JPH0373883B2 - - Google Patents
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- JPH0373883B2 JPH0373883B2 JP56054044A JP5404481A JPH0373883B2 JP H0373883 B2 JPH0373883 B2 JP H0373883B2 JP 56054044 A JP56054044 A JP 56054044A JP 5404481 A JP5404481 A JP 5404481A JP H0373883 B2 JPH0373883 B2 JP H0373883B2
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- JP
- Japan
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- curve
- cross
- curved surface
- section
- curves
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35151—Modeling geometric, generation or forming of curved surface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49385—Using pick feed when machining a surface
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、3次元金型等の数値制御加工に際し
て必要となる数値制御テープの作成に好適な数値
制御装置の曲面加工データ作成する方法に関す
る。
て必要となる数値制御テープの作成に好適な数値
制御装置の曲面加工データ作成する方法に関す
る。
3次元金型等の設計図面上の曲面は一般に複数
の断面曲線によつて表現されており、ある断面曲
線と次の断面曲線間の形状データは存在しない。
ところで、数値制御加工に際してはこのように中
間の形状が与えられていないにもかゝわらず上記
2つの断面曲線間を滑めらかにつながるように加
工することが要求される。このことは、換言する
ならば、上記2つの断面曲線間の曲面を、該断面
曲線のデータ等から生成し、該生成された曲面に
関するデータをNCテープに穿孔し、該NCテー
プからの指令により加工をしなければならないこ
とを意味する。このため、かゝる数値制御テープ
は従来コンピユータを用いて作成されており、そ
の曲面生成法として(1)曲面を微細な部分に分割し
て処理するパツチ方式と、(2)直線及び円弧の合成
でなる2次曲線を第3軸目のピツクフイードごと
に修飾する方式とが実用化されている。
の断面曲線によつて表現されており、ある断面曲
線と次の断面曲線間の形状データは存在しない。
ところで、数値制御加工に際してはこのように中
間の形状が与えられていないにもかゝわらず上記
2つの断面曲線間を滑めらかにつながるように加
工することが要求される。このことは、換言する
ならば、上記2つの断面曲線間の曲面を、該断面
曲線のデータ等から生成し、該生成された曲面に
関するデータをNCテープに穿孔し、該NCテー
プからの指令により加工をしなければならないこ
とを意味する。このため、かゝる数値制御テープ
は従来コンピユータを用いて作成されており、そ
の曲面生成法として(1)曲面を微細な部分に分割し
て処理するパツチ方式と、(2)直線及び円弧の合成
でなる2次曲線を第3軸目のピツクフイードごと
に修飾する方式とが実用化されている。
しかし(1)のパツチ方式は膨大なデータ処理と複
雑な数式処理が必要となると共に、大規模コンピ
ユータシステムが必要となり、又(2)の方式は小規
模コンピユータで処理が可能であるが3次元工具
オフセツトができなかつたり、刃物の移動方向に
制限がありすぎたり、加工形状にも制約がありす
ぎ、複雑な3次元曲面体を生成できない欠点があ
つた。
雑な数式処理が必要となると共に、大規模コンピ
ユータシステムが必要となり、又(2)の方式は小規
模コンピユータで処理が可能であるが3次元工具
オフセツトができなかつたり、刃物の移動方向に
制限がありすぎたり、加工形状にも制約がありす
ぎ、複雑な3次元曲面体を生成できない欠点があ
つた。
そこで、本発明者は3次元曲面体の与断面を特
定する断面データと、該断面上の断面曲線を特定
するデータとから所定の規則に従つて複数の中間
断面を生成すると共に、該中間断面による曲面体
の断面曲線(中間断面曲線)を求め、該生成した
複数の中間断面曲線により3次元曲面体の曲面を
生成する方法を提案している。この既提案の方法
は換言するならば、2つの与えられた断面曲線の
うち第1の断面曲線を第2の断面曲線と重なるよ
うに変化させながら移動させたとき該第1の断面
曲線の移動により形成される曲面を、複数の中間
断面曲線の集合として生成するものである。そし
て中間断面曲線の生成に際しては第1、第2の断
面曲線の全体を互いに均等に対応ずけ、即ち各断
面曲線をM分割したときそれぞれのi(i=1、
2、…n)番目の分割点Pi、Qiを互いに対応す
るものとし、この対応関係を用いて各中間断面曲
線を生成するものであつた。
定する断面データと、該断面上の断面曲線を特定
するデータとから所定の規則に従つて複数の中間
断面を生成すると共に、該中間断面による曲面体
の断面曲線(中間断面曲線)を求め、該生成した
複数の中間断面曲線により3次元曲面体の曲面を
生成する方法を提案している。この既提案の方法
は換言するならば、2つの与えられた断面曲線の
うち第1の断面曲線を第2の断面曲線と重なるよ
うに変化させながら移動させたとき該第1の断面
曲線の移動により形成される曲面を、複数の中間
断面曲線の集合として生成するものである。そし
て中間断面曲線の生成に際しては第1、第2の断
面曲線の全体を互いに均等に対応ずけ、即ち各断
面曲線をM分割したときそれぞれのi(i=1、
2、…n)番目の分割点Pi、Qiを互いに対応す
るものとし、この対応関係を用いて各中間断面曲
線を生成するものであつた。
しかしながら、このように断面曲線の対応関係
を一義的に決めてしまうと曲面生成の自由度がな
くなり、微妙に変化する曲面を正確に生成できな
い場合がある。たとえば一方の断面曲線が曲率の
小さい曲線部Aと該曲線部Aの長さよりはるかに
長いゆるやかな曲線部Bとから成つているような
場合には上記方法では曲線部A近傍の曲面を正確
に表現できない。又、均等の対応関係により生成
される曲面と若干異なる曲面を得たい場合には上
記の曲面生成方法では何等これに対処できない。
を一義的に決めてしまうと曲面生成の自由度がな
くなり、微妙に変化する曲面を正確に生成できな
い場合がある。たとえば一方の断面曲線が曲率の
小さい曲線部Aと該曲線部Aの長さよりはるかに
長いゆるやかな曲線部Bとから成つているような
場合には上記方法では曲線部A近傍の曲面を正確
に表現できない。又、均等の対応関係により生成
される曲面と若干異なる曲面を得たい場合には上
記の曲面生成方法では何等これに対処できない。
以上から、本発明は曲面生成の自由度を向上で
き、しかも微妙に変化する曲面を正確に生成でき
る数値制御装置の曲面加工データを作成する方法
を提供することを目的とする。
き、しかも微妙に変化する曲面を正確に生成でき
る数値制御装置の曲面加工データを作成する方法
を提供することを目的とする。
そして、この目的は本発明においては第1の断
面曲線あるいは基準曲線上に第2の断面曲線ある
いは基準曲線上のポイントQiと対応するポイント
Piを定め、該対応関係を変更することにより達成
される。
面曲線あるいは基準曲線上に第2の断面曲線ある
いは基準曲線上のポイントQiと対応するポイント
Piを定め、該対応関係を変更することにより達成
される。
以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。
明する。
第1図は2つの断面曲線と1つの基準曲線が与
えられている場合における本発明の曲面生成法を
説明する説明図である。
えられている場合における本発明の曲面生成法を
説明する説明図である。
図中、11,12は3次元曲面体の2つの断面
(与断面)、11a,12aは与断面11,12に
より3次元曲面体を切断した場合の断面曲線(与
断面曲線)、21は各断面曲線11a,12a上
の点Ps,Qsをそれぞれ含む基準面、21aは基
準面21上に存在し、3次元曲面体の外形を特定
する基準曲線、13は中間断面である。尚、この
中間断面13は基準曲線21a線長をm:nに分
割する分割点Siを含むように、しかも基準面21
の基準曲線21aに垂直となるように生成されて
いる。
(与断面)、11a,12aは与断面11,12に
より3次元曲面体を切断した場合の断面曲線(与
断面曲線)、21は各断面曲線11a,12a上
の点Ps,Qsをそれぞれ含む基準面、21aは基
準面21上に存在し、3次元曲面体の外形を特定
する基準曲線、13は中間断面である。尚、この
中間断面13は基準曲線21a線長をm:nに分
割する分割点Siを含むように、しかも基準面21
の基準曲線21aに垂直となるように生成されて
いる。
次に、曲面創成の手順を説明する。
(1) まず、与断面11,12、与断面曲線11
a,12a、基準面21、基準曲線21aを特
定するデータ、与断面曲線11a,12aの対
応位置関係データ並びに基準曲線分割情報、断
面曲線の分割ピツチを入力する。尚、ポイント
PsとQs、PmとQm、PeとQeがそれぞれ対応す
るものとする。又、分割情報としては分割数或
いは分割ピツチなどが入力される。
a,12a、基準面21、基準曲線21aを特
定するデータ、与断面曲線11a,12aの対
応位置関係データ並びに基準曲線分割情報、断
面曲線の分割ピツチを入力する。尚、ポイント
PsとQs、PmとQm、PeとQeがそれぞれ対応す
るものとする。又、分割情報としては分割数或
いは分割ピツチなどが入力される。
(2) ついで前記ステツプ1で入力した分割情報に
基いて基準曲線21aをm:nに分割する分割
点Siの座標を求める。たとえば、分割数をMと
すれば基準曲線21aをm:nに分割する分割
点Siの座標は次の(2−1)〜(2−4)の手
順により求められる。但し、M=m+nとす
る。
基いて基準曲線21aをm:nに分割する分割
点Siの座標を求める。たとえば、分割数をMと
すれば基準曲線21aをm:nに分割する分割
点Siの座標は次の(2−1)〜(2−4)の手
順により求められる。但し、M=m+nとす
る。
(2‐1) 基準曲線21aの各要素(基準曲線21a
を構成する線分あるいは円弧を要素と称す
る)の長さを求め、それ等を合計して基準曲
線の長さDを求める。
を構成する線分あるいは円弧を要素と称す
る)の長さを求め、それ等を合計して基準曲
線の長さDを求める。
(2‐2) m/(m+n)・D=D′を求める。
(2‐3) 分割の基点となる一方の端よりD′の長さの
位置を含む要素を抽出する。この要素の抽出
は最初の要素の長さをD1、次の要素の長さ
をD2以下同様にD3、…、Di、…とするとき k-1 〓i=1 Di≦D′≦k 〓i=1 Di となるkを求めることにより行われる。
位置を含む要素を抽出する。この要素の抽出
は最初の要素の長さをD1、次の要素の長さ
をD2以下同様にD3、…、Di、…とするとき k-1 〓i=1 Di≦D′≦k 〓i=1 Di となるkを求めることにより行われる。
(2‐4) k番目の要素に対し、その始点より
D″=D′−k-1
〓i=1
Di
となるk番目の要素上の点を求める。こ
の求めた点が与曲線を一方の端点からm:n
に分割する点である。尚、(2−3)におい
てk=1のときk-1 〓i=1 Di=0とする。従つて、
M=m+n、m=i+1とし、i=0、1、
2、…(M−1)と変化させてゆけば基準曲
線をM等分した各分割点Piの座標を求めるこ
とができる。
の求めた点が与曲線を一方の端点からm:n
に分割する点である。尚、(2−3)におい
てk=1のときk-1 〓i=1 Di=0とする。従つて、
M=m+n、m=i+1とし、i=0、1、
2、…(M−1)と変化させてゆけば基準曲
線をM等分した各分割点Piの座標を求めるこ
とができる。
(3) 与断面曲線11a,12aを同一平面上に変
換する(第1図b)。尚、以下の(3−1)〜
(3−3)の操作を行うことにより与断面曲線
11a,12aを同一平面上の曲線として考え
ることができる。
換する(第1図b)。尚、以下の(3−1)〜
(3−3)の操作を行うことにより与断面曲線
11a,12aを同一平面上の曲線として考え
ることができる。
(3‐1) 基準曲線21aと両与断面11,12との
交点Ps,Qsを同一点とする。
交点Ps,Qsを同一点とする。
(3‐2) 基準面21と与断面11,12との交線
HL,HL′を考えると、それぞれの交線HL,
HL2は交点Ps,Qsによつて2分される。こ
の2分された線分のうち基準曲線21aに対
し同一方向にある線分を重ねる。
HL,HL′を考えると、それぞれの交線HL,
HL2は交点Ps,Qsによつて2分される。こ
の2分された線分のうち基準曲線21aに対
し同一方向にある線分を重ねる。
(3‐3) 基準曲線21aと与断面11,12との交
点Ps,Qsを通り、基準曲線21aに垂直な
直線VL,VL′を各与断面11,12上に考
えると、それぞれの交線VL,VL′は交点Ps,
Qsによつて2分される。この2分された線
分のうち基準曲線21aに対し同一方向にあ
る線分を重ねてとる。
点Ps,Qsを通り、基準曲線21aに垂直な
直線VL,VL′を各与断面11,12上に考
えると、それぞれの交線VL,VL′は交点Ps,
Qsによつて2分される。この2分された線
分のうち基準曲線21aに対し同一方向にあ
る線分を重ねてとる。
(4) 上記(3)のステツプにより得られた所定平面上
の2つの与断面曲線11a′,12a′を用いて該
平面上にて中間断面曲線13a′データを生成す
る。
の2つの与断面曲線11a′,12a′を用いて該
平面上にて中間断面曲線13a′データを生成す
る。
この中間断面曲線13a′は以下の手順により
生成される。尚、分割ピツチN(mm)が入力さ
れているものとする。
生成される。尚、分割ピツチN(mm)が入力さ
れているものとする。
(4‐1) 与断面曲線11a′,12a′のうちPsPm部
分、PmPe部分及びQsQm部分、QmQe部分
の長さL11、L12、L21、L22を求める(第1図
b)。
分、PmPe部分及びQsQm部分、QmQe部分
の長さL11、L12、L21、L22を求める(第1図
b)。
(4‐2) M11=L11/N、M12=L12/N、M21L21/N、M22
= L22/Nの演算を行ない、M11とM21の大小及び M12とM22の大小を比較する。そして大きい
数値をそれぞれPsPm、QsQm;PmQe、
QmQeの分割数とする。今、M11>M21、
M12<M22とする。尚、上記M11、M12、
M21、M22はその小数点以下が切上げられて
整数になつている。
= L22/Nの演算を行ない、M11とM21の大小及び M12とM22の大小を比較する。そして大きい
数値をそれぞれPsPm、QsQm;PmQe、
QmQeの分割数とする。今、M11>M21、
M12<M22とする。尚、上記M11、M12、
M21、M22はその小数点以下が切上げられて
整数になつている。
(4‐3) 与断面曲線11a′,12a′のPsPm部分及び
QsQm部分をそれぞれM11分割する。尚、こ
の分割処理はステツプ(2)の(2−2)〜(2
−3)を実行することにより行われ、これに
より分割点Pi,Qi(i=1、2、3…)が求
まる。(第1図c) (4‐4) 分割点PiとQiを結ぶ直線をステツプ(2)の分
割比m:nで分割する分割点Riを演算する
(第1図d)。
QsQm部分をそれぞれM11分割する。尚、こ
の分割処理はステツプ(2)の(2−2)〜(2
−3)を実行することにより行われ、これに
より分割点Pi,Qi(i=1、2、3…)が求
まる。(第1図c) (4‐4) 分割点PiとQiを結ぶ直線をステツプ(2)の分
割比m:nで分割する分割点Riを演算する
(第1図d)。
尚、分割点Pi,Qiの座標値をそれぞれ
(x1、y1)、(x2、y2)とすれば分割点Riの座
標値Ri(X、Y)は X=x1+m/m+n(x2−x1) Y=y1+m/m+n(y2−y1) により演算される。
(x1、y1)、(x2、y2)とすれば分割点Riの座
標値Ri(X、Y)は X=x1+m/m+n(x2−x1) Y=y1+m/m+n(y2−y1) により演算される。
(4‐5) 以後、i=1、2、…(M11−1)と増加
させ、分割点Ri点(i=1、2、…)の点
列により領域の中間断面曲線13a′を生成
する(第1図e)。
させ、分割点Ri点(i=1、2、…)の点
列により領域の中間断面曲線13a′を生成
する(第1図e)。
(4‐6) 与断面曲線11a′,12a′のPmPe部分及
びQmQe部分をそれぞれM22分割する。尚、
この分割処理はステツプ(2)の(2−2)〜
(2−3)を実行することにより行われ、こ
れにより分割点P′i,Q′i(i=1、2、3…)
が求まる。(第1図f)。
びQmQe部分をそれぞれM22分割する。尚、
この分割処理はステツプ(2)の(2−2)〜
(2−3)を実行することにより行われ、こ
れにより分割点P′i,Q′i(i=1、2、3…)
が求まる。(第1図f)。
(4‐7) (4−4)、(4−5)のステツプを実行
し、点列Ri′(i=1、2…)により領域の
中間断面曲線13a″を生成する(第1図g)。
し、点列Ri′(i=1、2…)により領域の
中間断面曲線13a″を生成する(第1図g)。
(5) (4)で得られた所定平面上での中間断面曲線1
3a′,13a″を定義空間内の中間断面13(第
1図a)上に変換する。尚、(3)のステツプによ
り得られた所定平面の中間断面13への変換式
は空間内の平行移動と回転移動との組み合せに
よつて表現することができる。そして、この変
換式は一般にはマトリツクMにより表現され
る。従つて、(4)のステツプで求まつた点Ri、
Ri′(i=1、2、…)に対し上記マトリツクス
変換Mを施すことにより該点Ri、Ri′を定義空
間上に変換することができ、該マトリツクス変
換により得られた定義空間上の点列を結んだ曲
線が中間断面13の中間断面曲線13aとな
る。(第1図h) 以後、m=i+1、n=M−mの演算を実行し
て基準曲線の次の分割点Si+1の座標を求めステ
ツプ(2)〜(5)を繰り返せば多数の中間断面曲線の集
合として曲面が生成される。
3a′,13a″を定義空間内の中間断面13(第
1図a)上に変換する。尚、(3)のステツプによ
り得られた所定平面の中間断面13への変換式
は空間内の平行移動と回転移動との組み合せに
よつて表現することができる。そして、この変
換式は一般にはマトリツクMにより表現され
る。従つて、(4)のステツプで求まつた点Ri、
Ri′(i=1、2、…)に対し上記マトリツクス
変換Mを施すことにより該点Ri、Ri′を定義空
間上に変換することができ、該マトリツクス変
換により得られた定義空間上の点列を結んだ曲
線が中間断面13の中間断面曲線13aとな
る。(第1図h) 以後、m=i+1、n=M−mの演算を実行し
て基準曲線の次の分割点Si+1の座標を求めステ
ツプ(2)〜(5)を繰り返せば多数の中間断面曲線の集
合として曲面が生成される。
尚、断面曲線11aと12aの全体を互いに均
等に対応づけた場合の中間断面曲線を第1図g及
び第1図hに1点鎖線で示す。以上から、第1の
断面曲線上に第2の断面曲線上のポイントQmと
対応するポイントPmを定めておくことにより曲
面形状を変更することができる。又、対応ポイン
トの位置関係を変更することにより微妙に変化す
る曲面を生成できる。
等に対応づけた場合の中間断面曲線を第1図g及
び第1図hに1点鎖線で示す。以上から、第1の
断面曲線上に第2の断面曲線上のポイントQmと
対応するポイントPmを定めておくことにより曲
面形状を変更することができる。又、対応ポイン
トの位置関係を変更することにより微妙に変化す
る曲面を生成できる。
尚、以上は対応ポイントを始点PsとQs、1個
の中間点PmとQm及び終点PeとQeとした場合に
ついて説明したが対応する中間点を2以上設ける
こともできる。又、2つの断面曲線11a,12
aと1つの基準曲線21aが与えられた場合につ
いて説明したがその他(a)2つの与断面曲線のみが
与えられた場合、(b)1つの与断面曲線と2つの基
準曲線が与えられた場合、(c)2つの与断面曲線と
2つの基準曲線のみが与えられた場合などにも本
発明を適用できる。
の中間点PmとQm及び終点PeとQeとした場合に
ついて説明したが対応する中間点を2以上設ける
こともできる。又、2つの断面曲線11a,12
aと1つの基準曲線21aが与えられた場合につ
いて説明したがその他(a)2つの与断面曲線のみが
与えられた場合、(b)1つの与断面曲線と2つの基
準曲線が与えられた場合、(c)2つの与断面曲線と
2つの基準曲線のみが与えられた場合などにも本
発明を適用できる。
第2図は2本の与断面曲線11a,12aのみ
が与えられた場合において(第2図a)、本発明
を適用して生成した曲面(第2図b)と、既提案
方法により生成した曲面(第2図c)とを示す。
尚、Pm,Qmは与断面曲線11a,12a上の
対応ポイントである。
が与えられた場合において(第2図a)、本発明
を適用して生成した曲面(第2図b)と、既提案
方法により生成した曲面(第2図c)とを示す。
尚、Pm,Qmは与断面曲線11a,12a上の
対応ポイントである。
第3図は2本の与断面曲線11a,12aと1
本の基準曲線21aが与えられた場合の説明図
で、所望の曲面は与断面曲線11aを与断面曲線
12aと一致するよう基準曲線21aに沿つて 移動させたとき該与断面曲線11aが描く曲面
となる。今、対応点をPmとQmとすれば与断面
曲線11aが与断面曲線12aと一致するよう
に、しかもポイントPmがQmと一致するように
該与断面曲線11aは変化しながら移動せしめら
れ、その曲面は第3図bに示す形状になる。尚、
第3図cは既提案方法により生成される曲面であ
る。
本の基準曲線21aが与えられた場合の説明図
で、所望の曲面は与断面曲線11aを与断面曲線
12aと一致するよう基準曲線21aに沿つて 移動させたとき該与断面曲線11aが描く曲面
となる。今、対応点をPmとQmとすれば与断面
曲線11aが与断面曲線12aと一致するよう
に、しかもポイントPmがQmと一致するように
該与断面曲線11aは変化しながら移動せしめら
れ、その曲面は第3図bに示す形状になる。尚、
第3図cは既提案方法により生成される曲面であ
る。
第4図は1本の与断面曲線11aと2本の基準
曲線21a,22aが与えられた場合の説明図で
あり、与断面曲線11aを2本の基準曲線21
a,22aに沿つて矢印方向へ移動させることに
より所望の曲面が形成される。第4図bは基準曲
線21a,22a上のポイントPm,Qmが互い
に対応するものとして形成した曲面、第4図cは
既提案方法により生成した曲面である。
曲線21a,22aが与えられた場合の説明図で
あり、与断面曲線11aを2本の基準曲線21
a,22aに沿つて矢印方向へ移動させることに
より所望の曲面が形成される。第4図bは基準曲
線21a,22a上のポイントPm,Qmが互い
に対応するものとして形成した曲面、第4図cは
既提案方法により生成した曲面である。
次に第4図aに示すように1本の与断面曲線と
2本の基準曲線が与えられている場合における本
発明の実施例を第5図に従つて説明する。
2本の基準曲線が与えられている場合における本
発明の実施例を第5図に従つて説明する。
第5図において11は3次元曲面体の断面(与
断面)、11aは与断面11により3次元曲面体
を切断した場合の断面曲線(与断面曲線)、21,
22は与断面曲線11a上の点Ps,Qsをそれぞ
れ含む第1及び第2の基準面、21a,22aは
それぞれ第1及び第2の基準面21,22上に存
在し、3次元曲面体の外形を特定する基準曲線、
Pm,Qmはそれぞれ基準曲線21a,22a上
の対応ポイントである。13は前記第1及び第2
の基準曲線21a,22aのPsPm部分、QsQm
部分をそれぞれm:nに内分する点Pi,Qiを含
み、且つ分割点Qiより第1の基準面21にくだ
した垂線と該第1の基準面21との交点Ptをも
含む中間断面である。
断面)、11aは与断面11により3次元曲面体
を切断した場合の断面曲線(与断面曲線)、21,
22は与断面曲線11a上の点Ps,Qsをそれぞ
れ含む第1及び第2の基準面、21a,22aは
それぞれ第1及び第2の基準面21,22上に存
在し、3次元曲面体の外形を特定する基準曲線、
Pm,Qmはそれぞれ基準曲線21a,22a上
の対応ポイントである。13は前記第1及び第2
の基準曲線21a,22aのPsPm部分、QsQm
部分をそれぞれm:nに内分する点Pi,Qiを含
み、且つ分割点Qiより第1の基準面21にくだ
した垂線と該第1の基準面21との交点Ptをも
含む中間断面である。
次に第5図を参照しながら曲面創成の手順を説
明する。
明する。
(1)′ まず、与断面11、与断面曲線11a、基
準面21,22、基準曲線21a,22aを特
定するデータ、基準曲線21aと22aとの対
応位置関係データ、並びに基準曲線の分割ピツ
チN(mm)を入力する。尚、始点PsとQs、ポ
イントPmとQm、終点PeとQeがそれぞれ対応
するものとする。
準面21,22、基準曲線21a,22aを特
定するデータ、基準曲線21aと22aとの対
応位置関係データ、並びに基準曲線の分割ピツ
チN(mm)を入力する。尚、始点PsとQs、ポ
イントPmとQm、終点PeとQeがそれぞれ対応
するものとする。
(2)′ ついで、分割ピツチN(mm)を用いて基準
曲線21a,22aのPsPm部分及びQsQmを
それぞれm:nに内分する分割点Pi,Qiの位
置を求める。尚、この分割点Pi,Qiの位置は
第1図に関連して説明した前出のステツプ(4
−1)〜(4−3)と同様な手順で求めること
ができる。即ち、 (2‐1) ′基準曲線21a,22aのうちPsPm部
分、PmPe部分及びQsQm部分、QmQe部分
の長さL11,L12,L21,L22を求める(第5図
a)。
曲線21a,22aのPsPm部分及びQsQmを
それぞれm:nに内分する分割点Pi,Qiの位
置を求める。尚、この分割点Pi,Qiの位置は
第1図に関連して説明した前出のステツプ(4
−1)〜(4−3)と同様な手順で求めること
ができる。即ち、 (2‐1) ′基準曲線21a,22aのうちPsPm部
分、PmPe部分及びQsQm部分、QmQe部分
の長さL11,L12,L21,L22を求める(第5図
a)。
(2‐2) ′M11=L11/N、M12=L12/N、M21=L21/N
、M22 =L22/Nの演算を行ない、M11とM21の大小及 びM12とM22の大小を比較する。そして大き
い数値をそれぞれ領域、領域の分割数と
する。今、M11>M21、M12<M22とする。
尚、上記M11、M12、M21、M22はその小数
点以下が切上げられて整数になつている。
、M22 =L22/Nの演算を行ない、M11とM21の大小及 びM12とM22の大小を比較する。そして大き
い数値をそれぞれ領域、領域の分割数と
する。今、M11>M21、M12<M22とする。
尚、上記M11、M12、M21、M22はその小数
点以下が切上げられて整数になつている。
(2‐3) ′基準曲線21a,22aのPsPm部分及び
QsQm部分をそれぞれM11分割する。尚、こ
の分割処理は第1図に関連して説明したステ
ツプ(2)の(2−1)〜(2−3)を実行する
ことにより行われ、これにより分割点Pi,
Qiの位置が求まる。
QsQm部分をそれぞれM11分割する。尚、こ
の分割処理は第1図に関連して説明したステ
ツプ(2)の(2−1)〜(2−3)を実行する
ことにより行われ、これにより分割点Pi,
Qiの位置が求まる。
(3)′ 与断面曲線11aと、中間断面13と第1、
第2基準曲線21a,22aとの交点(前記
m:nの分割点)Pi,Qiを同一平面上に変
換する(第5図b)。尚、この同一平面上へ
の変換は前述のステツプ(3)と同一手順により
行われる。
第2基準曲線21a,22aとの交点(前記
m:nの分割点)Pi,Qiを同一平面上に変
換する(第5図b)。尚、この同一平面上へ
の変換は前述のステツプ(3)と同一手順により
行われる。
(4)′ 上記(3)′のステツプにより得られた所定平面
上の与断面曲線11a′と交点Pi,Qiを用いて
該平面上にて中間断面曲線を生成する。
上の与断面曲線11a′と交点Pi,Qiを用いて
該平面上にて中間断面曲線を生成する。
尚、この中間断面曲線は以下の手順により
生成される。
生成される。
(4‐1) 前記所定平面上に変換された与断面曲線1
1a′の始点Psと終点Qsを結ぶ線分の長さと
前記交点Pi,Qiを結ぶ線分の長さとの比
k/l並びに、角度∠QsPsQiの線分PsQsよ
りPiQiへとつた左回りを正とする回転角θ
を演算する(第5図c)。
1a′の始点Psと終点Qsを結ぶ線分の長さと
前記交点Pi,Qiを結ぶ線分の長さとの比
k/l並びに、角度∠QsPsQiの線分PsQsよ
りPiQiへとつた左回りを正とする回転角θ
を演算する(第5図c)。
(4‐2) 与断面曲線11a′をa:bに分割する分割
点Siを(2−1)〜(2−3)の手法により
演算する(第5図c)。
点Siを(2−1)〜(2−3)の手法により
演算する(第5図c)。
(4‐3) 線分PsSiをk:lで外分する外分点Si′をθ
回転させたときの点Si″を演算する(第5図
c)。
回転させたときの点Si″を演算する(第5図
c)。
尚、与断面曲線11a′をa:bに分割する
分割点Siの座標を(xi、yi)、Psの座標を
(x0、y0)、Si″の座標を(X、Y)とすれば X=x0+l(xi−x0)/k・cosθ−l(yi−y0)/k
・ sinθ Y=y0+l(xi−x0)/k・sinθ−l(yi−y0)/k
・ cosθ によりSi″の座標値が求まる。
分割点Siの座標を(xi、yi)、Psの座標を
(x0、y0)、Si″の座標を(X、Y)とすれば X=x0+l(xi−x0)/k・cosθ−l(yi−y0)/k
・ sinθ Y=y0+l(xi−x0)/k・sinθ−l(yi−y0)/k
・ cosθ によりSi″の座標値が求まる。
(4‐4) (4−2)の分割比a/bの値を0から1
に順次変化させながらSi″点(i=1、2、
3…)の点列により中間断面曲線13a′を生
成する(第5図d)。尚、この分割比a/b
の変化を細かくとることにより、より滑めら
かな中間断面曲線13a′をうることができ
る。
に順次変化させながらSi″点(i=1、2、
3…)の点列により中間断面曲線13a′を生
成する(第5図d)。尚、この分割比a/b
の変化を細かくとることにより、より滑めら
かな中間断面曲線13a′をうることができ
る。
(5)′ (4)′で得られた所定平面上での中間断面曲線
13a′を定義空間内の中間断面13(第5図
a)上に変換すれば第5図eに示す中間断面
曲線13aが得られる。
13a′を定義空間内の中間断面13(第5図
a)上に変換すれば第5図eに示す中間断面
曲線13aが得られる。
(6)′ 以後、m=i+1、n=M11−mの演算を
実行して基準曲線21a,22a上の次の分
割点の座標を求めステツプ(2)′〜(5)′を繰返え
せば多数の中間断面曲線の集合として領域
の曲面が生成される。
実行して基準曲線21a,22a上の次の分
割点の座標を求めステツプ(2)′〜(5)′を繰返え
せば多数の中間断面曲線の集合として領域
の曲面が生成される。
(7)′ ついで、基準曲線21a,22aのPmPe,
QmQe部に対し、(1)′〜(6)′のステツプを施す
ことにより多数の中間断面曲線の集合として
領域の曲面が生成される。
QmQe部に対し、(1)′〜(6)′のステツプを施す
ことにより多数の中間断面曲線の集合として
領域の曲面が生成される。
第6図、第7図は2本の与断面曲線11a,1
2aと2本の基準曲線21a,22aが与えられ
ている場合の説明図であり、第6図は与断面曲線
上に対応点Pm,Qmを定めた場合、第7図は基
準曲線上に対応点Pm,Qmを定めた場合である。
尚、第6図b、第7図bは本発明により生成した
曲面体、第6図c、第7図cは既提案方法により
生成した曲面体の例である。
2aと2本の基準曲線21a,22aが与えられ
ている場合の説明図であり、第6図は与断面曲線
上に対応点Pm,Qmを定めた場合、第7図は基
準曲線上に対応点Pm,Qmを定めた場合である。
尚、第6図b、第7図bは本発明により生成した
曲面体、第6図c、第7図cは既提案方法により
生成した曲面体の例である。
第8図は2つの与断面曲線と1つの基準曲線が
与えられた場合の本発明に係る曲面生成方法を実
現するブロツク図であり、第1図を参照しながら
説明する。図中、101は分割点演算ユニツトで
あり基準曲線を特定するデータ及び分割数M並び
に分割比m:nを入力されて分割点Siの座標値を
演算する。102は分割比記憶レジスタであり、
前述の(1)〜(5)のステツプが完了する毎に i+1→m、M−m→n の演算が行われて分割比m:nが変化するからそ
の内容は更新される。尚、初期時i=1である。
103は分割点記憶レジスタ、104は中間断面
生成ユニツトであり、分割点Siを含み基準面21
及び基準曲線21aに垂直な中間断面を演算す
る。105は2つの与断面曲線を所定の同一平面
上に展開すると共に該与断面曲線データを変換処
理する与断面曲線変換処理部、106は中間断面
曲線演算ユニツト、107は中間断面曲線変換処
理部である。中間断面曲線演算ユニツト106は
前述のステツプ(4)の処理を行ない多数のポイント
Ri(i=1、2、…)、Ri′(i=1、2、…)の集
合として中間断面曲線13a′(第1図g)を生成
する。又中間断面曲線変換処理部107はマトリ
ツクス変換により該中間断面曲線13a′を、中間
断面生成ユニツト104で生成した中間断面13
上に展開する。そして、この中間断面曲線変換処
理部106の出力が中間断面曲線データとなり、
順次図示しない記憶装置に記憶される。そして、
複数の中間断面曲線の集合として3次元曲面体が
生成される。尚、第8図は単一機能を有するユニ
ツトにより構成したが、コンピユータ構成とする
こともできる。
与えられた場合の本発明に係る曲面生成方法を実
現するブロツク図であり、第1図を参照しながら
説明する。図中、101は分割点演算ユニツトで
あり基準曲線を特定するデータ及び分割数M並び
に分割比m:nを入力されて分割点Siの座標値を
演算する。102は分割比記憶レジスタであり、
前述の(1)〜(5)のステツプが完了する毎に i+1→m、M−m→n の演算が行われて分割比m:nが変化するからそ
の内容は更新される。尚、初期時i=1である。
103は分割点記憶レジスタ、104は中間断面
生成ユニツトであり、分割点Siを含み基準面21
及び基準曲線21aに垂直な中間断面を演算す
る。105は2つの与断面曲線を所定の同一平面
上に展開すると共に該与断面曲線データを変換処
理する与断面曲線変換処理部、106は中間断面
曲線演算ユニツト、107は中間断面曲線変換処
理部である。中間断面曲線演算ユニツト106は
前述のステツプ(4)の処理を行ない多数のポイント
Ri(i=1、2、…)、Ri′(i=1、2、…)の集
合として中間断面曲線13a′(第1図g)を生成
する。又中間断面曲線変換処理部107はマトリ
ツクス変換により該中間断面曲線13a′を、中間
断面生成ユニツト104で生成した中間断面13
上に展開する。そして、この中間断面曲線変換処
理部106の出力が中間断面曲線データとなり、
順次図示しない記憶装置に記憶される。そして、
複数の中間断面曲線の集合として3次元曲面体が
生成される。尚、第8図は単一機能を有するユニ
ツトにより構成したが、コンピユータ構成とする
こともできる。
以上、本発明によれば2つの曲線上に対応ポイ
ントPi,Qiを定めることにより曲面形状を変更
することができる。又、対応ポイントの位置関係
を変更することにより微妙に変化する曲面を生成
できる。即ち、本発明においては曲線上の対応位
置関係データを導入することにより曲面生成の自
由度を向上できる。
ントPi,Qiを定めることにより曲面形状を変更
することができる。又、対応ポイントの位置関係
を変更することにより微妙に変化する曲面を生成
できる。即ち、本発明においては曲線上の対応位
置関係データを導入することにより曲面生成の自
由度を向上できる。
第1図は2つの断面曲線と1つの基準曲線が与
えられた場合の本発明の説明図、第2図、第3
図、第4図、第6図及び第7図はそれぞれ本発明
及び従来方法により生成した曲面図、第5図は1
つの断面曲線と2つの基準曲線が与えられた場合
の本発明の説明図、第8図は本発明のブロツク図
である。 11,12……与断面、11a,12a……与
断面曲線、13……中間断面、13a……中間断
面曲線、21,22……基準面、21a,22a
……基準曲線、101……分割点演算ユニツト、
102……分割比レジスタ、103……分割点記
憶レジスタ、104……中間断面生成ユニツト、
105……与断面曲線変換処理部、106……中
間断面曲線演算ユニツト、107……中間断面曲
線変換処理部。
えられた場合の本発明の説明図、第2図、第3
図、第4図、第6図及び第7図はそれぞれ本発明
及び従来方法により生成した曲面図、第5図は1
つの断面曲線と2つの基準曲線が与えられた場合
の本発明の説明図、第8図は本発明のブロツク図
である。 11,12……与断面、11a,12a……与
断面曲線、13……中間断面、13a……中間断
面曲線、21,22……基準面、21a,22a
……基準曲線、101……分割点演算ユニツト、
102……分割比レジスタ、103……分割点記
憶レジスタ、104……中間断面生成ユニツト、
105……与断面曲線変換処理部、106……中
間断面曲線演算ユニツト、107……中間断面曲
線変換処理部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 3次元曲面体の外形曲線を所定ピツチ毎に順
次求め、該複数の外形曲線の集合により3次元曲
面体の加工でータを作成する数値制御装置の曲面
加工データを作成する方法において、前記3次元
曲面体を破断して得られる2つの断面に現れる2
つの断面曲線をそれぞれ分割ピツチで分割して得
られる点どうしを結んだ線分データを得る第1の
ステツプと、これら2つの断面曲線と交差する基
準面の上で外形曲線をなす基準曲線を分割して中
間断面を生成する第2のステツプと、前記第1の
ステツプで得られた線分データを用いて、生成さ
れた中間断面上において中間断面曲線データを生
成する第3のステツプと、生成された複数の中間
断面曲線データの集合で曲面を加工する加工デー
タを作成する第4のステツプと、前記第4のステ
ツプで作成された加工データを数値制御装置の加
工データとして処理装置から出力する第5のステ
ツプとを具備することを特徴とする数値制御装置
の曲面加工データを作成する方法。 2 前記中間断面を生成する第2のステツプは、
前記基準面を2つ設定し、第1の基準面の基準曲
線上に、第2の基準面の基準曲線上のポイント
Qi(i=1、2、…)と対応するポイントPi(i
=1、2、…)を定め、Pi−Pi+1間の第1の基準
曲線部分と、Qi−Qi+1間の第2の基準曲線部分と
をそれぞれ等分割して中間断面を作成することを
特徴とする前記特許請求の範囲第1項に記載の数
値制御装置の曲面加工データを作成する方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56054044A JPS57169814A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Forming method of curved surface |
PCT/JP1982/000114 WO1982003705A1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-09 | Method of forming curved surface |
EP82901016A EP0076327B1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-09 | Method of forming curved surface |
DE8282901016T DE3279849D1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-09 | Method of forming curved surface |
US06/451,162 US4589062A (en) | 1981-04-10 | 1982-04-09 | Method of creating curved surfaces |
KR8201587A KR880002556B1 (ko) | 1981-04-10 | 1982-04-10 | 곡면 생성방법 |
US06/819,020 US5278767A (en) | 1981-04-10 | 1986-01-15 | Method of creating curved surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56054044A JPS57169814A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Forming method of curved surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57169814A JPS57169814A (en) | 1982-10-19 |
JPH0373883B2 true JPH0373883B2 (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=12959593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56054044A Granted JPS57169814A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Forming method of curved surface |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4589062A (ja) |
EP (1) | EP0076327B1 (ja) |
JP (1) | JPS57169814A (ja) |
KR (1) | KR880002556B1 (ja) |
DE (1) | DE3279849D1 (ja) |
WO (1) | WO1982003705A1 (ja) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57169814A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-19 | Fanuc Ltd | Forming method of curved surface |
JPH067361B2 (ja) * | 1984-05-24 | 1994-01-26 | フアナツク株式会社 | 曲面生成方法 |
JPH067362B2 (ja) * | 1984-06-26 | 1994-01-26 | フアナツク株式会社 | 複合曲面生成方法 |
JPH067363B2 (ja) * | 1985-02-28 | 1994-01-26 | フアナツク株式会社 | 複合曲面生成方法 |
DE3608438A1 (de) * | 1985-03-13 | 1986-09-18 | Toshiba Kikai K.K., Tokio/Tokyo | Verfahren zum berechnen von freien gekruemmten flaechen mittels computergestuetztem design cad und computergestuetzter herstellung cam und numerischer steuerung nc |
JPS61292705A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-23 | Fanuc Ltd | 丸味付け方法 |
JPS6219907A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-28 | Fanuc Ltd | 領域加工方法 |
JPS6219910A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-28 | Fanuc Ltd | 丸味付け方法 |
JPH061404B2 (ja) * | 1985-09-13 | 1994-01-05 | フアナツク株式会社 | 複合曲面加工方法 |
JPS6265105A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-24 | Fanuc Ltd | 複合曲面生成方法 |
JPS6273306A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Toyoda Mach Works Ltd | 三次元曲面の補間方法 |
JPS62182807A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-11 | Nec Corp | 数値制御装置の補間器 |
JPH069007B2 (ja) * | 1986-04-04 | 1994-02-02 | フアナツク株式会社 | 複合曲面のncデ−タ作成方法 |
JPH0711763B2 (ja) * | 1986-04-09 | 1995-02-08 | 三菱電機株式会社 | 曲面創成方法 |
JPS6318405A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-26 | Fanuc Ltd | 複合曲面の切削通路生成方法 |
JPS6391705A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Fanuc Ltd | フイレツト面加工用ncデ−タ作成方法 |
JPS63204413A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Fanuc Ltd | 曲面創成方法 |
JPS63263501A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Fanuc Ltd | 曲面加工用のncデ−タ作成方法 |
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