JPH0732980B2 - Three-dimensional shape processing method - Google Patents

Three-dimensional shape processing method

Info

Publication number
JPH0732980B2
JPH0732980B2 JP20461886A JP20461886A JPH0732980B2 JP H0732980 B2 JPH0732980 B2 JP H0732980B2 JP 20461886 A JP20461886 A JP 20461886A JP 20461886 A JP20461886 A JP 20461886A JP H0732980 B2 JPH0732980 B2 JP H0732980B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
work
inclination angle
feed rate
stylus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP20461886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6362640A (en
Inventor
秀樹 玉井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP20461886A priority Critical patent/JPH0732980B2/en
Publication of JPS6362640A publication Critical patent/JPS6362640A/en
Publication of JPH0732980B2 publication Critical patent/JPH0732980B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、モデルワークの表面を測定子で倣うことによ
って求めた3次元形状のデータに基づき、ワークの表面
仕上加工等を行う3次元形状の加工方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention is based on three-dimensional shape data obtained by following the surface of a model work with a tracing stylus. The present invention relates to the processing method.

(従来技術) 従来、複雑な形状のモデルワークと同一形状のワークを
容易かつ正確に加工できるようにするため、測定装置に
よってモデルワークの表面形状の3次元座標を求め、こ
の3次元座標データに基づいてワークの加工データを作
成することが行なわれている(例えば特開昭60−135162
号公報参照)。
(Prior Art) Conventionally, in order to easily and accurately machine a workpiece having the same shape as a model workpiece having a complicated shape, the measuring apparatus obtains the three-dimensional coordinates of the surface shape of the model workpiece, and the three-dimensional coordinate data is obtained. Based on this, processing data of a work is created (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-135162).
(See the official gazette).

この従来装置では、通常ワークを加工する工具の送り速
度が一定に維持されるように構成されているため、この
工具の送り速度を切削抵抗の大きい傾斜面部分に応じて
設定する必要があり、切削抵抗の小さい水平面部分を加
工する際の作業性が悪いという問題があった。
In this conventional device, since the feed rate of the tool for normally machining the workpiece is configured to be kept constant, it is necessary to set the feed rate of this tool according to the inclined surface portion with a large cutting resistance, There is a problem that workability is poor when processing a horizontal surface portion having a small cutting resistance.

(発明の目的) 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、簡単な構成で能率よくかつ精密にワークの表面加
工を行うことができる3次元形状の加工方法を提供する
ものである。
(Object of the Invention) The present invention has been made to solve the above problems, and provides a three-dimensional processing method capable of efficiently and precisely surface-working a workpiece with a simple configuration. It is a thing.

(発明の構成) 本発明は、基準面上に設置されたモデルワークの表面を
測定子で倣うことにより測定子の変位ベクトルを求め、
この変位ベクトルに基づいて上記基準面に対するモデル
ワーク表面の傾斜角度を演算し、この傾斜角度に応じて
ワーク加工時の工具送り速度を変化させるようにしたも
のである。
(Structure of the Invention) The present invention obtains the displacement vector of the probe by copying the surface of the model work installed on the reference plane with the probe,
The tilt angle of the model work surface with respect to the reference plane is calculated based on this displacement vector, and the tool feed speed during machining of the work is changed according to the tilt angle.

上記の構成によれば、モデルワークが設置された基準面
に対するモデルワーク表面の傾斜角度に応じた最適の速
度となるように工具の送り速度が制御されつつ、ワーク
の表面加工が行なわれることとなる。
According to the above configuration, while the feed rate of the tool is controlled so as to be the optimum speed according to the inclination angle of the model work surface with respect to the reference plane on which the model work is installed, the surface processing of the work is performed. Become.

(実施例) 第1図は本発明を実施するために使用する測定装置の実
施例を示している。この測定装置は、ワーク1が設置さ
れる基準面を構成するテーブル2と、このテーブル2の
左右両側辺部に配設された案内レール3,3と、この案内
レール3,3に沿って前後方向(Y軸方向)に移動する門
型コラム4と、この門型コラム4の水平ビーム4aに沿っ
て水平方向(X軸方向)に移動するスライダ5と、この
スライダ5に沿って上下方向(Z軸方向)に移動自在に
支持されたトレーサヘッド6と、このトレーサヘッド6
の下端部に設けられた測定子としてのスタイラス7とを
備えている。
(Example) FIG. 1 shows an example of a measuring apparatus used for carrying out the present invention. This measuring device includes a table 2 which constitutes a reference plane on which a work 1 is installed, guide rails 3 and 3 arranged on both left and right sides of the table 2, and front and rear along the guide rails 3 and 3. In the direction (Y-axis direction), a slider 5 that moves in the horizontal direction (X-axis direction) along the horizontal beam 4a of the gate-shaped column 4, and a vertical direction (longitudinal direction) along the slider 5. The tracer head 6 supported movably in the Z-axis direction, and the tracer head 6
And a stylus 7 as a probe provided at the lower end of the.

上記スタイラス7は、第2図に示すように、3次元方向
(X,Y,Z軸方向)に変位自在に支持され、モデルワーク
1の表面に接触するとその法線方向に変位するように構
成されるとともに、このスタイラス7の変位成分ベクト
ルεx,εy,εzが上記トレーサヘッド6内に設けられた
差動トランス(図示せず)によって電気信号に変換され
るようになっている。そして、上記スタイラス7によっ
てモデルワーク1の表面を倣う際に、上記各変位成分ベ
クトルεx,εy,εzの合成ベクトルεの大きさが一定に
なるように、スライダ5および門型コラム4、トレーサ
ヘッド6の移動速度を制御することにより、モデルワー
ク1の3次元座標P(x,y,z)を求めるとともに、上記
基準面に対するモデルワーク1の表面の傾斜角度θを求
めるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the stylus 7 is supported so as to be displaceable in three-dimensional directions (X, Y, Z axis directions), and when contacted with the surface of the model work 1, the stylus 7 is displaced in the normal direction thereof. At the same time, the displacement component vectors εx, εy, εz of the stylus 7 are converted into electric signals by a differential transformer (not shown) provided in the tracer head 6. Then, when the surface of the model work 1 is imitated by the stylus 7, the slider 5, the gate column 4, the tracer head are arranged so that the combined vector ε of the displacement component vectors εx, εy, εz becomes constant. By controlling the moving speed of 6, the three-dimensional coordinates P (x, y, z) of the model work 1 are obtained, and the inclination angle θ of the surface of the model work 1 with respect to the reference plane is obtained. .

すなわち、上記3次元座標Pは下式で示すように、スラ
イダ5および門型コラム4、トレーサヘッド6の設置位
置P′(X′,Y′,Z′)と、上記スタイラス7の変位ベ
クトルε(εx,εy,εz)との和で求められる。
That is, the three-dimensional coordinate P is represented by the following equation, the installation position P ′ (X ′, Y ′, Z ′) of the slider 5, the gate column 4, and the tracer head 6 and the displacement vector ε of the stylus 7. It is calculated by the sum of (εx, εy, εz).

P(x,y,z)=P′(x′,y′,z′)+ε(εx,εy,ε
z) また、第3図に示すように、上記座標Pにおけるワーク
表面の傾斜角度θは、三角形P′OPと三角形PORとが相
似形であるので、スタイラス7のX,Y方向の変位ベクト
ルεx,εyの合成成分 とZ方向の変位ベクトル|εz|によって表わされ、下式
に基づいて演算することができる。
P (x, y, z) = P '(x', y ', z') + ε (εx, εy, ε
z) Further, as shown in FIG. 3, the inclination angle θ of the work surface at the coordinate P is similar to the triangle P′OP and the triangle POR, so the displacement vector εx of the stylus 7 in the X and Y directions. , εy synthetic component And the displacement vector in the Z direction | εz |, and can be calculated based on the following equation.

次に、上記測定装置によってモデルワークの3次元形状
を測定し、その測定結果に応じてNCマシーン等によるワ
ーク表面の加工方法を、第4図に示す工程図に基づいて
説明する。まず、上記測定装置によってモデルワーク1
の表面を倣い、その測定結果に基づいてモデルワーク1
の3次元座標Pおよびワーク表面の傾斜角度θを演算す
る。そして、この傾斜角度θに応じて工具の送り速度を
制御するための補正係数(適正送り速度/最大送り速
度)を読出す。
Next, the three-dimensional shape of the model work is measured by the above measuring device, and the method of processing the work surface by the NC machine or the like according to the measurement result will be described based on the process chart shown in FIG. First, the model work 1 is measured by the above measuring device.
Model work 1 based on the measurement result
The three-dimensional coordinates P and the inclination angle θ of the work surface are calculated. Then, the correction coefficient (appropriate feed rate / maximum feed rate) for controlling the feed rate of the tool in accordance with the tilt angle θ is read.

すなわち、ワークを加工する工具の最適送り速度は、上
記基準面に対するワーク表面の傾斜角度θに応じて変化
し、この傾斜角度θと最適送り速度との関係は実験結果
に基づいて予め求めておくことができる。例えば、上記
工具としてボールエンドミルを使用した場合、第5図に
示すように、傾斜角度θが小さい程、工具の最適送り速
度が増大して最大送り速度2000mm/minに近付く。この第
5図において、曲線Aは直径40mmの工具の特性を示し、
曲線Bは直径20mm、曲線Cは直径10mmの工具の特性を示
している。
That is, the optimum feed rate of the tool for machining the work changes according to the inclination angle θ of the work surface with respect to the reference plane, and the relationship between the inclination angle θ and the optimum feed rate is obtained in advance based on experimental results. be able to. For example, when a ball end mill is used as the tool, as shown in FIG. 5, the smaller the inclination angle θ is, the more the optimum feed rate of the tool increases and the maximum feed rate approaches 2000 mm / min. In Fig. 5, curve A shows the characteristics of a tool with a diameter of 40 mm,
Curve B shows the characteristics of a tool with a diameter of 20 mm and curve C shows the characteristics of a tool with a diameter of 10 mm.

そして、上記特性曲線Bに基づいて直径20mmの工具を使
用した場合における補正係数と、傾斜角度θとの関係を
下表に示すように予め求めておくことにより、上記傾斜
角度θに応じた補正係数を読出すことができる。
Then, based on the characteristic curve B, the relationship between the correction coefficient and the inclination angle θ when a tool having a diameter of 20 mm is used is obtained in advance as shown in the table below, and the correction according to the inclination angle θ is performed. The coefficient can be read.

次いで、上記補正係数と、最大送り速度との積に基づき
各座標Pにおける工具の最適送り速度を求めてこの値を
NCマシーン等の工具送り速度制御部に出力し、これに応
じて工具の送り速度を制御しつつ工具によってワークの
表面を加工する。
Next, the optimum feed rate of the tool at each coordinate P is calculated based on the product of the above correction coefficient and the maximum feed rate, and this value is calculated.
It is output to the tool feed speed control unit such as an NC machine, and the surface of the work is machined by the tool while controlling the tool feed speed accordingly.

このように、上記測定装置によってモデルワーク1の表
面を倣うことにより各座標Pにおけるワーク表面の傾斜
角度θを演算し、この演算結果に基づいて工具の最適送
り速度を求め、この値に応じて工具の送り速度を制御し
つつワークの表面を加工するようにしたため、上記傾斜
角度θが小さく切削抵抗の小さいワークの水平面部分を
加工する際には、工具の送り速度を早めて能率よく作業
を進めることができるとともに、傾斜角度θが大きく切
削抵抗の大きいワークの傾斜面部分を加工する際には、
工具の送り速度を低下させてワーク表面を精密に加工す
ることができる。
As described above, the inclination angle θ of the work surface at each coordinate P is calculated by copying the surface of the model work 1 by the measuring device, and the optimum feed rate of the tool is calculated based on the calculation result. Since the surface of the work is machined while controlling the feed speed of the tool, when machining the horizontal surface part of the work with a small inclination angle θ and a small cutting resistance, the feed speed of the tool is accelerated to perform the work efficiently. When processing the inclined surface part of the work that can be advanced and has a large inclination angle θ and large cutting resistance,
It is possible to precisely machine the work surface by reducing the feed rate of the tool.

なお、上記補正係数は工具の種類および加工代等に応じ
て種々変化するため、各条件に応じた値を予め求めてお
くことにより、その変化にそれぞれ対応させることがで
きる。また、上記実施例では傾斜角度θを10°毎に区分
して補正係数の値を設定しているが、この区分角度は必
要に応じて種々変更可能である。さらに上記第5図に示
す特性曲線に基づいて、予め傾斜角度θと工具送り速度
との対応テーブルを作成しておき、各座標Pにおける工
具の最適送り速度を直接読出してもよい。
Since the correction coefficient changes variously according to the type of tool, machining allowance, etc., it is possible to deal with each change by obtaining a value corresponding to each condition in advance. Further, in the above embodiment, the inclination angle θ is divided every 10 ° and the value of the correction coefficient is set, but the division angle can be variously changed as necessary. Further, based on the characteristic curve shown in FIG. 5, a correspondence table between the inclination angle θ and the tool feed rate may be created in advance, and the optimum tool feed rate at each coordinate P may be directly read.

また、上記実施例では水平面部分を加工する際に工具の
送り速度を最大速度に設定することができるボールエン
ドミルを切削工具として用いた例について説明したが、
これに限らず種々の工具を使用することができ、所定角
度の傾斜面部分を加工する際に工具の送り速度を最大速
度に設定できるように構成された工具においては、これ
に応じて上記補正係数等を設定するように構成すればよ
い。
Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which a ball end mill capable of setting the feed speed of the tool to the maximum speed when processing the horizontal surface portion is used as the cutting tool has been described.
Not limited to this, various tools can be used, and in the tool configured so that the feed speed of the tool can be set to the maximum speed when processing the inclined surface portion at a predetermined angle, the above correction is performed accordingly. It may be configured to set the coefficient and the like.

(発明の効果) 以上説明したように本発明は、基準面上に設置されたモ
デルワークの表面を測定子で倣うことにより測定子の変
位ベクトルを求め、この変位ベクトルに基づいて上記基
準面に対するモデルワーク表面の傾斜角度を演算し、こ
の傾斜角度に応じてワーク加工時の工具送り速度を変化
させるようにしたため、例えばボールエンドミルのよう
に上記傾斜角度が小さい程、切削抵抗が小さくなって工
具の送り速度を早めることができるものにおいてはワー
ク表面の水平面部分を加工する際に工具の送り速度を早
めて能率よく作業を進めることができるとともに、ワー
ク表面の傾斜面部分を加工する際に工具の送り速度を低
下させてワーク表面に精密に加工できるようにするとい
う制御を行うことができる。
(Effect of the invention) As described above, the present invention obtains the displacement vector of the tracing stylus by tracing the surface of the model work installed on the reference plane with the tracing stylus, and based on this displacement vector, with respect to the reference plane. Since the inclination angle of the model work surface is calculated and the tool feed rate during machining of the workpiece is changed according to this inclination angle, the cutting resistance decreases as the inclination angle decreases, such as with a ball end mill. For those that can increase the feed rate of the work surface, the tool feed rate can be increased when processing the horizontal surface part of the work surface to facilitate the work efficiently, and the tool can be used when processing the inclined surface part of the work surface. It is possible to perform control such that the feeding speed of the workpiece is reduced to enable precise machining on the surface of the workpiece.

また、上記送り速度の制御は、別体の制御手段等を設け
ることなく、ワークの3次元形状を測定する測定子の検
出値に基づいて行うことができるため、簡単な構成で能
率よくワークの表面加工を精密に行うことができる。
Further, the feed rate can be controlled on the basis of the detected value of the probe for measuring the three-dimensional shape of the work without providing a separate control means or the like, so that the work can be efficiently performed with a simple configuration. Surface processing can be performed precisely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施に使用する測定装置の実施例を示
す斜視図、第2図は上記測定装置の要部を示す拡大斜視
図、第3図は第2図のIII−III線矢視図、第4図は本発
明の概略構成を示す工程図、第5図はワーク表面の傾斜
角度と工具の送り速度との関係を示す特性図である。 1…モデルワーク、7…スタイラス(測定子)、ε…変
位ベクトル、θ…傾斜角度。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a measuring apparatus used for carrying out the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a main part of the measuring apparatus, and FIG. 3 is an arrow line III-III in FIG. FIG. 4 is a process diagram showing the schematic structure of the present invention, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the work surface inclination angle and the tool feed rate. 1 ... Model work, 7 ... Stylus (stylus), ε ... Displacement vector, θ ... Inclination angle.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/416 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G05B 19/416

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基準面上に設置されたモデルワークの表面
を測定子で倣うことにより測定子の変位ベクトルを求
め、この変位ベクトルに基づいて上記基準面に対するモ
デルワーク表面の傾斜角度を演算し、この傾斜角度に応
じてワーク加工時の工具送り速度を変化させるようにし
たことを特徴とする3次元形状の加工方法。
1. A displacement vector of a tracing stylus is obtained by tracing the surface of a model work set on a reference plane with a tracing stylus, and an inclination angle of the model work surface with respect to the reference plane is calculated based on the displacement vector. A method for machining a three-dimensional shape, characterized in that the tool feed speed during machining of the work is changed according to the inclination angle.
JP20461886A 1986-08-29 1986-08-29 Three-dimensional shape processing method Expired - Lifetime JPH0732980B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20461886A JPH0732980B2 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Three-dimensional shape processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20461886A JPH0732980B2 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Three-dimensional shape processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6362640A JPS6362640A (en) 1988-03-18
JPH0732980B2 true JPH0732980B2 (en) 1995-04-12

Family

ID=16493458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20461886A Expired - Lifetime JPH0732980B2 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Three-dimensional shape processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0732980B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6865058B2 (en) * 2016-09-30 2021-04-28 株式会社小松製作所 Machine tool system, manufacturing method of machined products, machining program correction device, correction machining program creation method, and machine tool control device
CN113983995A (en) * 2021-09-30 2022-01-28 歌尔股份有限公司 Angle measuring method, device and computer readable storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6362640A (en) 1988-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0436735B1 (en) Noncontact profile control unit
EP0059759B1 (en) Copying control system
JPS63318246A (en) Contour copying apparatus
JPH0565886B2 (en)
EP0446370B1 (en) Non-contact profile control apparatus
EP0494314B1 (en) Non-contact copy control device
JPH0732980B2 (en) Three-dimensional shape processing method
JPS6062448A (en) Copying control system
JPH04115854A (en) Noncontact profile control unit
US4747734A (en) Profiling apparatus
EP0081589A1 (en) Numerical control device
US3611874A (en) Combined numerical and tracer control system for machine tools
JPS6250252B2 (en)
JPH058604U (en) Interference check device
JPS598841B2 (en) How to create NC data for mold processing
EP0420990B1 (en) Profile control device
JP3288799B2 (en) Wire electric discharge machine
JPS60191745A (en) Three-dimensional copying
US5209618A (en) Method of setting tracing zone
JPS6119546A (en) Profiling mechanism available in arbitrarily selected direction
JP2526388Y2 (en) Roller burnishing equipment
JPS62176739A (en) Straightness correction device for machine tool
JPS6056848A (en) Machining data producing system
JPS624438Y2 (en)
JPS6159865B2 (en)