JPH0566608B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0566608B2 JPH0566608B2 JP60294635A JP29463585A JPH0566608B2 JP H0566608 B2 JPH0566608 B2 JP H0566608B2 JP 60294635 A JP60294635 A JP 60294635A JP 29463585 A JP29463585 A JP 29463585A JP H0566608 B2 JPH0566608 B2 JP H0566608B2
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- JP
- Japan
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- vector
- outside
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- boundary line
- model
- Prior art date
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
この発明は、モデルの構成を利用してベクトル
演算を行なうことにより、モデルを構成する各面
上の点が上記モデルの境界内にあるか外であるか
を判定して、数値制御（NC）データを高速に作
成できるようにしたNCデータ作成装置における
境界内外判定方法に関する。
演算を行なうことにより、モデルを構成する各面
上の点が上記モデルの境界内にあるか外であるか
を判定して、数値制御（NC）データを高速に作
成できるようにしたNCデータ作成装置における
境界内外判定方法に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
境界表現法を用いたソリツドモデルベースの
NCデータ作成方法においては、定義されたモデ
ルに工具が接する位置を求める処理が重要であ
り、その際にモデルを構成する各面上の点につい
て、この各点がモデルの境界の内側にあるか外側
にあるかを判定する境界内外判定が頻繁に行なわ
れる。ここにおいて、モデルは表裏の認識された
面、すなわち平面、円筒面、円錐面、球面、自由
曲面等の面の組合せにより構成され、これらの各
面にはそれぞれ面そのものの情報と、面の有効部
（内側）と無効部（外側）との境界をなす複数の
稜線による閉ループの境界線から構成されてい
る。
NCデータ作成方法においては、定義されたモデ
ルに工具が接する位置を求める処理が重要であ
り、その際にモデルを構成する各面上の点につい
て、この各点がモデルの境界の内側にあるか外側
にあるかを判定する境界内外判定が頻繁に行なわ
れる。ここにおいて、モデルは表裏の認識された
面、すなわち平面、円筒面、円錐面、球面、自由
曲面等の面の組合せにより構成され、これらの各
面にはそれぞれ面そのものの情報と、面の有効部
（内側）と無効部（外側）との境界をなす複数の
稜線による閉ループの境界線から構成されてい
る。
第４図Ａ及びＢはソリツドモデルの一例を示
し、同図Ａに示すようにこのモデルはＦ１〜Ｆ９
の９つの平面や円筒面等で構成されており、同図
Ｂに示すように、このうちの平面Ｆ４において
は、Ｅ５〜Ｅ１０の６つの境界線により、この平
面Ｆ４の有効部（内側）と無効部（外側）とが設
定される。
し、同図Ａに示すようにこのモデルはＦ１〜Ｆ９
の９つの平面や円筒面等で構成されており、同図
Ｂに示すように、このうちの平面Ｆ４において
は、Ｅ５〜Ｅ１０の６つの境界線により、この平
面Ｆ４の有効部（内側）と無効部（外側）とが設
定される。
そこで、NCデータを作成するにあたつては、
上述のような面の有効部のみについて軌跡を求め
なければならないため、モデルの注目している位
置（評価点）が面の内側にあるか外側であるかを
判定する必要があり、この境界内外判定作業が頻
繁に行なわれるため、この境界内外判定は高速に
行なわれなければならない。
上述のような面の有効部のみについて軌跡を求め
なければならないため、モデルの注目している位
置（評価点）が面の内側にあるか外側であるかを
判定する必要があり、この境界内外判定作業が頻
繁に行なわれるため、この境界内外判定は高速に
行なわれなければならない。
第５図は従来の境界内外判定方法の一例を説明
するための図であり、評価点Ｐが境界線１の内側
か外側かを判定する場合、境界線１を多くの直線
１０に分割し、各直線１０の２端点Qi及びQ+1と
評価点Ｐを結ぶ２直線PQi及びPQi+1のなす角度θi
をそれぞれ次式により求める。
するための図であり、評価点Ｐが境界線１の内側
か外側かを判定する場合、境界線１を多くの直線
１０に分割し、各直線１０の２端点Qi及びQ+1と
評価点Ｐを結ぶ２直線PQi及びPQi+1のなす角度θi
をそれぞれ次式により求める。
θi＝cos-1（PQ／→i・PQ／→i+1／｜PQi｜・｜PQi
+1｜） ここにおいて、このθiの総和o 〓i=1 θiが3600になれ
ば、この評価点Ｐは境界線１の内側にあると判定
することができる。しかし、このような判定方法
においては、逆三角関数θiが多用されるためその
処理速度が遅く、NCデータを高速に作成するこ
とができないという欠点があつた。
+1｜） ここにおいて、このθiの総和o 〓i=1 θiが3600になれ
ば、この評価点Ｐは境界線１の内側にあると判定
することができる。しかし、このような判定方法
においては、逆三角関数θiが多用されるためその
処理速度が遅く、NCデータを高速に作成するこ
とができないという欠点があつた。
（発明の目的）
この発明は上述のような事情からなされたもの
であり、この発明の目的は、モデルの構成を利用
してベクトル演算を行なうことにより、モデルを
構成する各面上の点が上記モデルの境界内にある
か外であるかを判定して、NCデータを高速に作
成できるNCデータ作成装置における境界内外判
定方法を提供することにある。
であり、この発明の目的は、モデルの構成を利用
してベクトル演算を行なうことにより、モデルを
構成する各面上の点が上記モデルの境界内にある
か外であるかを判定して、NCデータを高速に作
成できるNCデータ作成装置における境界内外判
定方法を提供することにある。
（発明の概要）
この発明はNCデータ作成装置における境界内
外判定方法に関し、ソリツドモデルの画情報を記
憶する画情報記憶部と、モデルの稜線情報を記憶
する稜線情報記憶部と、モデルを構成する各面上
の評価点に対して面の最も近い境界線上の近傍点
を求める近傍点探索部と、近傍点における接線ベ
クトル及び法線ベクトルを面情報及び稜線情報に
より求めると共にベクトル演算を行なうベクトル
計算部と、ベクトル計算部の演算結果により評価
点の境界線内外判定を行なう内外判定部とを具
え、上記近傍点における接線ベクトル及び法線ベ
クトルを求めると共に、上記評価点と上記近傍点
とを結ぶベクトルと上記接線ベクトルとの外積を
求め、この外積と上記法線ベクトルとの内積を求
めるベクトル演算を行ない、上記ベクトル演算結
果と境界線の有効方向の情報により上記評価点が
境界線の内側にあるか外側であるかの判定を行な
うことにより、上記NCデータを高速に作成する
ことができるようにしたものである。
外判定方法に関し、ソリツドモデルの画情報を記
憶する画情報記憶部と、モデルの稜線情報を記憶
する稜線情報記憶部と、モデルを構成する各面上
の評価点に対して面の最も近い境界線上の近傍点
を求める近傍点探索部と、近傍点における接線ベ
クトル及び法線ベクトルを面情報及び稜線情報に
より求めると共にベクトル演算を行なうベクトル
計算部と、ベクトル計算部の演算結果により評価
点の境界線内外判定を行なう内外判定部とを具
え、上記近傍点における接線ベクトル及び法線ベ
クトルを求めると共に、上記評価点と上記近傍点
とを結ぶベクトルと上記接線ベクトルとの外積を
求め、この外積と上記法線ベクトルとの内積を求
めるベクトル演算を行ない、上記ベクトル演算結
果と境界線の有効方向の情報により上記評価点が
境界線の内側にあるか外側であるかの判定を行な
うことにより、上記NCデータを高速に作成する
ことができるようにしたものである。
（発明の実施例）
第１図はこの発明の境界内外判定方法を適用す
ることができる境界内外判定部の一構成例を示す
ブロツク図であり、面情報記憶部２及び稜線情報
記憶部３は、それぞれモデルを構成する面及び稜
線に関する情報が記憶されている。近傍点探索部
４は、上記稜線情報記憶部３に記憶されている稜
線情報から評価点Ｐに最も近い境界線上の近傍点
Ｑを求め、法線・接線ベクトル計算部５に結果を
送る。法線・接線ベクトル計算部５は上記面情報
記憶部２に記憶されている面情報及び上記稜線情
報記憶部３に記憶されている稜線情報から近傍点
Ｑにおける法線ベクトルＮ→及び接線ベクトルＴ→を
求め、ベクトル演算を行ない結果を内外判定部６
に送る。内外判定部６は上記稜線情報記憶部３に
記憶されている稜線情報（方向づけ）を基に上記
演算された結果により、評価点Ｐが有効部にある
か、無効部にあるかの判定を行なう。
ることができる境界内外判定部の一構成例を示す
ブロツク図であり、面情報記憶部２及び稜線情報
記憶部３は、それぞれモデルを構成する面及び稜
線に関する情報が記憶されている。近傍点探索部
４は、上記稜線情報記憶部３に記憶されている稜
線情報から評価点Ｐに最も近い境界線上の近傍点
Ｑを求め、法線・接線ベクトル計算部５に結果を
送る。法線・接線ベクトル計算部５は上記面情報
記憶部２に記憶されている面情報及び上記稜線情
報記憶部３に記憶されている稜線情報から近傍点
Ｑにおける法線ベクトルＮ→及び接線ベクトルＴ→を
求め、ベクトル演算を行ない結果を内外判定部６
に送る。内外判定部６は上記稜線情報記憶部３に
記憶されている稜線情報（方向づけ）を基に上記
演算された結果により、評価点Ｐが有効部にある
か、無効部にあるかの判定を行なう。
第２図はNCデータの作成を行なう対象となる
ソリツドモデルを構成する面の一例を示す図であ
る。この面において、境界線７の外側に斜線で示
される部分が有効部である。そこで、この面上の
評価点P0、P1及びP2を用いて、これらの各評価
点に対する境界内外判定方法を第３図に示すフロ
ーチヤートを参照して説明する。
ソリツドモデルを構成する面の一例を示す図であ
る。この面において、境界線７の外側に斜線で示
される部分が有効部である。そこで、この面上の
評価点P0、P1及びP2を用いて、これらの各評価
点に対する境界内外判定方法を第３図に示すフロ
ーチヤートを参照して説明する。
上述のように、モデルを構成する各面及び各稜
線の情報が予め上記面情報記憶部２及び稜線情報
記憶部３に記憶されており、第２図に示すような
面について、まず上記近傍点探索部４において評
価点P0に最も近い境界線７上の近傍点Q0を求め
（ステツプS1）、上記法線・接線ベクトル計算部
５においてこの近傍点Q0における法線ベクトル
N0→及び接線ベクトルT0→を求める（ステツプS2）。
ここで法線ベクトルN0→は、第２図に示す面に対
する法線ベクトルであり、接線ベクトルT0→は境
界線７に対する接線ベクトルであり、各境界線は
進行方向に対して左右どちらが有効部であるかを
判定する情報を持つている。ただしどちらを有効
部にするかは任意である。この例では、境界線の
進行方向の右側が有効部となるように決めてい
る。そこで、上記法線・接線ベクトル計算部５に
おいてベクトル演算を行なうが、まずベクトル
P0Q0――→と接線ベクトルT0→との外積をとり、その結
果と法線ベクトルル→N0との内積（P0Q0――→×T0→）
・
N0→を求めて（ステツプS3）、このベクトル演算結
果を上記内外判定部６に送る。
線の情報が予め上記面情報記憶部２及び稜線情報
記憶部３に記憶されており、第２図に示すような
面について、まず上記近傍点探索部４において評
価点P0に最も近い境界線７上の近傍点Q0を求め
（ステツプS1）、上記法線・接線ベクトル計算部
５においてこの近傍点Q0における法線ベクトル
N0→及び接線ベクトルT0→を求める（ステツプS2）。
ここで法線ベクトルN0→は、第２図に示す面に対
する法線ベクトルであり、接線ベクトルT0→は境
界線７に対する接線ベクトルであり、各境界線は
進行方向に対して左右どちらが有効部であるかを
判定する情報を持つている。ただしどちらを有効
部にするかは任意である。この例では、境界線の
進行方向の右側が有効部となるように決めてい
る。そこで、上記法線・接線ベクトル計算部５に
おいてベクトル演算を行なうが、まずベクトル
P0Q0――→と接線ベクトルT0→との外積をとり、その結
果と法線ベクトルル→N0との内積（P0Q0――→×T0→）
・
N0→を求めて（ステツプS3）、このベクトル演算結
果を上記内外判定部６に送る。
ここにおいて、第２図に示した評価点P0にお
いては、 （P0Q0――→×T0→）・N0→＜０ となる。そこで、内外判定部６はベクトル演算結
果（P0Q0――→×T0→）・N0→及び境界線の有効方向の
情
報により、この評価点P0の内外判定を行なうと、
この場合、上記演算結果（P0Q0――→×T0→）・N0→が
負
であり（ステツプS8）、且つ境界線７の右側が有
効部（内側）であるので、評価点P0は無効部
（外側）にあることが判定される（ステツプ
S10）。
いては、 （P0Q0――→×T0→）・N0→＜０ となる。そこで、内外判定部６はベクトル演算結
果（P0Q0――→×T0→）・N0→及び境界線の有効方向の
情
報により、この評価点P0の内外判定を行なうと、
この場合、上記演算結果（P0Q0――→×T0→）・N0→が
負
であり（ステツプS8）、且つ境界線７の右側が有
効部（内側）であるので、評価点P0は無効部
（外側）にあることが判定される（ステツプ
S10）。
一方、評価点P1及びP2について上述のように
して判定すると、評価点P1は境界線上の点であ
るのでベクトルP1Q1――→は０→ベクトルであり、評価
点P2は上記評価点P0とは境界線７に対して逆方
向にあるので、上記ステツプS3において （P1Q1――→×T1→）・N1→＝０ （P2Q2――→×T2→）・N2→＞０ となる。そこで、上記内外判定部６は、上述のよ
うにして各ベクトル演算結果及び境界線の有効方
向の情報により、この評価点P1及びP2の内外判
定を行なうと、評価点P1は、この場合上記演算
結果（P1Q1――→×T1→）・N1→が“０→”であるので
、境
界線上にあることが判定される（ステツプS7）。
また、評価点P2は、この場合上記演算結果
（P2Q2――→×T2→）・N2→が正であり（ステツプS4）
、且
つ境界線７の右側が有効部（内側）であるので、
評価点P2は有効部（内側）であることが判定さ
れる（ステツプS6）。
して判定すると、評価点P1は境界線上の点であ
るのでベクトルP1Q1――→は０→ベクトルであり、評価
点P2は上記評価点P0とは境界線７に対して逆方
向にあるので、上記ステツプS3において （P1Q1――→×T1→）・N1→＝０ （P2Q2――→×T2→）・N2→＞０ となる。そこで、上記内外判定部６は、上述のよ
うにして各ベクトル演算結果及び境界線の有効方
向の情報により、この評価点P1及びP2の内外判
定を行なうと、評価点P1は、この場合上記演算
結果（P1Q1――→×T1→）・N1→が“０→”であるので
、境
界線上にあることが判定される（ステツプS7）。
また、評価点P2は、この場合上記演算結果
（P2Q2――→×T2→）・N2→が正であり（ステツプS4）
、且
つ境界線７の右側が有効部（内側）であるので、
評価点P2は有効部（内側）であることが判定さ
れる（ステツプS6）。
なお、上述の実施例においては、境界線上の接
線ベクトルの右側が有効部（内側）である例を示
したが、左側が有効部の場合は上記ステツプS3
における正負の判定が逆になる。
線ベクトルの右側が有効部（内側）である例を示
したが、左側が有効部の場合は上記ステツプS3
における正負の判定が逆になる。
（発明の効果）
以上のようにこの発明の境界内外判定方法によ
れば、ソリツドモデルの構成を利用してベクトル
演算することにより境界内外判定が高速に行なえ
るため、NCデータ作成の処理速度を向上させる
ことができる利点がある。
れば、ソリツドモデルの構成を利用してベクトル
演算することにより境界内外判定が高速に行なえ
るため、NCデータ作成の処理速度を向上させる
ことができる利点がある。
第１図はこの発明を適用することができる境界
内外判定部の構成例を示すブロツク図、第２図は
境界表現法におけるモデルの一例を示す図、第３
図はこの発明の境界内外判定方法の動作を示すフ
ローチヤート、第４図Ａはモデルを構成する面の
例を示す図、第４図Ｂは同図Ａの一面における境
界線の一例を示す図、第５図は従来の境界内外判
定方法の一例を示す図である。 １……境界線、２……画情報記憶部、３……稜
線情報記憶部、４……近傍点探索部、５……法
線・接線ベクトル計算部、６……内外判定部、７
……境界線、１０……境界線を構成する直線部
分。
内外判定部の構成例を示すブロツク図、第２図は
境界表現法におけるモデルの一例を示す図、第３
図はこの発明の境界内外判定方法の動作を示すフ
ローチヤート、第４図Ａはモデルを構成する面の
例を示す図、第４図Ｂは同図Ａの一面における境
界線の一例を示す図、第５図は従来の境界内外判
定方法の一例を示す図である。 １……境界線、２……画情報記憶部、３……稜
線情報記憶部、４……近傍点探索部、５……法
線・接線ベクトル計算部、６……内外判定部、７
……境界線、１０……境界線を構成する直線部
分。
Claims (1)
- １ NCデータ作成装置を用いてソリツドモデル
のNCデータを作成する際に、前記モデルを構成
する各面上の評価点に対して前記各面の最も近い
境界線上の近傍点を求めて、該近傍点における接
線ベクトル及び法線ベクトルを求めると共に、前
記評価点と前記近傍点とを結ぶベクトルと前記接
線ベクトルとの外積を求め、この外積と前記法線
ベクトルとの内積を求めるベクトル演算を行な
い、該ベクトル演算結果と境界線の有効方向の情
報により前記評価点が境界線の内側にあるか外側
であるかの判定を行なうことにより、前記NCデ
ータを作成するようにしたことを特徴とするNC
データ作成装置における境界内外判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29463585A JPS62154113A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Ｎｃデ−タ作成装置における境界内外判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29463585A JPS62154113A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Ｎｃデ−タ作成装置における境界内外判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62154113A JPS62154113A (ja) | 1987-07-09 |
| JPH0566608B2 true JPH0566608B2 (ja) | 1993-09-22 |
Family
ID=17810314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29463585A Granted JPS62154113A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Ｎｃデ−タ作成装置における境界内外判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62154113A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4760768B2 (ja) * | 2007-05-15 | 2011-08-31 | 理化工業株式会社 | 図形に対する内点判別方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61208511A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-16 | Toshiba Mach Co Ltd | 自由曲面の評価方法によるｃａｄ／ｃａｍシステム |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29463585A patent/JPS62154113A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61208511A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-16 | Toshiba Mach Co Ltd | 自由曲面の評価方法によるｃａｄ／ｃａｍシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62154113A (ja) | 1987-07-09 |
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