JPH06138928A - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
- Publication number
- JPH06138928A JPH06138928A JP4287677A JP28767792A JPH06138928A JP H06138928 A JPH06138928 A JP H06138928A JP 4287677 A JP4287677 A JP 4287677A JP 28767792 A JP28767792 A JP 28767792A JP H06138928 A JPH06138928 A JP H06138928A
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- Japan
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- curve
- spline curve
- spline
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意の加工方法で加工できる工具軌跡を生成
可能な倣い加工システムを実現する。また、明らかに断
面を掃引したような単純なモデルの倣いにおいては、断
面形状のみを計測すればモデル形状を全て倣う必要のな
い計測および加工システムを実現する。 【構成】 数値制御装置内部に、倣い計測機能、ディジ
タイズデータをスプライン曲線化する曲線入力機能、ス
プライン曲線から曲面を創成する曲面創成機能及びその
曲面を加工するための曲面加工機能を備えたものであ
る。このため倣ったデータを基に曲面化されるため、任
意の加工方法で加工可能な工具軌跡が生成可能である。
可能な倣い加工システムを実現する。また、明らかに断
面を掃引したような単純なモデルの倣いにおいては、断
面形状のみを計測すればモデル形状を全て倣う必要のな
い計測および加工システムを実現する。 【構成】 数値制御装置内部に、倣い計測機能、ディジ
タイズデータをスプライン曲線化する曲線入力機能、ス
プライン曲線から曲面を創成する曲面創成機能及びその
曲面を加工するための曲面加工機能を備えたものであ
る。このため倣ったデータを基に曲面化されるため、任
意の加工方法で加工可能な工具軌跡が生成可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計測機能を持った工作
機械の数値制御装置に関する。
機械の数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の倣い計測は、例えば特開平３−２
７６２０５号公報「デジタイズデータ処理装置」のよう
に、計測したディジタイズデータを加工するためのディ
ジタイズデータに変更して切削加工を行っていた。
７６２０５号公報「デジタイズデータ処理装置」のよう
に、計測したディジタイズデータを加工するためのディ
ジタイズデータに変更して切削加工を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御装置
は、工具軌跡は計測したディジタイズデータから作成さ
れるから、加工の方向を変えることは不可能であるとい
う問題があった。
は、工具軌跡は計測したディジタイズデータから作成さ
れるから、加工の方向を変えることは不可能であるとい
う問題があった。
【０００４】また、明らかに断面を掃引したような単純
なモデルの倣いにおいても形状を全て倣う必要があり、
計測に長時間かかるという問題があった。
なモデルの倣いにおいても形状を全て倣う必要があり、
計測に長時間かかるという問題があった。
【０００５】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、任意の加工方法で加工できる工
具軌跡を、生成可能な倣い加工システムを実現する。
ためになされたもので、任意の加工方法で加工できる工
具軌跡を、生成可能な倣い加工システムを実現する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る数値制御装
置は、ディジタイズデータを倣い計測時に所定ストロー
ク単位にスプライン曲線に変換し、スプライン曲線とし
て記憶する手段と、記憶した複数のスプライン曲線を通
過する曲面を創成する手段と、創成した曲面を切削する
ための工具軌跡を生成する手段を備えたものである。
置は、ディジタイズデータを倣い計測時に所定ストロー
ク単位にスプライン曲線に変換し、スプライン曲線とし
て記憶する手段と、記憶した複数のスプライン曲線を通
過する曲面を創成する手段と、創成した曲面を切削する
ための工具軌跡を生成する手段を備えたものである。
【０００７】また、計測したディジタイズデータをスプ
ライン曲線に変換しスプライン曲線として記憶する手段
と、曲線の掃引情報を入力する手段と、曲線を掃引し曲
面を創成する手段と、創成した曲面を切削するための工
具軌跡を生成する手段を備えたものである。
ライン曲線に変換しスプライン曲線として記憶する手段
と、曲線の掃引情報を入力する手段と、曲線を掃引し曲
面を創成する手段と、創成した曲面を切削するための工
具軌跡を生成する手段を備えたものである。
【０００８】また、１ストローク計測するたびに、与え
られた誤差範囲に入るように計測したディジタイズデー
タをスプライン曲線として切り出す手段と、切り出され
た複数のスプライン曲線を１スプライン曲線として表現
し記憶する手段とを備えたものである
られた誤差範囲に入るように計測したディジタイズデー
タをスプライン曲線として切り出す手段と、切り出され
た複数のスプライン曲線を１スプライン曲線として表現
し記憶する手段とを備えたものである
【０００９】さらに接線ベクトルを求める手段と、両端
の位置座標値および前記接線ベクトルを満足するスプラ
イン曲線を最小自乗法で演算する平滑化手段とを備えた
ものである。
の位置座標値および前記接線ベクトルを満足するスプラ
イン曲線を最小自乗法で演算する平滑化手段とを備えた
ものである。
【００１０】
【作用】本発明における数値制御装置は、計測した曲線
データをスプライン曲線で表現し、そのスプライン曲線
から曲面を創成し、その創成曲面を加工するための工具
軌跡を生成する。
データをスプライン曲線で表現し、そのスプライン曲線
から曲面を創成し、その創成曲面を加工するための工具
軌跡を生成する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の数値制御装置の一実施例を図
にもとづいて説明する。 実施例１．図１は本発明の数値制御装置の構成図であ
る。倣い制御機能（Ｆ１）によって各軸制御機能部（Ｆ
２）をコントロールして、プローブからディジタイズデ
ータを得る。得られたディジタイズデータは、スプライ
ン曲線入力機能部（Ｆ３）に入り、スプライン曲線に変
換され、曲線データ（Ｄ１）として記憶される。記憶さ
れた曲線データ（Ｄ１）は、曲面創成機能部（Ｆ５）に
よって曲面データに変換される。得られた曲面データを
加工するための加工データ（Ｄ３）を基にして、曲面加
工機能部で工具軌跡を生成する。切削加工時においても
各軸制御機能（Ｆ２）が工作機械の各軸を制御して切削
加工を行うことになる。また、本発明の他の数値制御装
置においては、計測して得られたスプライン曲線を掃引
して内部的に曲面を生成するための情報を入力するため
の曲面情報入力機能（Ｆ４）がさらに付加される。
にもとづいて説明する。 実施例１．図１は本発明の数値制御装置の構成図であ
る。倣い制御機能（Ｆ１）によって各軸制御機能部（Ｆ
２）をコントロールして、プローブからディジタイズデ
ータを得る。得られたディジタイズデータは、スプライ
ン曲線入力機能部（Ｆ３）に入り、スプライン曲線に変
換され、曲線データ（Ｄ１）として記憶される。記憶さ
れた曲線データ（Ｄ１）は、曲面創成機能部（Ｆ５）に
よって曲面データに変換される。得られた曲面データを
加工するための加工データ（Ｄ３）を基にして、曲面加
工機能部で工具軌跡を生成する。切削加工時においても
各軸制御機能（Ｆ２）が工作機械の各軸を制御して切削
加工を行うことになる。また、本発明の他の数値制御装
置においては、計測して得られたスプライン曲線を掃引
して内部的に曲面を生成するための情報を入力するため
の曲面情報入力機能（Ｆ４）がさらに付加される。
【００１２】図２は前記スプライン曲線入力機能の動作
を説明するための図である。まず計測データを切り出す
処理を行う（Ｓ１）。このアルゴリズムの例として図３
に２つ示した。図３（ａ）は逐次探索法であり、ディジ
タイズデータを端から調べて行くが、スプライン曲線で
の近似が所定の誤差以上になったら１本のスプライン曲
線として切る出す。スプライン曲線での割り付けは最小
自乗法によって行える。この方法の欠点は、全てのディ
ジタイズデータを調べるために演算時間が掛かる欠点が
あり、これを改良した図３（ｂ）の２分探索法を用いて
もよい。これはまず全てのディジタイズデータでのスプ
ライン曲線での割り当てを行い、誤差範囲外であればデ
ィジタイズデータを２分してスプライン曲線の割り当て
を行っていく（ステップＳ４、Ｓ５）。このようにし
て、できるだけ多くのディジタイズデータを近似するス
プライン曲線でよって切り出していく。次にステップ
（Ｓ２）では、切り出される曲線を連続に接続するため
に、切り出したディジタイズデータの両端部分において
接線ベクトルおよび位置座標値を求める。これらのデー
タは両端におけるディジタイズデータを使って求める
が、接線ベクトルは直線方程式を最小自乗法で求めれば
良い。また、位置座標値は両端点の座標値を使用しても
良い。
を説明するための図である。まず計測データを切り出す
処理を行う（Ｓ１）。このアルゴリズムの例として図３
に２つ示した。図３（ａ）は逐次探索法であり、ディジ
タイズデータを端から調べて行くが、スプライン曲線で
の近似が所定の誤差以上になったら１本のスプライン曲
線として切る出す。スプライン曲線での割り付けは最小
自乗法によって行える。この方法の欠点は、全てのディ
ジタイズデータを調べるために演算時間が掛かる欠点が
あり、これを改良した図３（ｂ）の２分探索法を用いて
もよい。これはまず全てのディジタイズデータでのスプ
ライン曲線での割り当てを行い、誤差範囲外であればデ
ィジタイズデータを２分してスプライン曲線の割り当て
を行っていく（ステップＳ４、Ｓ５）。このようにし
て、できるだけ多くのディジタイズデータを近似するス
プライン曲線でよって切り出していく。次にステップ
（Ｓ２）では、切り出される曲線を連続に接続するため
に、切り出したディジタイズデータの両端部分において
接線ベクトルおよび位置座標値を求める。これらのデー
タは両端におけるディジタイズデータを使って求める
が、接線ベクトルは直線方程式を最小自乗法で求めれば
良い。また、位置座標値は両端点の座標値を使用しても
良い。
【００１３】次のステップ（Ｓ３）では、求めた位置座
標値および接線ベクトルを使ってディジタイズデータを
近似するスプライン曲線を最小自乗法で求める（図４参
照）。なお、スプライン曲線としては各種のものが利用
可能であるが、Ｂ−スプラインが便利である。求まった
複数のスプライン曲線は、結び目で接線方向が一致する
ため滑らかに接続される。Ｂ−スプライン曲線では、接
続された曲線を１つの曲線として表現できるから、後の
曲面化のために１本のＢスプライン曲線で表現して置
く。このとき、パラメータとして０から１までの数値で
曲線が表現できるように指定する。この場合、最後の処
理として重み情報を付加しＮＵＲＢＳ（非一様有理Ｂス
プライン）曲線にしても良い（ステップＳ６）。ＮＵＲ
ＢＳ曲線では重みを変化させて入力データとの誤差を小
さくすることも可能である。
標値および接線ベクトルを使ってディジタイズデータを
近似するスプライン曲線を最小自乗法で求める（図４参
照）。なお、スプライン曲線としては各種のものが利用
可能であるが、Ｂ−スプラインが便利である。求まった
複数のスプライン曲線は、結び目で接線方向が一致する
ため滑らかに接続される。Ｂ−スプライン曲線では、接
続された曲線を１つの曲線として表現できるから、後の
曲面化のために１本のＢスプライン曲線で表現して置
く。このとき、パラメータとして０から１までの数値で
曲線が表現できるように指定する。この場合、最後の処
理として重み情報を付加しＮＵＲＢＳ（非一様有理Ｂス
プライン）曲線にしても良い（ステップＳ６）。ＮＵＲ
ＢＳ曲線では重みを変化させて入力データとの誤差を小
さくすることも可能である。
【００１４】図１の曲面創成機能部（Ｆ５）は、得られ
たスプライン曲線データから曲面を創成する部分であ
る。図５のように複数のスプライン曲線（ｌ１−ｌ５）
を基にこれらの曲線を通過し滑らかに補間する曲面を創
成する。このアルゴリズムには各種の方法が提案されて
いるが、ロフト曲面あるいはＮＵＲＢＳ曲面を使用して
曲面を生成すればよい。
たスプライン曲線データから曲面を創成する部分であ
る。図５のように複数のスプライン曲線（ｌ１−ｌ５）
を基にこれらの曲線を通過し滑らかに補間する曲面を創
成する。このアルゴリズムには各種の方法が提案されて
いるが、ロフト曲面あるいはＮＵＲＢＳ曲面を使用して
曲面を生成すればよい。
【００１５】第２の発明では、入力した曲線の掃引情報
を基に一本の曲線から曲面を創成する。図６はこれを説
明するための図である。ｌ１は倣った曲線をスプライン
化したものである。これに対して、軸（ＡＸ）を中心に
３６０度回転させた回転体を曲面として定義する。数値
制御装置に入力するデータは掃引方法および掃引量であ
る。掃引曲面としては、ある曲線を平行移動させて形成
する曲面、回転移動させて形成する曲面、およびある平
面曲線に沿わせて移動させる曲面などを搭載できる。こ
れにより、簡単な形状の倣い計測は数値制御装置内部の
曲面創成機能により、１ストロークの計測だけでよく倣
い計測時間が大幅に短縮できることになる。図１の曲面
加工機能（Ｆ６）においては、与えられた曲面を加工す
るための工具軌跡を生成する部分である。
を基に一本の曲線から曲面を創成する。図６はこれを説
明するための図である。ｌ１は倣った曲線をスプライン
化したものである。これに対して、軸（ＡＸ）を中心に
３６０度回転させた回転体を曲面として定義する。数値
制御装置に入力するデータは掃引方法および掃引量であ
る。掃引曲面としては、ある曲線を平行移動させて形成
する曲面、回転移動させて形成する曲面、およびある平
面曲線に沿わせて移動させる曲面などを搭載できる。こ
れにより、簡単な形状の倣い計測は数値制御装置内部の
曲面創成機能により、１ストロークの計測だけでよく倣
い計測時間が大幅に短縮できることになる。図１の曲面
加工機能（Ｆ６）においては、与えられた曲面を加工す
るための工具軌跡を生成する部分である。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明の数値制御装置
によれば、ディジタイズデータをスプライン曲線に変換
して記憶するため、データ圧縮されメモリ使用量が少な
い。また、それから曲面を内部的に創成するから、任意
の加工方法での曲面切削加工が可能である。また、任意
の加工方法で加工できる工具軌跡を生成可能な倣い加工
システムを実現できるほか、明らかに断面を掃引したよ
うな単純なモデルの倣いにおいては、断面形状のみを計
測すれば、モデル形状を全て倣う必要のない計測および
加工システムを実現できる。
によれば、ディジタイズデータをスプライン曲線に変換
して記憶するため、データ圧縮されメモリ使用量が少な
い。また、それから曲面を内部的に創成するから、任意
の加工方法での曲面切削加工が可能である。また、任意
の加工方法で加工できる工具軌跡を生成可能な倣い加工
システムを実現できるほか、明らかに断面を掃引したよ
うな単純なモデルの倣いにおいては、断面形状のみを計
測すれば、モデル形状を全て倣う必要のない計測および
加工システムを実現できる。
【図１】本発明の構成図である。
【図２】本発明の動作説明図である。
【図３】データの切り出し方法の説明図である。
【図４】スプライン曲線化処理の説明図である。
【図５】複数の曲線からの面化処理の説明図である。
【図６】一本の曲線からの面化処理の説明図である。
Ｆ１：倣い計測機能 Ｆ２：各軸制御装置 Ｆ３：スプライン曲線入力機能 Ｆ４：曲面情報入力機能 Ｆ５：曲面創成機能 Ｆ６：曲面加工機能 Ｄ１：曲線データ Ｄ２：曲面データ Ｄ３：加工データ
フロントページの続き (72)発明者 高橋 悌史 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 倣い計測機能を有した工作機械の数値制
御において、ディジタイズデータを倣い計測時に所定ス
トローク単位にスプライン曲線に変換し、スプライン曲
線として記憶する手段と、記憶した複数のスプライン曲
線を通過する曲面を創成する手段と、創成した曲面を切
削するための工具軌跡を生成する手段を備えたことを特
徴とする数値制御装置。 - 【請求項２】 倣い計測機能を有した工作機械の数値制
御において、計測したディジタイズデータをスプライン
曲線に変換しスプライン曲線として記憶する手段と、曲
線の掃引情報を入力する手段と、曲線を掃引し曲面を創
成する手段と、創成した曲面を切削するための工具軌跡
を生成する手段を備えたことを特徴とする数値制御装
置。 - 【請求項３】 １ストローク計測するたびに、与えられ
た誤差範囲に入るように計測したディジタイズデータ
を、スプライン曲線として切り出す手段と、この切り出
された複数のスプライン曲線を１スプライン曲線として
表現し記憶する手段とを備えた請求項１および請求項２
記載の数値制御装置。 - 【請求項４】 切り出したディジタイズデータの両端に
おいて、接線ベクトルを求める手段と、両端の位置座標
値および前記接線ベクトルを満足するスプライン曲線を
最小自乗法で演算する平滑化手段を備えたことを特徴と
する請求項３記載の数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287677A JPH06138928A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287677A JPH06138928A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138928A true JPH06138928A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17720295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4287677A Pending JPH06138928A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138928A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4832460A (en) * | 1984-07-27 | 1989-05-23 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal apparatus having pressure absorbing means |
| JP2002066918A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-05 | Toshiba Mach Co Ltd | ロール研削加工におけるプロファイル修正研削方法およびロール研削加工制御装置 |
| US6609045B1 (en) | 1998-05-28 | 2003-08-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | File conversion apparatus for machining program of numerical control system and computer readable recording medium for storing program for computer to execute file conversion process |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481012A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
| JPH01147610A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-09 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| JPH02113305A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-25 | Fanuc Ltd | スプライン補間方法 |
| JPH03208553A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-11 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき面教示方法 |
| JPH04201045A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-22 | Yutaka Sangyo Kk | Ｎｃ用自由曲面切削データー作成装置 |
| JPH04268904A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-24 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき面教示方法 |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP4287677A patent/JPH06138928A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481012A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
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| JPH03208553A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-11 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき面教示方法 |
| JPH04201045A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-22 | Yutaka Sangyo Kk | Ｎｃ用自由曲面切削データー作成装置 |
| JPH04268904A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-24 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき面教示方法 |
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| JP2002066918A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-05 | Toshiba Mach Co Ltd | ロール研削加工におけるプロファイル修正研削方法およびロール研削加工制御装置 |
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