JPH05146946A - デジタイズデータに基づく工具経路計算装置 - Google Patents
デジタイズデータに基づく工具経路計算装置Info
- Publication number
- JPH05146946A JPH05146946A JP31491991A JP31491991A JPH05146946A JP H05146946 A JPH05146946 A JP H05146946A JP 31491991 A JP31491991 A JP 31491991A JP 31491991 A JP31491991 A JP 31491991A JP H05146946 A JPH05146946 A JP H05146946A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モデルにスタイラス半径より小さな微小段差
が有る場合でも、高精度な表現が可能な工具経路計算装
置を提供することにある。 【構成】 デジタイズデータをスタイラス半径分だけ法
線方向下方にオフセットすると共に凹角点、凸角点を検
出し、それらの凹角点、凸角点の位置関係が一定範囲内
にあるときを微小段差であると判定するので、自動的に
微小段差を補正することが可能となる。
が有る場合でも、高精度な表現が可能な工具経路計算装
置を提供することにある。 【構成】 デジタイズデータをスタイラス半径分だけ法
線方向下方にオフセットすると共に凹角点、凸角点を検
出し、それらの凹角点、凸角点の位置関係が一定範囲内
にあるときを微小段差であると判定するので、自動的に
微小段差を補正することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタイズデータに基
づき工具経路を計算する装置に関し、ＣＡＤ又はＣＡＭ
システム、自動プログラミング装置、ＮＣ装置等に適用
可能なものである。
づき工具経路を計算する装置に関し、ＣＡＤ又はＣＡＭ
システム、自動プログラミング装置、ＮＣ装置等に適用
可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、デジタイザ（スキャニングマシン
とも呼ばれる）により三次元的なモデルをデジタイズ
し、得られたデジタイザデータに基づいて自由曲線又は
自由曲面を創成し、この自由曲線又は自由曲面に沿って
工具を工作機械により走らせて、前記モデルの三次元形
状を再現することが知られている。
とも呼ばれる）により三次元的なモデルをデジタイズ
し、得られたデジタイザデータに基づいて自由曲線又は
自由曲面を創成し、この自由曲線又は自由曲面に沿って
工具を工作機械により走らせて、前記モデルの三次元形
状を再現することが知られている。
【０００３】ここで、デジタイザは、スタイラス（測定
子）によりモデルを倣うことにより、モデルの三次元形
状を数値化してデジタイズするが、スタイラス半径より
小さい微小段差では、その形状を正確に捉えることがで
きなかった。その為、創成される自由曲線又は自由曲面
は、実際のモデル形状と若干形状の異なるぼやけた形状
となり、これに沿って工具を走らせても正確な形状を工
具により加工することはできなかった。
子）によりモデルを倣うことにより、モデルの三次元形
状を数値化してデジタイズするが、スタイラス半径より
小さい微小段差では、その形状を正確に捉えることがで
きなかった。その為、創成される自由曲線又は自由曲面
は、実際のモデル形状と若干形状の異なるぼやけた形状
となり、これに沿って工具を走らせても正確な形状を工
具により加工することはできなかった。
【０００４】微小段差の厳密な定義は、図７に示すよう
に、スタイラス８が段差部傾斜面と接触しないことであ
る。即ち、段差部の高さをｈ、角度をθc、スタイラス
８半径をｒs、とするとき、次式を満足する段差を、こ
こでは微小段差と呼ぶ。 ｈ＜（ｒstan(θc／２) ）sin θc …（１） 例えば、θc＝９０°のときは、ｈ＜ｒsとなる。上記
（１）式が満足される微小段差の場合には、デジタイザ
により得られるデジタイズデータそのものによる曲線７
は、図８に示すように点１０ａ，１０，１０ｂからな
り、それらにより挟まれる角度θc'は、上記微小段差の
角度θcに一致しなかった。
に、スタイラス８が段差部傾斜面と接触しないことであ
る。即ち、段差部の高さをｈ、角度をθc、スタイラス
８半径をｒs、とするとき、次式を満足する段差を、こ
こでは微小段差と呼ぶ。 ｈ＜（ｒstan(θc／２) ）sin θc …（１） 例えば、θc＝９０°のときは、ｈ＜ｒsとなる。上記
（１）式が満足される微小段差の場合には、デジタイザ
により得られるデジタイズデータそのものによる曲線７
は、図８に示すように点１０ａ，１０，１０ｂからな
り、それらにより挟まれる角度θc'は、上記微小段差の
角度θcに一致しなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、スタイラ
ス半径より小さな微小段差が有る場合に、デジタイズす
ると、デジタイズデータには形状が正確に捉えられてお
らず、これに基づいた加工では加工精度が低下すること
になっていた。また、微小段差より小さいスタイラスで
デジタイズすれば、そのような問題は解消するが、ごく
低速でデジタイズする必要があり、デジタイズ時間が長
くかかるといった新たな問題を生じる。
ス半径より小さな微小段差が有る場合に、デジタイズす
ると、デジタイズデータには形状が正確に捉えられてお
らず、これに基づいた加工では加工精度が低下すること
になっていた。また、微小段差より小さいスタイラスで
デジタイズすれば、そのような問題は解消するが、ごく
低速でデジタイズする必要があり、デジタイズ時間が長
くかかるといった新たな問題を生じる。
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、スタイラス半径より小さな微小段差であっ
ても、形状を正確に捉えて、加工することのできる工具
経路計算装置を提供することを目的とする。
ものであり、スタイラス半径より小さな微小段差であっ
ても、形状を正確に捉えて、加工することのできる工具
経路計算装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成はデジタイザのスタイラス半径より小さい微
小段差を有するモデルをデジタイズして得られるデジタ
イズデータについて、凹角点、凸角点を検出すると共に
スタイラス半径分を法線方向下方にオフセットし、オフ
セットされた凹角点、凸角点の位置関係が一定範囲内に
あるときを微小段差として自動検出し、別途指示された
微小段差の角度を前記凹角点における角度として与えて
モデル表面形状に相当する曲面を創成し、この曲面上に
加工工具を走らせることを特徴とする。
発明の構成はデジタイザのスタイラス半径より小さい微
小段差を有するモデルをデジタイズして得られるデジタ
イズデータについて、凹角点、凸角点を検出すると共に
スタイラス半径分を法線方向下方にオフセットし、オフ
セットされた凹角点、凸角点の位置関係が一定範囲内に
あるときを微小段差として自動検出し、別途指示された
微小段差の角度を前記凹角点における角度として与えて
モデル表面形状に相当する曲面を創成し、この曲面上に
加工工具を走らせることを特徴とする。
【０００８】
【作用】微小段差を含むモデル形状が正しく表現でき、
それに対する加工用の工具経路データが容易に得られ
る。また、極小のスタイラスでデジタイズする必要がな
く、ある程度の高速でのデジタイズが可能なため、デジ
タイズ時間を短縮することができる。
それに対する加工用の工具経路データが容易に得られ
る。また、極小のスタイラスでデジタイズする必要がな
く、ある程度の高速でのデジタイズが可能なため、デジ
タイズ時間を短縮することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。同図に示すようにデジタイザ１によって得られたモ
デル２の三次元形状のデジタイズデータは、フロッピー
ディスク等のデータ媒体５に格納され、演算装置４に送
られる。デジタイザ１は、図２(a)(b)に示すように、ス
タイラス８（測定子）によりモデル２を倣ってゆくこと
により、モデル２の三次元形状を数値化する。スタイラ
ス８の動く軌跡を示す点群データが、デジタイズデータ
であり、それを連続化したものが曲線７となる。モデル
２には、前述した（１）の条件を満足する微小段差があ
り、その上下には凸角点、凹角点が存在する。
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。同図に示すようにデジタイザ１によって得られたモ
デル２の三次元形状のデジタイズデータは、フロッピー
ディスク等のデータ媒体５に格納され、演算装置４に送
られる。デジタイザ１は、図２(a)(b)に示すように、ス
タイラス８（測定子）によりモデル２を倣ってゆくこと
により、モデル２の三次元形状を数値化する。スタイラ
ス８の動く軌跡を示す点群データが、デジタイズデータ
であり、それを連続化したものが曲線７となる。モデル
２には、前述した（１）の条件を満足する微小段差があ
り、その上下には凸角点、凹角点が存在する。
【００１０】デジタイズデータの入力された演算装置４
は、次の処理を行う。 先ず、点群データの曲率半径、角度変化により、凹角
点を検出する。即ち、図４(a)(b)に示すように曲線７を
構成するデジタイズデータ、即ち、点群データの各点に
おける曲率半径ｒ或いは角度変化θを前後の点から求め
る。例えば、曲率半径ｒがある一定値ｒ0より小さい
点、或いは、角度変化θが一定値θ0より小さい点を凹
角点として検出する。 次に、点群データの各点で、単位法線ベクトルＮを求
める。即ち、図３(a)に示すように、点群データの各点
において前後左右の点から得られる接線ベクトルＴ1，
Ｔ2を基にして、法線ベクトルＮをＮ＝Ｔ1×Ｔ2として
求め、正規化して単体法線ベクトルとする。
は、次の処理を行う。 先ず、点群データの曲率半径、角度変化により、凹角
点を検出する。即ち、図４(a)(b)に示すように曲線７を
構成するデジタイズデータ、即ち、点群データの各点に
おける曲率半径ｒ或いは角度変化θを前後の点から求め
る。例えば、曲率半径ｒがある一定値ｒ0より小さい
点、或いは、角度変化θが一定値θ0より小さい点を凹
角点として検出する。 次に、点群データの各点で、単位法線ベクトルＮを求
める。即ち、図３(a)に示すように、点群データの各点
において前後左右の点から得られる接線ベクトルＴ1，
Ｔ2を基にして、法線ベクトルＮをＮ＝Ｔ1×Ｔ2として
求め、正規化して単体法線ベクトルとする。
【００１１】更に、単位法線ベクトルを用いて下方に
点群データをオフセットする。即ち、図３(b)に示すよ
うに、単位法線ベクトルに沿った鉛直下方に、測定子半
径分だけ点群データの座標を移動させることによりオフ
セットを行う。これにより、オフセットされた点群デー
タによる曲線７’が得られる。この時、オフセットされ
た凹角点１０の前後に、その曲線７’に沿い一定距離を
離した１０ａ，１０ｂを作り出す。 引き続き、オフセットされた点群データに対して凸角
点を検出する。即ち、オフセットされた点群データに対
して、と同様にして図３(b)中に示す凸角点１１を検
出する。例えば、点群データの各点における曲率半径ｒ
がある一定値ｒ0より大きい点、或いは、角度変化θが
一定値θ0より大きい点を凹角点１１として検出する。
点群データをオフセットする。即ち、図３(b)に示すよ
うに、単位法線ベクトルに沿った鉛直下方に、測定子半
径分だけ点群データの座標を移動させることによりオフ
セットを行う。これにより、オフセットされた点群デー
タによる曲線７’が得られる。この時、オフセットされ
た凹角点１０の前後に、その曲線７’に沿い一定距離を
離した１０ａ，１０ｂを作り出す。 引き続き、オフセットされた点群データに対して凸角
点を検出する。即ち、オフセットされた点群データに対
して、と同様にして図３(b)中に示す凸角点１１を検
出する。例えば、点群データの各点における曲率半径ｒ
がある一定値ｒ0より大きい点、或いは、角度変化θが
一定値θ0より大きい点を凹角点１１として検出する。
【００１２】凹角点、凸角点の位置関係から、微小段
差部を自動検出し、角度補正する。即ち、このようにし
て検出された凹角点、凸角点において、図５に示すよう
に凹角点より一定距離を離れた点１０ｂと凸角点１１と
が一致する場合、或いは、極めて近接している場合（｜
１０ｂ−１１｜＜ある一定値）、微小段差部と判定す
る。そして、微小段差であると判定されると、別途指示
された微小段差部の角度θ cに補正する。これにより、
図５に示すように凹角点１０は、凹角点１０’に補正さ
れることになる。 補正されたオフセット点列から、自動曲線、曲面を創
成する。即ち、補正された各点列を自由曲線近似し、こ
れらの自由曲線群から図６に示す自由曲面９を創成す
る。
差部を自動検出し、角度補正する。即ち、このようにし
て検出された凹角点、凸角点において、図５に示すよう
に凹角点より一定距離を離れた点１０ｂと凸角点１１と
が一致する場合、或いは、極めて近接している場合（｜
１０ｂ−１１｜＜ある一定値）、微小段差部と判定す
る。そして、微小段差であると判定されると、別途指示
された微小段差部の角度θ cに補正する。これにより、
図５に示すように凹角点１０は、凹角点１０’に補正さ
れることになる。 補正されたオフセット点列から、自動曲線、曲面を創
成する。即ち、補正された各点列を自由曲線近似し、こ
れらの自由曲線群から図６に示す自由曲面９を創成す
る。
【００１３】得られた自由曲面９に対して、カッタパ
ス計算を行い工具経路データを創成する。計算された工
具経路データは、フロッピーディスク等のデータ媒体５
に格納され、工作機械６に送られ、工具機械６は得られ
た自由曲面９上に加工工具を走らせ、加工がなされる。
このように本実施例では、検出された凸角点、凹角点に
より微小段差を自動的に検出し、微小段差の場合にはデ
ジタイザ１により得られたデジタイズデータを、自動的
に補正するので、微小段差がある場合でも、実際のモデ
ル形状を正確に把握することができ、これに基づいて元
の三次元形状を有するモデルを忠実に再現することが可
能となる。
ス計算を行い工具経路データを創成する。計算された工
具経路データは、フロッピーディスク等のデータ媒体５
に格納され、工作機械６に送られ、工具機械６は得られ
た自由曲面９上に加工工具を走らせ、加工がなされる。
このように本実施例では、検出された凸角点、凹角点に
より微小段差を自動的に検出し、微小段差の場合にはデ
ジタイザ１により得られたデジタイズデータを、自動的
に補正するので、微小段差がある場合でも、実際のモデ
ル形状を正確に把握することができ、これに基づいて元
の三次元形状を有するモデルを忠実に再現することが可
能となる。
【００１４】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は、三次元形状の高精度な表現が可能
となり、特に微小段差部がだれることなくきれいに表現
でき、従って、これに基づいて計算される工具経路デー
タは元の三次元形状を忠実に再現できるものとなる。
たように、本発明は、三次元形状の高精度な表現が可能
となり、特に微小段差部がだれることなくきれいに表現
でき、従って、これに基づいて計算される工具経路デー
タは元の三次元形状を忠実に再現できるものとなる。
【図１】本発明の一実施例に係るブロック図である。
【図２】同図(a)(b)は、それぞれデジタイザによりデジ
タイズされるモデルを示す側面図、斜視図である。
タイズされるモデルを示す側面図、斜視図である。
【図３】同図(a)(b)は、それぞれデジタイズデータが示
す曲線のオフセットを示す説明図である。
す曲線のオフセットを示す説明図である。
【図４】同図(a)(b)は、曲率、角度変化による凹角点、
凸角点の検出方法を示す説明図である。
凸角点の検出方法を示す説明図である。
【図５】微小段差部の検出補正を示す説明図である。
【図６】創成された曲面を示す説明図である。
【図７】微小段差の定義を示す説明図である。
【図８】従来の方法で得られる形状を示す説明図であ
る。
る。
１ デジタイザ ２ 三次元曲面 ３ データ媒体 ４ 演算装置 ５ データ媒体 ６ 工作機械 ７ デジタイズデータの示す曲線 ７’ オフセットされたデジタイズデータの示す曲線 ８ スタイラス（測定子） ９ 創成された曲面 １０ 凹角点 １０ａ，１０ｂ 凹角点の前後の点 １０’ 補正された凹角点 １１ 凸角点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/60 ４００ Ｋ 7922−5Ｌ
Claims (1)
- 【請求項１】 デジタイザのスタイラス半径より小さい
微小段差を有するモデルをデジタイズして得られるデジ
タイズデータについて、凹角点、凸角点を検出すると共
にスタイラス半径分を法線方向下方にオフセットし、オ
フセットされた凹角点、凸角点の位置関係が一定範囲内
にあるときを微小段差として自動検出し、別途指示され
た微小段差の角度を前記凹角点における角度として与え
てモデル表面形状に相当する曲面を創成し、この曲面上
に加工工具を走らせることを特徴とするデジタイズデー
タに基づく工具経路計算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31491991A JPH05146946A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | デジタイズデータに基づく工具経路計算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31491991A JPH05146946A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | デジタイズデータに基づく工具経路計算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05146946A true JPH05146946A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18059228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31491991A Withdrawn JPH05146946A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | デジタイズデータに基づく工具経路計算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05146946A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043779A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toshiba Mach Co Ltd | 自由曲面形状測定方法 |
| JP2009058985A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Okuma Corp | 点群データの補正方法、補正プログラム、および近似曲線生成プログラム |
| JP6903255B1 (ja) * | 2021-01-08 | 2021-07-14 | 三菱電機株式会社 | 加工プログラム修正装置、数値制御装置、加工プログラム修正方法および機械学習装置 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP31491991A patent/JPH05146946A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043779A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toshiba Mach Co Ltd | 自由曲面形状測定方法 |
| JP2009058985A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Okuma Corp | 点群データの補正方法、補正プログラム、および近似曲線生成プログラム |
| JP6903255B1 (ja) * | 2021-01-08 | 2021-07-14 | 三菱電機株式会社 | 加工プログラム修正装置、数値制御装置、加工プログラム修正方法および機械学習装置 |
| WO2022149278A1 (ja) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 三菱電機株式会社 | 加工プログラム修正装置、数値制御装置、加工プログラム修正方法および機械学習装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |