JPH07186000A - ４軸ないし５軸面取り荒加工方法 - Google Patents
４軸ないし５軸面取り荒加工方法Info
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- JPH07186000A JPH07186000A JP33048393A JP33048393A JPH07186000A JP H07186000 A JPH07186000 A JP H07186000A JP 33048393 A JP33048393 A JP 33048393A JP 33048393 A JP33048393 A JP 33048393A JP H07186000 A JPH07186000 A JP H07186000A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ４軸ないし５軸の数値制御工作機械を使用し
て、自由曲面を有する形状に仕上げるための面取り荒加
工を行なう加工データを作成する４軸ないし５軸面取り
荒加工方法。 【構成】 ラフストック形状データと、仕上形状の凸形
状モデルデータと、事前に指定した面数及び許容値とに
基づいて、ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以内で
離散化した準凸多面体データを生成する準凸多面体生成
工程Ｓ１０と、前記生成された準多面体データによっ
て、荒加工パスデータを生成する荒加工パス生成工程Ｓ
１１〜Ｓ１８と含むもの。
て、自由曲面を有する形状に仕上げるための面取り荒加
工を行なう加工データを作成する４軸ないし５軸面取り
荒加工方法。 【構成】 ラフストック形状データと、仕上形状の凸形
状モデルデータと、事前に指定した面数及び許容値とに
基づいて、ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以内で
離散化した準凸多面体データを生成する準凸多面体生成
工程Ｓ１０と、前記生成された準多面体データによっ
て、荒加工パスデータを生成する荒加工パス生成工程Ｓ
１１〜Ｓ１８と含むもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械で４軸
ないし５軸面取り荒加工を行なう方法に関するものであ
る。
ないし５軸面取り荒加工を行なう方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、人間が木材で人物の頭部等を彫
刻するときに、最初はかなり荒い彫りで多面体として彫
刻する。同様にＣＡＭと数値制御工作機械である曲面形
状の加工を行なう場合に、素材形状からすぐに仕上げ形
状の加工はせずに、まず荒加工をするのが一般的であ
る。従来の荒加工は、等高線加工を拡張したサイド加工
方式とマッピング加工をＺ軸方向に順次送り込む加工方
式であった。これらの加工方式は、３軸工作機械を対象
にした３軸ＣＡＭに特定化したものであり、５軸工作機
械の特性を十分に反映するものではなかった。即ち、工
作機械が制御するＸ，Ｙ，Ｚの各軸における加工工具又
はワークの姿勢は固定されたものであり、加工工具又は
ワークを傾斜させる自由度を有しないものであった。
刻するときに、最初はかなり荒い彫りで多面体として彫
刻する。同様にＣＡＭと数値制御工作機械である曲面形
状の加工を行なう場合に、素材形状からすぐに仕上げ形
状の加工はせずに、まず荒加工をするのが一般的であ
る。従来の荒加工は、等高線加工を拡張したサイド加工
方式とマッピング加工をＺ軸方向に順次送り込む加工方
式であった。これらの加工方式は、３軸工作機械を対象
にした３軸ＣＡＭに特定化したものであり、５軸工作機
械の特性を十分に反映するものではなかった。即ち、工
作機械が制御するＸ，Ｙ，Ｚの各軸における加工工具又
はワークの姿勢は固定されたものであり、加工工具又は
ワークを傾斜させる自由度を有しないものであった。
【０００３】従来の荒加工の公知文献としては、例えば
特開平１−２５７５４６号公報があり、この文献におい
ては、Ｘ−Ｙ平面でモデルを切断し生成された曲線と指
定された範囲で囲まれる領域を工具姿勢を変化させない
で加工を行なうという３軸工作機械を対象にした技術が
開示されている。５軸工作機械は任意の工具姿勢を取る
ことが出来る。平面切削での荒取り加工では、大口径の
正面フライスによる切削が高効率の加工方式として用い
られている。しかし、この方式を、自由曲面を有する形
状に対して用いる加工データの作成方式にはいまだ効率
的なものが実用化されていない。
特開平１−２５７５４６号公報があり、この文献におい
ては、Ｘ−Ｙ平面でモデルを切断し生成された曲線と指
定された範囲で囲まれる領域を工具姿勢を変化させない
で加工を行なうという３軸工作機械を対象にした技術が
開示されている。５軸工作機械は任意の工具姿勢を取る
ことが出来る。平面切削での荒取り加工では、大口径の
正面フライスによる切削が高効率の加工方式として用い
られている。しかし、この方式を、自由曲面を有する形
状に対して用いる加工データの作成方式にはいまだ効率
的なものが実用化されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の荒
加工方法は、３軸工作機械における加工データ作成方法
に限定されたものであり、加工工具の姿勢を変化させる
ことができる４軸ないし５軸工作機械を使用して、自由
曲面を有する形状に仕上げるための荒加工を行なう加工
データの作成方法は、効率的なものが実用化されていな
いという問題点があった。
加工方法は、３軸工作機械における加工データ作成方法
に限定されたものであり、加工工具の姿勢を変化させる
ことができる４軸ないし５軸工作機械を使用して、自由
曲面を有する形状に仕上げるための荒加工を行なう加工
データの作成方法は、効率的なものが実用化されていな
いという問題点があった。
【０００５】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたもので、４軸ないし５軸の数値制御工作機械を
使用して、自由曲面を有する形状に仕上げるための面取
り荒加工を行なう加工データを作成する４軸ないし５軸
面取り荒加工方法を得ることを目的とする。
なされたもので、４軸ないし５軸の数値制御工作機械を
使用して、自由曲面を有する形状に仕上げるための面取
り荒加工を行なう加工データを作成する４軸ないし５軸
面取り荒加工方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る４軸ないし
５軸面取り荒加工方法は、ラフストック形状データと、
仕上形状の凸形状モデルデータと、事前に指定した面数
及び許容値とに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前
記許容値以内で離散化した準凸多面体データを生成する
準凸多面体生成工程と、前記生成された準凸多面体デー
タによって、荒加工パスデータを生成する荒加工パス生
成工程と含むものである。
５軸面取り荒加工方法は、ラフストック形状データと、
仕上形状の凸形状モデルデータと、事前に指定した面数
及び許容値とに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前
記許容値以内で離散化した準凸多面体データを生成する
準凸多面体生成工程と、前記生成された準凸多面体デー
タによって、荒加工パスデータを生成する荒加工パス生
成工程と含むものである。
【０００７】
【作用】本発明においては、準凸多面体生成工程では、
ラフストック形状データと、仕上形状の凸形状モデルデ
ータと、事前に指定した面数及び許容値とに基づいて、
ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以内で離散化した
準凸多面体データを生成する。荒加工パス生成工程で
は、前記生成された準凸多面体データによって、荒加工
パスデータを生成する。
ラフストック形状データと、仕上形状の凸形状モデルデ
ータと、事前に指定した面数及び許容値とに基づいて、
ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以内で離散化した
準凸多面体データを生成する。荒加工パス生成工程で
は、前記生成された準凸多面体データによって、荒加工
パスデータを生成する。
【０００８】
【実施例】本発明に係る４軸ないし５軸面取り荒加工方
法は、最初に、ラフストック形状データと、仕上形状の
凸形状モデルデータと、事前に指定した面数及び許容値
とに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以
内で離散化した準凸多面体データを生成し、次に、前記
生成された準凸多面体データによって、荒加工パスデー
タを生成するものである。
法は、最初に、ラフストック形状データと、仕上形状の
凸形状モデルデータと、事前に指定した面数及び許容値
とに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以
内で離散化した準凸多面体データを生成し、次に、前記
生成された準凸多面体データによって、荒加工パスデー
タを生成するものである。
【０００９】（ａ）まず曲面の離散化方式について説明
する。曲面の離散化は、ＣＡＤ（計算機利用設計）で曲
面形状が表現されたＮｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉ
ｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅｓ（以下ＮＵＲＢＳと記
す）の曲面式に対して、その凸閉包の特徴を用いて、前
記ＮＵＲＢＳの曲面式を規定するために設定される所定
数のコントロールポイントと、それに対応するノットベ
クトルで決定された平面との距離が指定のトレランス
（許容値）以内に入るようにノットベクトルとコントロ
ールポイントを挿入することで、曲面を複数に分割して
いく。
する。曲面の離散化は、ＣＡＤ（計算機利用設計）で曲
面形状が表現されたＮｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉ
ｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅｓ（以下ＮＵＲＢＳと記
す）の曲面式に対して、その凸閉包の特徴を用いて、前
記ＮＵＲＢＳの曲面式を規定するために設定される所定
数のコントロールポイントと、それに対応するノットベ
クトルで決定された平面との距離が指定のトレランス
（許容値）以内に入るようにノットベクトルとコントロ
ールポイントを挿入することで、曲面を複数に分割して
いく。
【００１０】ここで上記ＮＵＲＢＳの曲面式、凸閉包、
コントロールポイント及びノットベクトル等の用語の意
味については、下記の文献を参照されたい。 文献（１）；ＮＩＫＫＥＩ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＧＲＡ
ＰＨＩＣＳ、１９６９年６月、高村、鳥谷、ｐ．１６２
〜１６８、“自由曲線の表現方法”、 文献（２）；ＴＨＥ ＳＯＵＴＨ ＡＦＲＩＣＡＮ Ｍ
ＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲ，ＶＯＬ．３９、
１９８９、Ｃｈａｒｌ Ｖｏｒｓｔｅｒ，ｐ．１６〜２
２、“Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ
−Ｓｐｌｉｎｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ
ｆｏｒ ｍｏｄｅｒｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｍｏ
ｄｅｌｌｉｎｇ ｓｙｓｔｍｓ”、
コントロールポイント及びノットベクトル等の用語の意
味については、下記の文献を参照されたい。 文献（１）；ＮＩＫＫＥＩ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＧＲＡ
ＰＨＩＣＳ、１９６９年６月、高村、鳥谷、ｐ．１６２
〜１６８、“自由曲線の表現方法”、 文献（２）；ＴＨＥ ＳＯＵＴＨ ＡＦＲＩＣＡＮ Ｍ
ＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲ，ＶＯＬ．３９、
１９８９、Ｃｈａｒｌ Ｖｏｒｓｔｅｒ，ｐ．１６〜２
２、“Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ
−Ｓｐｌｉｎｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ
ｆｏｒ ｍｏｄｅｒｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｍｏ
ｄｅｌｌｉｎｇ ｓｙｓｔｍｓ”、
【００１１】ＮＵＲＢＳの凸閉包の性質に従えば、その
コントロールポイントがトレラント内に存在すれば、そ
のノットベクトルとコントロールポイントで決定される
曲面は、ノットベクトルとコントロールポイントで形成
される凸多面体に内包される。このとき、以上のように
してノットベクトルを挿入された全てのノットベクトル
を頂点とした多面体は、もとの曲面とあらゆるところで
その最短距離が指定のトレランス以内であるということ
が保証される。但しここで言う多面体は、必ずしもトポ
ロジーが完全である必要はない。つまり曲面が１面だけ
でオープンな形状でも（１面だけ内部がつまっていない
中空の形状でも）、面で近似されたものを多面体と呼
ぶ。
コントロールポイントがトレラント内に存在すれば、そ
のノットベクトルとコントロールポイントで決定される
曲面は、ノットベクトルとコントロールポイントで形成
される凸多面体に内包される。このとき、以上のように
してノットベクトルを挿入された全てのノットベクトル
を頂点とした多面体は、もとの曲面とあらゆるところで
その最短距離が指定のトレランス以内であるということ
が保証される。但しここで言う多面体は、必ずしもトポ
ロジーが完全である必要はない。つまり曲面が１面だけ
でオープンな形状でも（１面だけ内部がつまっていない
中空の形状でも）、面で近似されたものを多面体と呼
ぶ。
【００１２】従って、離散化された多面体の面数は、そ
のトレランスが大きくなると単調に減少する。ｎを離散
化された多面体の面数、ｔｏｌを離散化のトレランスと
すると、ｎはｔｏｌの関数として（１）式で示される。 ｎ＝ｆ（ｔｏｌ） ……（１）
のトレランスが大きくなると単調に減少する。ｎを離散
化された多面体の面数、ｔｏｌを離散化のトレランスと
すると、ｎはｔｏｌの関数として（１）式で示される。 ｎ＝ｆ（ｔｏｌ） ……（１）
【００１３】（ｂ）次に、準凸多面体の計算式について
説明する。ここでいう準凸多面体は、仕上形状の凸形状
モデルとの誤差が最小となるような凸多面体ではない。
またこの準凸多面体は指定のトレランス以上の厚みを持
って内包する限り何種類も存在する。従って、決して最
適な形状のものではない。図５、図６はそれぞれ自由曲
面を近似する準凸多面体の二次元イメージ、三次元イメ
ージの例を示す図である。図５は実線の自由形状（二次
元の断面形状）を破線の凸多角形で近似した例であり、
自由形状の中央の凹部は、凸多角形の直線で近似してい
る。
説明する。ここでいう準凸多面体は、仕上形状の凸形状
モデルとの誤差が最小となるような凸多面体ではない。
またこの準凸多面体は指定のトレランス以上の厚みを持
って内包する限り何種類も存在する。従って、決して最
適な形状のものではない。図５、図６はそれぞれ自由曲
面を近似する準凸多面体の二次元イメージ、三次元イメ
ージの例を示す図である。図５は実線の自由形状（二次
元の断面形状）を破線の凸多角形で近似した例であり、
自由形状の中央の凹部は、凸多角形の直線で近似してい
る。
【００１４】準凸多面体の生成は、原形状モデル（仕上
形状の凸形状モデル）を２種類のトレランスで離散化し
た２つの多面体を用いて行なう。図２は本発明に係る準
凸多面体生成の手順を示すフローチャートで有る。図２
を参照して、その生成手順を説明する。また図中Ｓ２
１，Ｓ２２…，はステップ２１、ステップ２２…，の意
である。まず原形状モデル（仕上形状の凸形状モデル）
を入力し（図２のＳ２１参照）、以下の順に準凸多面体
を生成する。
形状の凸形状モデル）を２種類のトレランスで離散化し
た２つの多面体を用いて行なう。図２は本発明に係る準
凸多面体生成の手順を示すフローチャートで有る。図２
を参照して、その生成手順を説明する。また図中Ｓ２
１，Ｓ２２…，はステップ２１、ステップ２２…，の意
である。まず原形状モデル（仕上形状の凸形状モデル）
を入力し（図２のＳ２１参照）、以下の順に準凸多面体
を生成する。
【００１５】（１）加工条件として、２種類のトレラン
スを指定する。一方は準凸多面体の各面の方向ベクトル
を与えるために利用する多面体生成時に用いるトレラン
スｔ１であり、他方は切削加工時の切削精度を決定する
トレランスｔ２である。一般に、準凸多面体の面数が多
くなると不必要に小さい面取り面が生成されるため、そ
の加工速度が劣化する。このためｔ２＜ｔ１の関係とな
る。従ってｔ２は加工精度を決めることで選択の余地は
ないが、ｔ１はｔ２＜ｔ１の関係を満たせば任意に決定
できる。この例では、ｔ１の初期値は、ｔ２の１０％増
しで開始した。またここで、ユーザが加工したい面取り
数として、希望の面数ｎを指定する（図２のＳ２２参
照）。
スを指定する。一方は準凸多面体の各面の方向ベクトル
を与えるために利用する多面体生成時に用いるトレラン
スｔ１であり、他方は切削加工時の切削精度を決定する
トレランスｔ２である。一般に、準凸多面体の面数が多
くなると不必要に小さい面取り面が生成されるため、そ
の加工速度が劣化する。このためｔ２＜ｔ１の関係とな
る。従ってｔ２は加工精度を決めることで選択の余地は
ないが、ｔ１はｔ２＜ｔ１の関係を満たせば任意に決定
できる。この例では、ｔ１の初期値は、ｔ２の１０％増
しで開始した。またここで、ユーザが加工したい面取り
数として、希望の面数ｎを指定する（図２のＳ２２参
照）。
【００１６】（２）トレランスｔ２により原形状を離散
化し、多面体ｐｈ２を生成する。この場合の離散化され
た多面体の面数をｎ２とする（図２のＳ２３を参照）。 （３）トレランスｔ１により原形状を離散化し、多面体
ｐｈ１を生成する。この場合の離散化された多面体の面
数をｎ１とする（図２のＳ２４参照）。
化し、多面体ｐｈ２を生成する。この場合の離散化され
た多面体の面数をｎ２とする（図２のＳ２３を参照）。 （３）トレランスｔ１により原形状を離散化し、多面体
ｐｈ１を生成する。この場合の離散化された多面体の面
数をｎ１とする（図２のＳ２４参照）。
【００１７】（４）トレランスｔ１による面数ｎ１が希
望の面数ｎとなるか、その近傍で収束するかを、次の
（２）式を満足するか否かで判別する（図２のＳ２５参
照）。 ｎ１≦ｎ≦ｎ２ ……（２） （２）式が満足されれば処理（５）（図２のＳ２９）へ
移る。（２）式が満足されなければ、曲面の多面体化の
結果から関数ｆを近似してトレランス（ｔｏｌ）を求め
る。
望の面数ｎとなるか、その近傍で収束するかを、次の
（２）式を満足するか否かで判別する（図２のＳ２５参
照）。 ｎ１≦ｎ≦ｎ２ ……（２） （２）式が満足されれば処理（５）（図２のＳ２９）へ
移る。（２）式が満足されなければ、曲面の多面体化の
結果から関数ｆを近似してトレランス（ｔｏｌ）を求め
る。
【００１８】即ちｎ１＝ｆ（ｔ１），ｎ２＝ｆ（ｔ２）
より次の（３）式を得る。 ｔｏｌ＝（ｔ２−ｔ１）・（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）＋ｔ１ …（３） この（３）式を用いて希望の面数ｎとなるトレランス
（ｔｏｌ）を求める（図２のＳ２６参照）。そして、ｔ
２＝ｔ１，ｎ２＝ｎ１として、またｔ１＝ｔｏｌとして
（図２のＳ２７，Ｓ２８参照）、前記処理（３）（図２
のＳ２４）へ戻り、（２）式が満足されるまでＳ２４〜
Ｓ２８のステップを繰り返して行なう。
より次の（３）式を得る。 ｔｏｌ＝（ｔ２−ｔ１）・（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）＋ｔ１ …（３） この（３）式を用いて希望の面数ｎとなるトレランス
（ｔｏｌ）を求める（図２のＳ２６参照）。そして、ｔ
２＝ｔ１，ｎ２＝ｎ１として、またｔ１＝ｔｏｌとして
（図２のＳ２７，Ｓ２８参照）、前記処理（３）（図２
のＳ２４）へ戻り、（２）式が満足されるまでＳ２４〜
Ｓ２８のステップを繰り返して行なう。
【００１９】（５）原形状を内包するラフストック（素
形状）を取り込む（図２のＳ２９参照）。 （６）トレランスｔ１による多面体ｐｈ１の各面を指定
の尺度でソートし、面列（ｆａｃｅｓｌ）を生成する。
このソートの方法には、各面の面積の大きさや、全周長
等の種々の尺度を用いて行なう（図２のＳ３０参照）。
形状）を取り込む（図２のＳ２９参照）。 （６）トレランスｔ１による多面体ｐｈ１の各面を指定
の尺度でソートし、面列（ｆａｃｅｓｌ）を生成する。
このソートの方法には、各面の面積の大きさや、全周長
等の種々の尺度を用いて行なう（図２のＳ３０参照）。
【００２０】（７）ソートされた面列（ｆａｃｅｓｌ）
から順次取り出した面と平行な面を多面体ｐｈ２に外接
するように配置した平面列（ｐｌｎｓｌ）を生成する
（図２のＳ３１参照）。このとき、ソートされた平面列
から何枚の平面を用いるかは、自由に指定が可能であ
る。またソートされた平面で同一の法線ベクトルを有す
るものは、平面列の中で上位に位置付けられたもののみ
を有効とする。 （８）前記処理（７）で得られた外接平面で、ラフスト
ック（素形状）を切断して準凸多面体を生成する（図２
のＳ３２及び図６を参照）。
から順次取り出した面と平行な面を多面体ｐｈ２に外接
するように配置した平面列（ｐｌｎｓｌ）を生成する
（図２のＳ３１参照）。このとき、ソートされた平面列
から何枚の平面を用いるかは、自由に指定が可能であ
る。またソートされた平面で同一の法線ベクトルを有す
るものは、平面列の中で上位に位置付けられたもののみ
を有効とする。 （８）前記処理（７）で得られた外接平面で、ラフスト
ック（素形状）を切断して準凸多面体を生成する（図２
のＳ３２及び図６を参照）。
【００２１】（ｃ）次に、荒加工パス生成法を説明す
る。 （ｂ）項で生成された準凸多面体の各面は凸多角形であ
る。図１は本発明に係る荒加工パス生成の手順を示すフ
ローチャートである。図１を参照し、凸多角形で構成さ
れた準凸多面体に対して荒加工パスを生成する手順を以
下に説明する。荒加工パス生成工程に入る前に準凸多面
体は生成される（図１のＳ１０参照）。
る。 （ｂ）項で生成された準凸多面体の各面は凸多角形であ
る。図１は本発明に係る荒加工パス生成の手順を示すフ
ローチャートである。図１を参照し、凸多角形で構成さ
れた準凸多面体に対して荒加工パスを生成する手順を以
下に説明する。荒加工パス生成工程に入る前に準凸多面
体は生成される（図１のＳ１０参照）。
【００２２】（１）凸多角形面（準凸多面体の面）をソ
ートする。このソートにも凸多角形の面積や周長など種
々の尺度が適用される（図１のＳ１１参照）。 （２）ソートされた凸多角形面列から順次取り出した多
角形面と一致する平面（ｐｌｎ ｅ）と、これと平行で
ラフストックに外接する平面（ｐｌｎ ｓ）を求める
（図１のＳ１２，Ｓ１３参照）。 （３）（ｐｌｎ ｅ）平面と（ｐｌｎ ｓ）平面の間
に、最大切り込み深さ間隔で平面を挿入し、平面列（ｐ
ｌ−ｎ）を生成する（図１のＳ１４参照）。平面列（ｐ
ｌ−ｎ）は次の（４）式で表示できる。 （ｐｌ−ｎ）＝［（ｐｌ ｓ）、（挿入平面）、（挿入平面）、 …（挿入平面）、（ｐｌ ｅ）］ …（４）
ートする。このソートにも凸多角形の面積や周長など種
々の尺度が適用される（図１のＳ１１参照）。 （２）ソートされた凸多角形面列から順次取り出した多
角形面と一致する平面（ｐｌｎ ｅ）と、これと平行で
ラフストックに外接する平面（ｐｌｎ ｓ）を求める
（図１のＳ１２，Ｓ１３参照）。 （３）（ｐｌｎ ｅ）平面と（ｐｌｎ ｓ）平面の間
に、最大切り込み深さ間隔で平面を挿入し、平面列（ｐ
ｌ−ｎ）を生成する（図１のＳ１４参照）。平面列（ｐ
ｌ−ｎ）は次の（４）式で表示できる。 （ｐｌ−ｎ）＝［（ｐｌ ｓ）、（挿入平面）、（挿入平面）、 …（挿入平面）、（ｐｌ ｅ）］ …（４）
【００２３】（４）平面列（ｐｌ−ｎ）の先頭平面から
順に一枚平面を取り出し、この平面を用いてラフストッ
ク（素形状）を切断する。この切断されたラフストック
を新たなラフストックとして逐次用いる（図１のＳ１５
参照）。この切断面は、ラフストックの形状が凸形状で
ある限り凸多角形となる。この凸多角形の面内部を加工
するように、面法線方向をＺ軸とした２．５軸加工のパ
スを生成する（図１のＳ１６参照）。ここで２．５軸加
工とは、Ｘ・Ｙ軸の制御と、Ｚ軸の制御との両方は、同
時にはできないが、一方ずつ別の時間帯なら可能とする
ものである。
順に一枚平面を取り出し、この平面を用いてラフストッ
ク（素形状）を切断する。この切断されたラフストック
を新たなラフストックとして逐次用いる（図１のＳ１５
参照）。この切断面は、ラフストックの形状が凸形状で
ある限り凸多角形となる。この凸多角形の面内部を加工
するように、面法線方向をＺ軸とした２．５軸加工のパ
スを生成する（図１のＳ１６参照）。ここで２．５軸加
工とは、Ｘ・Ｙ軸の制御と、Ｚ軸の制御との両方は、同
時にはできないが、一方ずつ別の時間帯なら可能とする
ものである。
【００２４】（５）次々に前記処理（４）の処理を繰り
返し、各面上のパス間への連結パスを加え一連のパスと
する（図１のＳ１５〜Ｓ１７の繰り返しループを参
照）。 （６）前記処理（２）から（５）の処理を凸多角形面列
の全ての多角形面に対して順次実行し、各多角形毎の一
連のパス間を連結するパスを追加する（図１のＳ１２〜
Ｓ１８の繰り返しループを参照）。
返し、各面上のパス間への連結パスを加え一連のパスと
する（図１のＳ１５〜Ｓ１７の繰り返しループを参
照）。 （６）前記処理（２）から（５）の処理を凸多角形面列
の全ての多角形面に対して順次実行し、各多角形毎の一
連のパス間を連結するパスを追加する（図１のＳ１２〜
Ｓ１８の繰り返しループを参照）。
【００２５】図３は本発明を実施する原形状モデル（仕
上形状の凸形状モデル）の例を示す図であり、図４は本
発明を実施した結果のスパイラルパターンの加工パスを
示す図である。図４においては、一つの面を外側から内
側へとスパイラル（渦巻き）状に逐次加工する加工パス
が多数示されている。
上形状の凸形状モデル）の例を示す図であり、図４は本
発明を実施した結果のスパイラルパターンの加工パスを
示す図である。図４においては、一つの面を外側から内
側へとスパイラル（渦巻き）状に逐次加工する加工パス
が多数示されている。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、４軸ないし５軸の数値
制御工作機械を用いて、自由曲面を有する仕上形状モデ
ルデータの面取り荒加工を行なう場合に、ラフストック
形状データと、仕上形状の凸形状モデルデータと、事前
に指定した面数及び許容値とに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲
面式を用いて前記許容値以内で離散化した準凸多面体デ
ータを生成し、前記生成された準凸多面体データによっ
て、荒加工パスデータを生成するようにしたので、仕上
形状データを選択するだけで、過切削を避けて自動的に
面取り面を決定し、多段の面取り加工パスを生成するこ
とが可能となり、効率の良い４軸ないし５軸の荒加工パ
スデータを得ることができる。
制御工作機械を用いて、自由曲面を有する仕上形状モデ
ルデータの面取り荒加工を行なう場合に、ラフストック
形状データと、仕上形状の凸形状モデルデータと、事前
に指定した面数及び許容値とに基づいて、ＮＵＲＢＳ曲
面式を用いて前記許容値以内で離散化した準凸多面体デ
ータを生成し、前記生成された準凸多面体データによっ
て、荒加工パスデータを生成するようにしたので、仕上
形状データを選択するだけで、過切削を避けて自動的に
面取り面を決定し、多段の面取り加工パスを生成するこ
とが可能となり、効率の良い４軸ないし５軸の荒加工パ
スデータを得ることができる。
【図１】本発明に係る荒加工パス生成の手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図２】本発明に係る準凸多面体生成の手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図３】本発明を実施する原形状モデルの例を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明を実施した結果のスパイラルパターンの
加工パスを示す図である。
加工パスを示す図である。
【図５】自由曲面を近似する準凸多面体の二次元イメー
ジを示す図である。
ジを示す図である。
【図６】自由曲面を近似する準凸多面体の三次元イメー
ジを示す図である。
ジを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ラフストック形状データと、仕上形状の
凸形状モデルデータと、事前に指定した面数及び許容値
とに基づいて、 ＮＵＲＢＳ曲面式を用いて前記許容値以内で離散化した
準凸多面体データを生成する準凸多面体生成工程と、 前記生成された準凸多面体データによって、荒加工パス
データを生成する荒加工パス生成工程と含むことを特徴
とする４軸ないし５軸面取り荒加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33048393A JPH07186000A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ４軸ないし５軸面取り荒加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33048393A JPH07186000A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ４軸ないし５軸面取り荒加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07186000A true JPH07186000A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18233134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33048393A Pending JPH07186000A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ４軸ないし５軸面取り荒加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07186000A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103064344A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 广东省自动化研究所 | 一种基于nurbs曲线插补的速度平滑控制方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33048393A patent/JPH07186000A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103064344A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 广东省自动化研究所 | 一种基于nurbs曲线插补的速度平滑控制方法 |
| CN103064344B (zh) * | 2012-12-25 | 2014-11-05 | 广东省自动化研究所 | 一种基于nurbs曲线插补的速度平滑控制方法 |
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