JPH0683422A - 数値制御方法 - Google Patents
数値制御方法Info
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- JPH0683422A JPH0683422A JP8613392A JP8613392A JPH0683422A JP H0683422 A JPH0683422 A JP H0683422A JP 8613392 A JP8613392 A JP 8613392A JP 8613392 A JP8613392 A JP 8613392A JP H0683422 A JPH0683422 A JP H0683422A
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Abstract
に、工具の先端部分以外の部分とワークとの干渉をも回
避する方法を得る。 【構成】 NC装置は、ワークの要求形状に対応した曲
面モデルと工具形状のデータとを入力する。そして、曲
面モデルを構成する各曲面を順次4分割して、生成され
た各曲面を包含する包含球を生成する。工具を曲面モデ
ルに接触させた際に干渉する包含球に包含される曲面を
抽出し、その曲面上に点群を設定する。その点群に、工
具形状の内部に位置する点がある場合に、その接触点の
位置をずらす。
Description
いての3軸数値制御(NC)加工における工具移動軌跡
の計算を行う数値制御方法に関するものである。
季大会学術講演会論文集(社団法人精密工学会昭和61
年3月発行)p.217に記載された逆オフセット法を
用いた従来の形状加工処理システムの動作を説明するた
めの説明図である。なお、図7(a),(b)はそれぞ
れ工具経路の一例を示す図であり、図7(c)は逆オフ
セット法操作の概念を示す図である。
具、2は加工物(ワーク)の要求形状面(加工面)、3
はオフセット面を示している。
は、一般に、要求形状面2が入力される。そこで、NC
装置は、工具中心点の移動面を定めるために、加工面2
に対して工具形状を考慮したオフセット面3を導出する
必要がある。NC装置は、この導出にあたって、図7
(c)の左側に示すように、仮想的に工具1を逆向きに
して工具中心点を要求形状面2に沿って移動させ、その
際工具1の切刃が形成する包絡面をオフセット面3とす
ることができる。
以上のように実行されていたので、工具移動時における
工具1の先端部分のワークとのぶつかり、すなわち干渉
を回避しうる工具移動軌跡を生成することはできるもの
の、工具1の先端部分以外の部分とワーク等との干渉を
回避することはできない。従って、工具1の移動の際に
工具1を任意の姿勢にしつつ移動させることができない
という問題点があった。
ためになされたもので、工具の先端部分以外の部分のワ
ークとの干渉も回避して、工具を任意の姿勢で移動させ
うる数値制御方法を得ることを目的とする。
御方法は、以下の工程を備えたものである。 (イ) 3次元曲面形状を曲面モデルで表現するととも
に工具形状データを設定する工程。 (ロ) その曲面モデルを構成する各曲面について、そ
の曲面を4分割し得られた曲面を順次4分割する処理を
繰り返し、その処理の結果得られた曲面を包含する各包
含球を生成する。 (ハ) 3次元曲面上における加工の際の工具の初期的
な各接触点を算出する。 (ニ) 各接触点に仮想的に工具を置いたときに工具形
状と干渉する曲面に対応した包含球を、生成された各包
含球から抽出する。 (ホ) 抽出された包含球に包含される曲面を領域分割
して、各領域を規定する点群を生成する。 (ヘ) 生成された点群中に、仮想的に置かれた工具の
内部に位置する点がある場合に、その接触点で、その点
群に対応した包含球に包含される曲面が工具形状と干渉
すると判断する。 (ト) 工程(ヘ)で干渉すると判断された場合に、そ
の接触点を移動する。
具形状に干渉する曲面部分のラフな抽出を実現し、点群
を構成する各点と工具形状内部との位置関係を判断する
工程は、工具形状に干渉する曲面部分の詳細な抽出を実
現する。
する。図1は本実施例による数値制御方法の処理を示す
フローチャートである。本数値制御方法を用いたNC装
置は、まず、工具形状データとワークの加工要求形状の
3次元曲面形状としての曲面モデルとを入力する(ステ
ップST1)。ここで、工具形状データは、工具の回転
軸を含む2次元平面上における直線および円弧とから構
成される輪郭線を示す。また、曲面モデルは、いくつか
の曲面の集まりとして表現される。
する各曲面を包含する各包含球のデータを作成する(ス
テップST2)。図2(a)は、包含球に関するデータ
構造および包含球の生成方法を説明するための説明図で
ある。ただし、図2(a)において曲面は簡単のため矩
形で示されている。
生成する。次に、曲面F0を、部分的な曲面F1〜曲面
F4に4分割し、それらを包含する包含球S1〜S4を
生成する。そして、部分的な曲面F1〜F4のそれぞれ
について4分割と包含球の作成とを行う。更に、分割に
よって得られた部分的な曲面についての4分割と包含球
の作成とを、包含球の半径が、ある値になるまで繰り返
す。ある値の具体的な数値とは要求される加工精度に応
じた値であり、例えば、ユーザがワークのもとの形状を
見てどの程度の精度の干渉防止処理を行うか決めたり、
NC装置が与えられた加工精度からどの程度の干渉防止
処理を行うか決定することにより決定される。
されるが、ある包含球からそれに対応した4つの部分的
な包含球が参照できるように、包含球データを結合し、
図2(b)に示すように包含球の4進木構造データを作
成する。
な接触点列を算出する(ステップST3)。例えば、3
次元座標のz軸に平行な直線を適当な移動幅で順次移動
させ、各地点における直線と曲面との交点を選び出す。
触点を取り出す(ステップST4)。そして、その接触
点において、工具と曲面との干渉チェックを行う(ステ
ップST5)。図3は、干渉チェック計算の処理を示す
フローチャートである。また、図4は、工具形状と包含
球との干渉チェック方法を示す説明図である。
を、加工に適する姿勢で接触点に仮想的に位置させたと
きに、工具と干渉する包含球を抽出する(ステップST
11)。その際、最初に包含球S0との干渉チェックを
行い、干渉すると判断される場合には、その包含球S0
が木構造上で参照する下位の4つの包含球S1〜S4に
ついて干渉チェックを行う。さらに、その際干渉すると
判断されるものがある場合には、それが木構造上で参照
する下位の包含球について干渉チェックを行う。
あってその下位の4つの包含球が干渉しない場合が生ず
るまで繰り返す。そのような場合が生ずると、その干渉
する包含球を、最終的に抽出する。
は、図4に示すように行われる。図4において、Fは工
具の回転中心軸と包含球Siの中心点Cとを含む平面上
における工具の輪郭線である。また、Mは輪郭線F上で
点Cに最も近い点である。dは点Cと点M間の距離、r
は包含球Siの半径である。そして、NC装置は、点C
が工具形状内部にあるか、または、点Cが工具形状の外
部にあって距離dが半径r以下である時に、その包含球
Siが工具形状と干渉すると判断する。
含する曲面上の点群を生成する(ステップST12)。
点群の生成方法を図5を参照して説明する。まず、図5
(a)に示すように、その包含球に包含される曲面領域
A0上の4点P1〜P4を定める。これらの点は、例え
ば、曲面をu−v座標上で正規化した場合の座標(0,
0)、(0,1)、(1,1)および(1,0)の各点
である。そして、点P1と点P2間の距離L1、点P2
と点P3間の距離L2、点P3と点P4間の距離L3、
および点P4と点P1間の距離L4を算出する。
u、L2とL4のうちで大きい方をLv、LuおよびL
vに対する所定の値をLmとし、以下の処理を行う。こ
こで、Lmは、要求される加工精度に応じて定められ
る。
mより小さい場合には、図5(b)に示すように、線分
P1P2上の点Q1(例えば中点)および線分P3P4
上の点Q3(例えば中点)を生成し、A0を2つの領域
A1およびA2に分ける。 (b) LuがLmより小さく、LvがLmより大きい
場合には、図5(c)に示すように、線分P2P3上の
点Q2(例えば中点)および線分P4P1上の点Q4
(例えば中点)を生成し、A0を2つの領域A1および
A2に分ける。 (c) LuがLmより大きく、LvがLmより大きい
場合には、図5(d)に示すように、各線分上の各点Q
1〜Q4(例えば中点)を生成し、A0を4つの領域A
1〜A4に分ける。 (d) LuがLmより小さく、LvがLmより小さい
場合には、点群の生成処理を終了する。
(c)の処理のいずれかが実行された場合には、分割に
よって得られた各領域A1〜A2またはA1〜A4のそ
れぞれについて再びL1〜L4を設定し、場合分けした
上で、(a)〜(d)のいずれかの処理を行う。そし
て、得られた領域について、同様の処理を繰り返す。
得られた線群の工具形状に対する境界評価を行う(ステ
ップST13)。境界評価とは、点群のうちで工具形状
の内部にある点が存在するかどうかの評価であり、その
ような点が存在する場合には、その接触点において、ス
テップST11で抽出された包含球に包含される曲面が
工具形状と干渉すると判断する。
は、その接触点について、干渉回避計算を行う(ステッ
プST6)。図6に干渉回避計算方法を示す。図6にお
いて、Tは工具形状、Nは工具の回転軸と平行で上向き
(工具先端に向かう方向とは逆)の単位ベクトル、Ii
(i=0,1,・・・k)干渉チェック計算において生
成された工具形状内部に存在する曲面上の点である。ま
た、点Iiから工具の回転軸に平行に工具形状表面に下
ろした直線の工具形状表面上の点をBi、BiとIiと
の間の距離をhiとする。
そして、工具形状を、ベクトルNの方向に距離hm移動
させ、その位置をその点における工具位置とする。この
ようにして、工具形状と曲面との干渉を回避する。
点列を構成する全ての点について行う(ステップST
7)。その結果、接触点列において、干渉回避計算の対
象とならなかった接触点については、その接触点が、加
工時の工具先端の移動軌跡上の点となり、干渉回避計算
の対象となった接触点については、距離hm移動した後
の点が、工具先端の移動軌跡上の点となる。
制御方法を、曲面モデルを構成する曲面に関する包含球
と工具形状を示す工具形状データとを対象として干渉チ
ェックを行うようにしたので、工具の先端以外の部分と
ワークとの干渉を回避した工具移動軌跡を求めることが
できる方法が得られる効果がある。
を示すフローチャートである。
方法を示す説明図である。
である。
するための説明図である。
説明するための説明図である。
めの説明図である。
ための説明図である。
あってその下位の4つの包含球データが存在しない場合
が生ずるまで繰り返す。そのような場合が生ずると、そ
の干渉する包含球を、最終的に抽出する。
得られた点群の工具形状に対する境界評価を行う(ステ
ップST13)。境界評価とは、点群のうちで工具形状
の内部にある点が存在するかどうかの評価であり、その
ような点が存在する場合には、その接触点において、ス
テップST11で抽出された包含球に包含される曲面が
工具形状と干渉すると判断する。
は、その接触点について、干渉回避計算を行う(ステッ
プST6)。図6に干渉回避計算方法を示す。図6にお
いて、Tは工具形状、Nは工具の回転軸と平行で上向き
(工具先端に向かう方向とは逆)の単位ベクトル、Ii
(i=0,1,・・・k)は干渉チェック計算において
生成された工具形状内部に存在する曲面上の点である。
また、点Iiから工具の回転軸に平行に工具形状表面に
下ろした直線の工具形状表面上の点をBi、BiとIi
との間の距離をhiとする。
Claims (1)
- 【請求項1】 NC制御装置で3次元曲面形状の加工を
行う際の工具の移動軌跡を求める数値制御方法におい
て、前記3次元曲面形状を曲面モデルで表現し、前記工
具の形状を示す形状データを設定する工程と、その曲面
モデルを構成する各曲面について、その曲面を4分割し
得られた曲面を順次4分割する処理を繰り返し、その処
理の結果得られた曲面を包含する包含球を生成する工程
と、前記3次元曲面上における加工の際の工具の各接触
点を算出する工程と、前記各接触点に仮想的に工具を置
いたときに工具形状と干渉する曲面に対応した包含球
を、生成された前記各包含球から抽出する工程と、抽出
された包含球に包含される曲面を領域分割した後各領域
を規定する点群を生成する工程と、前記仮想的に置かれ
た工具の内部に位置する点が前記点群中にある場合に、
その接触点で、その点群に対応した包含球に包含される
曲面が前記工具形状と干渉すると判断する工程と、干渉
すると判断された場合にその接触点を移動する工程とを
備えたことを特徴とする数値制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4086133A JP3053491B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 数値制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4086133A JP3053491B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 数値制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0683422A true JPH0683422A (ja) | 1994-03-25 |
JP3053491B2 JP3053491B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=13878216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4086133A Expired - Lifetime JP3053491B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 数値制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3053491B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5761391A (en) * | 1996-05-22 | 1998-06-02 | Fujitsu Ltd. | Arithmetic unit for calculating distance between objects |
US5943056A (en) * | 1995-07-11 | 1999-08-24 | Fujitsu Ltd. | Interference checking method |
US6452604B1 (en) | 1998-05-12 | 2002-09-17 | Fujitsu Limited | Interference checking apparatus and method for checking interference of objects in computer |
JP2005182759A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-07-07 | Snecma Moteurs | 多関節物体と環境との間の衝突を回避しながらの仮想環境における仮想多関節物体の動き |
JP2011086226A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Toyota Central R&D Labs Inc | 加工シミュレーション装置、加工シミュレーション方法、プログラム、記録媒体 |
WO2022045253A1 (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | ファナック株式会社 | 数値制御システム及び干渉チェック支援方法 |
CN117718561A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 南京理工大学 | 一种电弧增减材复合制造工艺规划方法及系统 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4086133A patent/JP3053491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117718561A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 南京理工大学 | 一种电弧增减材复合制造工艺规划方法及系统 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3053491B2 (ja) | 2000-06-19 |
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