JPH04230503A - 数値制御機械における工具軌道輪郭を求める方法 - Google Patents
数値制御機械における工具軌道輪郭を求める方法Info
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- JPH04230503A JPH04230503A JP3243706A JP24370691A JPH04230503A JP H04230503 A JPH04230503 A JP H04230503A JP 3243706 A JP3243706 A JP 3243706A JP 24370691 A JP24370691 A JP 24370691A JP H04230503 A JPH04230503 A JP H04230503A
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- 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
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34101—Data compression, look ahead segment calculation, max segment lenght
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
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- G05B2219/50336—Tool, probe offset for curves, surfaces, contouring
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数値制御による切断線
に対する工具軌道データと工作物ブランクデータとの連
係による工作物の加工方法に関する。
に対する工具軌道データと工作物ブランクデータとの連
係による工作物の加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】数値制御工作機械では、NCプログラム
によって工具軌道データの形に工作物ブランクから工作
物を製造するためのデータを決定することが公知である
。このために製造されるべき工作物の輪郭を工具曲率半
径によって修正することが必要である、そのわけは機械
にとって工作物ではなく、むしろ工具中心点軌道が関係
しているからである。
によって工具軌道データの形に工作物ブランクから工作
物を製造するためのデータを決定することが公知である
。このために製造されるべき工作物の輪郭を工具曲率半
径によって修正することが必要である、そのわけは機械
にとって工作物ではなく、むしろ工具中心点軌道が関係
しているからである。
【0003】NC制御のために任意の物体の修正された
輪郭の計算は複雑かつ計算コストのかかる問題である。
輪郭の計算は複雑かつ計算コストのかかる問題である。
【0004】困難性は複雑な物体及びその表面の特定及
び所定の精度で生じ得る対立を考慮してフライス曲率半
径修正の場合と等価な計算にある。計算容量及び記憶容
量の必要な使用度は相応して高い。そのような計算を実
施するために、NC制御の計算機に追加のハードウェア
及びソフトウェアが必要である。これには例えば特別の
アルゴリズムプロセッサが属するが、しかし幾何学的方
法及び自由型面を描くための表示モードも属する。
び所定の精度で生じ得る対立を考慮してフライス曲率半
径修正の場合と等価な計算にある。計算容量及び記憶容
量の必要な使用度は相応して高い。そのような計算を実
施するために、NC制御の計算機に追加のハードウェア
及びソフトウェアが必要である。これには例えば特別の
アルゴリズムプロセッサが属するが、しかし幾何学的方
法及び自由型面を描くための表示モードも属する。
【0005】比較的複雑な物の輪郭は円及び直線のよう
な簡単な輪郭から構成される。工具曲率半径修正はこの
簡単な輪郭で容易に実施されるが、個々の修正された輪
郭から合成された工具軌道を求めることは問題がある、
そのわけは個々の修正された輪郭ではその構成によって
過剰切削に至るからである。
な簡単な輪郭から構成される。工具曲率半径修正はこの
簡単な輪郭で容易に実施されるが、個々の修正された輪
郭から合成された工具軌道を求めることは問題がある、
そのわけは個々の修正された輪郭ではその構成によって
過剰切削に至るからである。
【0006】工具軌道輪郭又はその軌道データを簡単に
求めるために、既に簡単な2d輪郭でフライス軌道修正
が行われる。この工具軌道輪郭は修正され2d輪郭を形
成する。修正された2 d輪郭はベクトルに沿って例え
ば平面運動を実施しかつこの方法で修正された3 d対
象物が形成される。修正された物体の表面は基体の表面
と等価の面を描く。
求めるために、既に簡単な2d輪郭でフライス軌道修正
が行われる。この工具軌道輪郭は修正され2d輪郭を形
成する。修正された2 d輪郭はベクトルに沿って例え
ば平面運動を実施しかつこの方法で修正された3 d対
象物が形成される。修正された物体の表面は基体の表面
と等価の面を描く。
【0007】製造されるべき工作物に対する所望の物体
の構成は既に修正された物体に基づいて行われ、その結
果工具軌道輪郭は構成された−既に修正された−全物体
の切断線と一致する。
の構成は既に修正された物体に基づいて行われ、その結
果工具軌道輪郭は構成された−既に修正された−全物体
の切断線と一致する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、一般
的な曲線の加工を簡単化することである。
的な曲線の加工を簡単化することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、切断線
の湾曲した輪郭(K)が直線化されることによって解決
される。
の湾曲した輪郭(K)が直線化されることによって解決
される。
【0010】本発明による方法の利点は形成される連続
曲線が直線化(直線に区分)されかつこれが機械によっ
て予め設定された分解能を考慮して行われることにある
。
曲線が直線化(直線に区分)されかつこれが機械によっ
て予め設定された分解能を考慮して行われることにある
。
【0011】例えば二次元(円錐断面)の曲線が与えら
れると(y2=a1x2+ a2 +a3)、これは直
線部分の連続によって近似される。ステップ幅( 極間
間隔の長さ又は直線化部分) をa)前方からではなく
かつ確認する必要はなく、この前提なしに到達する本発
明による方法が展開される。
れると(y2=a1x2+ a2 +a3)、これは直
線部分の連続によって近似される。ステップ幅( 極間
間隔の長さ又は直線化部分) をa)前方からではなく
かつ確認する必要はなく、この前提なしに到達する本発
明による方法が展開される。
【0012】記載の方法でこのために曲線の実際の湾曲
に依存して3d直線部分を備えた極間が形成される方法
が好適であり、それによって直線化部分が生ずる。それ
によって誤差を許容最大誤差内に保持するために必要な
ような多くの直線化部分が形成されることが保証され、
このことはデータ量の著しい減少、従って記憶スペース
の節約に繋がる。
に依存して3d直線部分を備えた極間が形成される方法
が好適であり、それによって直線化部分が生ずる。それ
によって誤差を許容最大誤差内に保持するために必要な
ような多くの直線化部分が形成されることが保証され、
このことはデータ量の著しい減少、従って記憶スペース
の節約に繋がる。
【0013】この方法で計算された直線化部分の連続は
修正された切断輪郭を生じる。
修正された切断輪郭を生じる。
【0014】この方法を次に図面に基づいて説明する。
( 実施例) 第1 図には技術水準により予め設定さ
れたラスタの直線部分Ki(i= 0 、・・・・n)
に近似してフライス機械によって発生する輪郭K の湾
曲した形状が示される。直線部分の幅寸法は確定してい
るので、実際に発生した輪郭の所望の又は理想の輪郭K
からの偏倚はこの輪郭K の湾曲の増大と共に増大す
る。
れたラスタの直線部分Ki(i= 0 、・・・・n)
に近似してフライス機械によって発生する輪郭K の湾
曲した形状が示される。直線部分の幅寸法は確定してい
るので、実際に発生した輪郭の所望の又は理想の輪郭K
からの偏倚はこの輪郭K の湾曲の増大と共に増大す
る。
【0015】このことは第2 図における誇張して示す
表示によって特に明らかである。そこでは第1 図の輪
郭K の一部分が示されている。
表示によって特に明らかである。そこでは第1 図の輪
郭K の一部分が示されている。
【0016】輪郭K は直線部分によって形成され、そ
のうちここでは部分Kiのみが示されている。図示しな
いフライスはこの部分Ki上輪郭K の点P1及びP2
をそのフライス軌道によって連結する。
のうちここでは部分Kiのみが示されている。図示しな
いフライスはこの部分Ki上輪郭K の点P1及びP2
をそのフライス軌道によって連結する。
【0017】方法は上記の特定された曲線K を任意の
精度で補間することができる。精度はスカラーの大きさ
にで与えられかつ直線の曲線K からの最大の偏倚を与
える。その際最大の偏倚は鉛直線(d) の長さとして
特定されており、その長さは曲線Kの点P1とP2との
間の部分と補間直線Kiの鉛直線の交点から得られる(
図2 図) 。
精度で補間することができる。精度はスカラーの大きさ
にで与えられかつ直線の曲線K からの最大の偏倚を与
える。その際最大の偏倚は鉛直線(d) の長さとして
特定されており、その長さは曲線Kの点P1とP2との
間の部分と補間直線Kiの鉛直線の交点から得られる(
図2 図) 。
【0018】所望の輪郭K への近似を改良するために
、直線部分の鉛直線が輪郭K 上に向けて引かれ、そし
て最大偏倚の個所が確定される。鉛直線による輪郭K
の交点は点P3を特定する。
、直線部分の鉛直線が輪郭K 上に向けて引かれ、そし
て最大偏倚の個所が確定される。鉛直線による輪郭K
の交点は点P3を特定する。
【0019】ステップ幅寸法は有利な方法で動力学的に
特定され、即ち直線化部分の数は曲線K の具体的な特
性、即ち曲線パラメータ(a1 、a2、a3)に依存
する。
特定され、即ち直線化部分の数は曲線K の具体的な特
性、即ち曲線パラメータ(a1 、a2、a3)に依存
する。
【0020】点P3を求めるNC制御は新たな直線化部
分として直線Kj及びKkを確定し、これらの直線によ
って点P1及びP3並びにP3及びP2が連結される。 いわゆる直線化は新たな直線Kj及びKkによって輪郭
K への明らかに改良され近似がもたらされる。
分として直線Kj及びKkを確定し、これらの直線によ
って点P1及びP3並びにP3及びP2が連結される。 いわゆる直線化は新たな直線Kj及びKkによって輪郭
K への明らかに改良され近似がもたらされる。
【0021】同様な方法が新たな直線化部分Kkにも実
施されると、それによって得られる他の直線化部分K1
及びKmは関連した輪郭状態K に著しく近似する。こ
の湾曲に依存した直線化のための方法によって直線化部
分長さも湾曲度に依存することが明らかである。この方
法によってフライスの軌道が非常に理想輪郭に適応され
ることが保証される。
施されると、それによって得られる他の直線化部分K1
及びKmは関連した輪郭状態K に著しく近似する。こ
の湾曲に依存した直線化のための方法によって直線化部
分長さも湾曲度に依存することが明らかである。この方
法によってフライスの軌道が非常に理想輪郭に適応され
ることが保証される。
【0022】問題の固有性を利用するこの帰納的アルゴ
リズムの使用によって、補間する直線化部分の生成の際
の待機コスト及び記憶コストが最適にされる。
リズムの使用によって、補間する直線化部分の生成の際
の待機コスト及び記憶コストが最適にされる。
【0023】方法は解決への迅速な収斂によって特徴づ
けられる、そのわけは著しく湾曲した曲線K の範囲に
おいては補間は自動的に従って補間のための直線化部分
が変えられるからである。
けられる、そのわけは著しく湾曲した曲線K の範囲に
おいては補間は自動的に従って補間のための直線化部分
が変えられるからである。
【0024】図3 に示すフローチャートはブロック図
の形の方法ステップを示す。
の形の方法ステップを示す。
【0025】まず1 には曲線K 及び補間間隔Ko(
= P0、Po’ ) のパラメータが収容される。続
いて実際の補間のデータは2 で表される。図3 によ
ればこのことは始点P1と終点P2を有する間隔Kiで
ある。ステップ3 において実際間隔Kiにおける最大
の偏倚が計算されかつ曲線K と鉛直線d との交点が
求められる。新たな点P3( 鉛直線d/曲線K)の座
標が特定される。
= P0、Po’ ) のパラメータが収容される。続
いて実際の補間のデータは2 で表される。図3 によ
ればこのことは始点P1と終点P2を有する間隔Kiで
ある。ステップ3 において実際間隔Kiにおける最大
の偏倚が計算されかつ曲線K と鉛直線d との交点が
求められる。新たな点P3( 鉛直線d/曲線K)の座
標が特定される。
【0026】続いてステップ4において、最大偏倚(鉛
直線d)が予め特定可能な限界値よりも小さいか否かの
判断が行われる。鉛直線dの量がこの限界値よりも小さ
い場合に、実際の間隔Kiが許容されかつその始端点P
1及び終端点P2が直線Kiの許容される点である。フ
ライスはこの点P1及びP2を通る。
直線d)が予め特定可能な限界値よりも小さいか否かの
判断が行われる。鉛直線dの量がこの限界値よりも小さ
い場合に、実際の間隔Kiが許容されかつその始端点P
1及び終端点P2が直線Kiの許容される点である。フ
ライスはこの点P1及びP2を通る。
【0027】限界値よりも偏倚(鉛直d)が大きいと判
断されると、5によれば2つの新たな間隔Kj又はKk
が特定され、その始端点と終端点はP1とP3又はP3
とP2とである。
断されると、5によれば2つの新たな間隔Kj又はKk
が特定され、その始端点と終端点はP1とP3又はP3
とP2とである。
【0028】断面6には「左」の間隔Kj及び「右」の
間隔Kk上の前記アルゴリズムが使用される。
間隔Kk上の前記アルゴリズムが使用される。
【0029】方法のこの帰納的使用によって図2 によ
れば他の間隔Kl及びKmの設定が曲線Kが充分に近似
するまで行われる。
れば他の間隔Kl及びKmの設定が曲線Kが充分に近似
するまで行われる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば一般的な曲線の加工が簡
単化される。
単化される。
【図1】フライス軌道輪郭を示す図である。
【図2】フライス軌道輪郭の拡大された部分を示す図で
ある。
ある。
【図3】フローチャートを示す。
K 湾曲した輪郭
Claims (4)
- 【請求項1】 数値制御によって切断線に対する工具
軌道データと工作物ブランクデータとの連係によって工
作物を加工する方法において、切断線(K)の湾曲した
輪郭は部分的に直線化されることを特徴とする前記方法
。 - 【請求項2】 直線部分(Ki ) の長さが輪郭(
K) の輪郭の湾曲の度合いに依存している、請求項1
記載の方法。 - 【請求項3】 直線部分の数が湾曲した輪郭(K)か
らの直線状輪郭( Ki ) の許容される偏倚(d)
によって制限されている、請求項1 記載の方法。 - 【請求項4】 直線化アルゴリズムが帰納的である請
求項1 記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE901183848 | 1990-09-25 | ||
EP90118384A EP0477397B2 (de) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | Verfahren zur Ermittlung von Werkzeugbahnkonturen bei numerisch gesteuerten Maschinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04230503A true JPH04230503A (ja) | 1992-08-19 |
JP2875656B2 JP2875656B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=8204510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3243706A Expired - Lifetime JP2875656B2 (ja) | 1990-09-25 | 1991-09-24 | 数値制御機械における工具軌道輪郭を求める方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5434793A (ja) |
EP (1) | EP0477397B2 (ja) |
JP (1) | JP2875656B2 (ja) |
DE (2) | DE59009901D1 (ja) |
ES (1) | ES2083409T3 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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