i−1の教示点Piにおける接線ベクトルと
等しいことを条件として方程式y=Ay s  +By
 s2+Cy s+Dy3 X−AX S  +Bx s2+Cx S+D!8 の全ての係数を算出することにより曲線セグメン}Sj
 を求める。
Specifically, the curve segment Si is at the teaching point Pi. P1+
1 as well as the teaching point Pj+2, and on the condition that the tangent vector at the teaching point P1 is equal to the tangent vector at the teaching point Pi of the preceding curve segment S i-1, the equation y=Ay s + By
s2+Cy s+Dy3 X-AX S +Bx s2+Cx S+D! 8 by calculating all the coefficients of the curve segment}Sj
seek.

その後、ステップ[相]においてiがn−2と等しいか
否かを判別し、等しくなければステップ■■の処理を反
復する。逆に、ステップ[相]においてiがn−2と等
しいと判別された場合には、ステップ@において、直前
にステップ■において求められた曲線セグメントS n
−2の方程式を最後の曲線セグメントS n−1の方程
式としてそのまま採用する。即ち、最後の曲線セグメン
トS n−1については、次の曲線セグメントが存在し
ない関係上、ステップ■をそのまま適用しても方程式の
係数を一意に決定できないので、前の曲線セグメントS
 n−2の方程式をそのまま採用するのである。但し、
最後の曲線セグメントS n−1については前の曲線セ
グメントS n−2の方程式をそのまま採用することが
予め分っているのであるから、可能な限り誤差が少なく
なるように教示点Pn−1を設定すればよい。
Thereafter, in step [phase], it is determined whether or not i is equal to n-2, and if it is not equal, the process of step 2 is repeated. Conversely, if it is determined in step [phase] that i is equal to n-2, in step @, the curve segment S n obtained immediately before in step ■
-2 is directly adopted as the equation for the last curve segment S n-1. That is, for the last curve segment S n-1, since there is no next curve segment, the coefficients of the equation cannot be uniquely determined even if step
The equation for n-2 is adopted as is. however,
Since it is known in advance that for the last curve segment S n-1, the equation of the previous curve segment S n-2 is to be adopted as is, the teaching point P n-1 is set so that the error is as small as possible. Just set it.

第3図はみがき面教浜動作を概略的に説明する図であり
、同図(A)に示す曲面を教示する場合を示している。
FIG. 3 is a diagram schematically explaining the polishing surface teaching operation, and shows a case where the curved surface shown in FIG. 3(A) is taught.

同図(A)においてP l, P 2.− P n, 
P n+1.P n+2は教示点であり、直交座標系で
の座標値(xi.yi,zi)(但し、i−1〜n+2
)が教示される。そして、各教示点P1に対応する媒介
変数Sを51で表しており、教示点Pi.Pi+1で規
定される曲線セグメントSをStで表している。
In the same figure (A), P l, P2. - P n,
P n+1. P n+2 is the teaching point, and the coordinate values (xi.yi, zi) in the orthogonal coordinate system (however, i-1 to n+2
) is taught. The parameter S corresponding to each teaching point P1 is represented by 51, and the teaching point Pi. The curve segment S defined by Pi+1 is represented by St.

また、P 1,P 2,・・・Pnは引き延ばし方向と
垂直な甲面上での曲線を教示するための教示点であり(
同図(B)参照)、Pn+L,Pn+2は引き延ばし方
向を教示するための教示点である。
In addition, P 1, P 2, ... Pn are teaching points for teaching curves on the instep perpendicular to the stretching direction (
(Refer to FIG. 3B), Pn+L and Pn+2 are teaching points for teaching the stretching direction.

ここで、媒介変数Sは、si一ΣPjPj+1(但し、
sl−0)で表されるのであるから、上記曲面はs−z
面上で長方形として表される(同& (C)参照)。即
ち、曲面上の点は、媒介変数Sと2座標値とに基づいて
簡単に補開演算により算出できる。
Here, the parameter S is si−ΣPjPj+1 (however,
sl-0), the above curved surface is s-z
It is represented as a rectangle on the surface (see same & (C)). That is, points on the curved surface can be easily calculated by compensating the parameter S and the two coordinate values.

また、バラメトリックな3次スプライン曲線は上述のよ
うに一意に定まるのであるから、曲線セグメントS1は 3 y=fyi(s)−Ayis  十Byis2+Cy1
s+Dy1 xmfxl(s)=Axls  +Bx1s2+Cxi
s+3 Dxi として得られ、同図(D)(E)に示すように、媒介変
数の値が定まれば、X座標値およびy座標値が一意に定
まる。
In addition, since the parametric cubic spline curve is uniquely determined as described above, the curve segment S1 is 3 y=fyi(s)-Ayis +Byis2+Cy1
s+Dy1 xmfxl(s)=Axls+Bx1s2+Cxi
As shown in (D) and (E) of the same figure, once the value of the parameter is determined, the X coordinate value and the y coordinate value are uniquely determined.

したがって、媒介変数Sをバラメトリックな3次スプラ
イン曲線の軌跡の長さに対応させておき、しかも軌跡の
長さに対応させて該当する曲線セグメントを選択するこ
とにより曲面の全範囲にわたる教示を達成できる。
Therefore, by making the parametric variable S correspond to the length of the locus of the parametric cubic spline curve and selecting the corresponding curve segment in correspondence with the length of the locus, teaching over the entire range of the curved surface can be achieved. can.

″ii4図は第1図のフローチャートのステップ■の動
作を詳細に示すフローチャートであり、ステップ■にお
いてi=0に初期設定し、ステップ@において曲線セグ
メントS1の両端(媒介変数がそれぞれs i.s i
l1 )と教示点p<xp.yp>との距離の2乗の関
数fi  (s)= (Ax1s” 十Bx+s  +
Cxis +Dx4−xp ) 2+ (Ayis3.
  2 .  2 +By+s  +Cyis+Dyi−yp)2(D4i
1ヲ+nぞれfi  (si)、fi  (sil1)
として算出する。そして、ステップ■において上記曲線
セグメントS1を微少な区間に分割し、各分割点におけ
る媒介変数sij−si+n△S(但し、nはsij<
 s i+1の範囲内における自然数)について上記関
数fj  (s)の導関数f−i  (sjj) −2
 (AXIS  +Bxis2+Cxis +Dxi−
Xp )  (3A,  3 xis” +2Bxjs 十Cxi) +2 (Ayj
s” +Byi.   9 s  +Cyis +Dyi  Yp)  (3Ayi
s2+2B2 yjs+cyi)を算出し、ステップ■において導関数
f−i(sij)の符号が変化する区間が存在するか否
かを判別する。ステップ■において導関数の符号が変化
する区間が存在すると判別された場合には、ステップ■
において導関数の符号か変化する区間を直線近似して導
関数の値がOになる点sriを求め、ステップ■におい
てこの点sriにおける関数値fi(srDを算出し、
ステップ■において上記関数値fj  (s1)、fl
  (sil1)、fi(sr1)の最小値をf■1と
して抽出する。逆に、ステップ[有]において符号が変
化する区間が存在しないと判別゛された場合には、ステ
ップ■において上記関数値fi  (si)、f1  
(s1+1)の最小値をlsiとして抽出する。そして
、上記ステップ■の処理またはステップ@の処理が行な
われた後は、ステップ■においてiの値を1だけ増加さ
せ、ステップ[相]においてiがnと等しいか否かを判
別し、等しくなければ、再びステップ@の処理を行なう
。逆に、ステップ[相]においてiがnと等しいと判別
された場合には、ステップ■においてfmi(但し、i
−1〜n−1)の最小値を抽出し、最小値に対応する媒
介変数を曲面上における教示点に対応する媒介変数とす
る。
``ii Figure 4 is a flowchart showing in detail the operation of step ■ in the flowchart of Figure 1. In step ■, i is initialized to 0, and in step @, both ends of the curve segment S1 (parameters are respectively s i.s i
l1) and teaching point p<xp. The function of the square of the distance from yp> fi (s) = (Ax1s” 10Bx+s +
Cxis +Dx4-xp ) 2+ (Ayis3.
2. 2 +By+s +Cyis+Dyi-yp)2(D4i
1 wo + n respectively fi (si), fi (sil1)
Calculated as Then, in step (2), the curve segment S1 is divided into minute sections, and the parametric variable sij-si+n△S at each dividing point (where n is sij<
s (a natural number within the range of i+1), the derivative f-i (sjj) -2 of the above function fj (s)
(AXIS +Bxis2+Cxis +Dxi-
Xp ) (3A, 3 xis” +2Bxjs 1Cxi) +2 (Ayj
s” +Byi. 9 s +Cyis +Dyi Yp) (3Ayi
s2+2B2 yjs+cyi), and in step (2) it is determined whether there is an interval in which the sign of the derivative fi(sij) changes. If it is determined in step ■ that there is an interval in which the sign of the derivative changes, step ■
In step 2, calculate the point sri where the value of the derivative becomes O by linearly approximating the interval in which the sign of the derivative changes, and in step 2, calculate the function value fi (srD) at this point sri,
In step ■, the above function values fj (s1), fl
(sil1), the minimum value of fi(sr1) is extracted as f■1. Conversely, if it is determined in step [Yes] that there is no section in which the sign changes, the above function values fi (si), f1 are determined in step ■.
The minimum value of (s1+1) is extracted as lsi. Then, after the process in step ■ or the process in step @ is performed, in step ■, the value of i is increased by 1, and in step [phase], it is determined whether or not i is equal to n, and if they are equal. For example, perform the process in step @ again. Conversely, if i is determined to be equal to n in step [phase], fmi (however, i
-1 to n-1) is extracted, and the parameter corresponding to the minimum value is set as the parameter corresponding to the teaching point on the curved surface.

したがって、みがき範囲を指定するためにタッチ・ブロ
ーブにより点が教示される毎に上記の一連の処理を行な
うことによりみがき面上での教示点に最も近い点に対応
する媒介変数が得られ、得られた全ての媒介変数に基づ
いてみがき範囲を82面上における多角形として投影で
きる。
Therefore, by performing the above series of processes every time a point is taught by the touch probe to specify the polishing range, the parameter corresponding to the point closest to the taught point on the polishing surface is obtained, and the obtained parameter is The polishing range can be projected as a polygon on 82 planes based on all the parameters determined.

また、みがき面を教示する方法として、第2図のフロー
チャートに基づいて得られた各3次スプライン曲線に基
づいて各教示点間の長さを算出して、各教示点に対応す
る媒介変数を求め、得られた媒介変数に基づいてバラメ
トリックな3次スプライン曲線の集合として表現される
曲線の各3次スプライン曲線の方程式を再度求める方法
を採用することが可能であり、曲線セグメント群の近似
精度を一層高めることができる。
In addition, as a method of teaching the polished surface, the length between each teaching point is calculated based on each cubic spline curve obtained based on the flowchart in Fig. 2, and the parametric variable corresponding to each teaching point is calculated. It is possible to adopt a method of re-determining the equation of each cubic spline curve of a curve expressed as a set of parametric cubic spline curves based on the obtained parametric variables, and approximating a group of curve segments. Accuracy can be further improved.

そして、実際に金型等のみがき作業を行なう場合には、
予め設定されたみがきパターンに基づいてs−z面のみ
がき範囲を指定する多角形内でみがき軌跡を生成し、こ
のみがき軌跡に基づいて直交座標系における座標値(x
.y,z)および法線方向(f  X  (s),  
f  y  (s),  0)’X(0,0.1) 1
 (但し、1は転置)を算出し、みかきツールを法線方
向に向かせることにより、常にみがき面に対して垂直に
みがきツールを当てることができ、みがき作業効率を向
上させることができるとともに、良好な仕上がりを達成
できる。
When actually polishing molds, etc.,
A polishing trajectory is generated within a polygon that specifies the polishing range on the s-z plane based on a preset polishing pattern, and based on this polishing trajectory, coordinate values (x
.. y, z) and normal direction (f X (s),
f y (s), 0)'X(0,0.1) 1
(However, 1 is transposed) and by orienting the polishing tool in the normal direction, the polishing tool can always be applied perpendicularly to the polishing surface, improving the polishing work efficiency. , a good finish can be achieved.

く実施例2〉 第5図は回転体をみがき曲面とする場合における教示動
作を概略的に説明する図であり、先ず、回転軸を教示し
ておいて、回転軸を含む平面上の曲線を上記実施例と同
様に教示するだけでよく、簡単に曲面の教示を達成でき
、さらにみがき範囲の指定を簡単に、かつ精度よく行な
うことができる。
Embodiment 2> Fig. 5 is a diagram schematically explaining the teaching operation when the rotating body has a polished curved surface. First, the rotation axis is taught, and then the curve on the plane including the rotation axis is taught. It is only necessary to teach in the same manner as in the above embodiment, and teaching of curved surfaces can be easily accomplished, and furthermore, the polishing range can be specified easily and with high precision.

但し、この実施例の場合には、直交座標系に替えて円筒
座標系を採用するだけでよく、円筒座標系(x+y,θ
)で表現された教示点をS一θ面上に写像すればよい。
However, in the case of this embodiment, it is only necessary to adopt a cylindrical coordinate system instead of the orthogonal coordinate system, and the cylindrical coordinate system (x+y, θ
) may be mapped onto the S-θ plane.

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、3次スプライン曲線を所定方向に引き延ばし
た曲面に代えて、2次曲線または4次以上の曲線を所定
方向に引き延ばした曲面上におけるみがき範囲の指定に
適用できることは勿論である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, instead of a curved surface obtained by extending a cubic spline curve in a predetermined direction, a curved surface obtained by extending a quadratic curve or a curve of quartic or higher order in a predetermined direction may be used. Of course, this can be applied to the specification of the brushing range described above.

く発明の効果〉 以上のようにこの発明は、隣合う教示点間の曲線を媒介
変数を用いて表現される曲線セグメントとして得ること
によりみがき面を媒介変数と引き延ばし方向の座標とで
規定される面上の長方形として得ておいて、みがき範囲
を指定するための点を教示した場合に、みがき面上の最
も近い点に対応する媒介変数を得て上記面上における多
角形を得るのであるから、少ない教示点数で高精度にみ
がき範囲を指定できるという特有の効果を奏する。
Effects of the Invention> As described above, the present invention obtains curves between adjacent teaching points as curve segments expressed using parametric variables, thereby defining the polished surface using parametric variables and coordinates in the stretching direction. If a rectangle is obtained as a rectangle on the surface and a point for specifying the polishing area is taught, a parametric variable corresponding to the closest point on the polishing surface is obtained and a polygon on the surface is obtained. This has the unique effect of being able to specify the polishing range with high precision with a small number of teaching points.

第2の発明は、曲線セグメントの端点における距離の2
乗の関数の値およびこの関数の導関数の値がOになる点
における上記関数の値の中から最小値を得、最小値に対
応する媒介変数を得るのであるから、みがき面上の最も
近い点に対応する媒介変数をlIfl lliに得るこ
とができ、ひいては少ない教示点数で高精度にみがき範
囲を指定できるという特6゜の効果を奏する。
The second invention is based on the distance 2 at the end point of the curve segment.
The minimum value is obtained from the values of the above function at the point where the value of the multiplication function and the value of the derivative of this function are O, and the parameter corresponding to the minimum value is obtained, so the nearest value on the polished surface is obtained. The parameter variable corresponding to the point can be obtained in lIfl lli, and the polishing range can be specified with high accuracy with a small number of teaching points, which is a particularly advantageous effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

′i41図はこの発明のみがき面教示方法の一実施例を
示すフローチャート、 第2図は第1図のフローチャートのステップ■■の処理
の一例を詳細に説明するフローチャート、第3図はみが
き面教示動作を概略的に説明する図、 第4図は第1図のフローチャートのステップ■の処理の
他の例を詳細に説明するフローチャート、第5図は回転
体をみがき曲面とする場合における教示動作を概略的に
説明する図、 第6図はタッチ・ブローブによる教示状態を示す図。 (PI  )  (P2 )  −  (Pn )  
(Pn+1  )  (Pn+2 )・・・教示点、
Fig. 41 is a flowchart showing an embodiment of the method for teaching the brushing surface of the present invention, Fig. 2 is a flowchart explaining in detail an example of the process of step ■■ in the flowchart of Fig. 1, and Fig. 3 shows the operation of teaching the brushing surface. FIG. 4 is a flowchart that explains in detail another example of the process of step ① in the flowchart of FIG. 1, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a teaching state using a touch probe. (PI) (P2) - (Pn)
(Pn+1) (Pn+2)...Teaching point,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、平面上の曲線を所定方向に引き延ばした曲面におけ
るみがき範囲を指定する方法であって、引き延ばされた
方向を教示するとともに、引き延ばされた方向に対して
垂直な平面上で曲面上の複数の点を教示し、平面上の隣
合う教示点間を媒介変数を用いて表現される曲線セグメ
ントとして得るとともに、各教示点を媒介変数および引
き延ばし方向の座標に基づいて定まる平面上の点として
得ることにより曲面を教示し、さらに、みがき範囲指定
のための教示点に最も近い曲面上の点を上記平面上の点
として求め、全ての、みがき範囲指定のための教示点に
基づいて規定される図形をみがき範囲とすることを特徴
とするみがき装置におけるみがき範囲指定方法。 2、教示点と曲線上の点との距離の2乗の関数の導関数
が0になる点および曲線セグメントの両端点における上
記関数の値を求め、関数の値が最小になる媒介変数を教
示点に対応する媒介変数とする上記特許請求の範囲第1
項記載のみがき装置におけるみがき範囲指定方法。
[Claims] 1. A method for specifying a polishing range on a curved surface obtained by stretching a curved line on a plane in a predetermined direction. Teach multiple points on a curved surface on a perpendicular plane, obtain curve segments between adjacent teaching points on the plane expressed using parametric variables, and convert each teaching point into parametric variables and coordinates in the stretching direction. The curved surface is taught by obtaining the point on the plane determined based on the teaching point, and the point on the curved surface closest to the teaching point for specifying the polishing area is determined as the point on the plane, and all points for specifying the polishing area are obtained. A method for specifying a polishing area in a polishing device, characterized in that the polishing area is a figure defined based on teaching points. 2. Find the value of the above function at the point where the derivative of the function of the square of the distance between the teaching point and a point on the curve becomes 0 and at both end points of the curve segment, and teach the parameter that minimizes the value of the function. Claim 1 above, where the parameter is a parameter corresponding to a point.
How to specify the polishing area in the polishing device described in Section 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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