JPH0789291B2 - 工具通路デ−タの作成方法 - Google Patents
工具通路デ−タの作成方法Info
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- JPH0789291B2 JPH0789291B2 JP61167351A JP16735186A JPH0789291B2 JP H0789291 B2 JPH0789291 B2 JP H0789291B2 JP 61167351 A JP61167351 A JP 61167351A JP 16735186 A JP16735186 A JP 16735186A JP H0789291 B2 JPH0789291 B2 JP H0789291B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はコンピュータ支援設計システム等を用いて金型
加工を行うためのNCデータ、すなわち、工具通路データ
を作成する方法に関し、一層詳細には、例えば、計算機
システム内において作成した車輌等の形状データに基づ
いて三角形の接平面データを作成し、前記接平面データ
をエリアマップにより複数の区画に分類してプレス金型
に対する加工部の干渉をチェックしNCデータを作成する
ことにより、簡易なアルゴリズムで工具通路データを高
速に演算することの出来る工具通路データの作成方法に
関する。
加工を行うためのNCデータ、すなわち、工具通路データ
を作成する方法に関し、一層詳細には、例えば、計算機
システム内において作成した車輌等の形状データに基づ
いて三角形の接平面データを作成し、前記接平面データ
をエリアマップにより複数の区画に分類してプレス金型
に対する加工部の干渉をチェックしNCデータを作成する
ことにより、簡易なアルゴリズムで工具通路データを高
速に演算することの出来る工具通路データの作成方法に
関する。
近年、コンピュータ支援設計システム（以下、CAD/CAM
と称する）が普及しつつあり、種々の産業分野に適用さ
れている。特に、三次元形状モデルを扱うCAD/CAMは、
設計の構想段階から生産のシュミレーションまで幅広く
応用されている。
と称する）が普及しつつあり、種々の産業分野に適用さ
れている。特に、三次元形状モデルを扱うCAD/CAMは、
設計の構想段階から生産のシュミレーションまで幅広く
応用されている。
このようなCAD/CAMシステムの使用例として、自動車用
部材のプレス金型を切削形成するNC工作機械の動作プロ
グラム、すなわち、NCデータを自動作成するものがあ
る。この場合、CAD/CAMシステムには自由曲面部から構
成される自動車用部材の形状モデルデータがデータベー
スとして格納されており、前記CAD/CAMシステムは前記
形状モデルデータを演算処理することにより工具通路デ
ータ（NCデータ）を作成している。
部材のプレス金型を切削形成するNC工作機械の動作プロ
グラム、すなわち、NCデータを自動作成するものがあ
る。この場合、CAD/CAMシステムには自由曲面部から構
成される自動車用部材の形状モデルデータがデータベー
スとして格納されており、前記CAD/CAMシステムは前記
形状モデルデータを演算処理することにより工具通路デ
ータ（NCデータ）を作成している。
ところで、自動車用部材は、通常、複雑な自由曲面部か
ら構成されており、しかも、前記自由曲面部には大きく
湾曲し、あるいは屈曲する部位が存在している。従っ
て、金型を切削形成する工具あるいは工具ホルダの形状
を考慮せずに形状モデルデータに対する工具通路データ
を演算しNC工作機械を駆動した場合、前記工具あるいは
工具ホルダが他の加工面に対して干渉し、正確な切削面
が得られず、またはNC工作機械自体を損傷してしまうと
いう不都合が生ずる。
ら構成されており、しかも、前記自由曲面部には大きく
湾曲し、あるいは屈曲する部位が存在している。従っ
て、金型を切削形成する工具あるいは工具ホルダの形状
を考慮せずに形状モデルデータに対する工具通路データ
を演算しNC工作機械を駆動した場合、前記工具あるいは
工具ホルダが他の加工面に対して干渉し、正確な切削面
が得られず、またはNC工作機械自体を損傷してしまうと
いう不都合が生ずる。
そこで、例えば、隣接する加工面に対する工具の干渉を
回避する方法として、第１図に示すように、加工面ａ、
ｂに対して所定量オフセットした面ａ′、ｂ′間の交線
ｌを求め、工具Ａがオフセット面ａ′から交線ｌに達し
た時点で前記工具Ａをオフセット面ｂ′に沿って移動さ
せるようにNCデータを作成したものがある。
回避する方法として、第１図に示すように、加工面ａ、
ｂに対して所定量オフセットした面ａ′、ｂ′間の交線
ｌを求め、工具Ａがオフセット面ａ′から交線ｌに達し
た時点で前記工具Ａをオフセット面ｂ′に沿って移動さ
せるようにNCデータを作成したものがある。
この場合、加工面ｂに対する工具Ａの干渉は回避出来る
が、交線ｌの位置を予め作業員によって指示しておかな
ければならず、そのための工数が必要となるばかりでな
く、誤った指示を行った場合に多大な製造時間および製
作コストの浪費を蒙るという欠点が指摘されている。
が、交線ｌの位置を予め作業員によって指示しておかな
ければならず、そのための工数が必要となるばかりでな
く、誤った指示を行った場合に多大な製造時間および製
作コストの浪費を蒙るという欠点が指摘されている。
また、他の方法として、加工面ａおよびｂの双方に工具
Ａの先端部が接触した場合を想定した曲面（フィレット
面と称する）を設定しておき、工具Ａを前述したオフセ
ット面ａ′に沿って移動させた後、前記フィレット面を
介してオフセット面ｂ′に移動させるようにNCデータを
作成したものがある。然しながら、この場合もフィレッ
ト面の設定等が極めて面倒となる不都合が存在してい
る。
Ａの先端部が接触した場合を想定した曲面（フィレット
面と称する）を設定しておき、工具Ａを前述したオフセ
ット面ａ′に沿って移動させた後、前記フィレット面を
介してオフセット面ｂ′に移動させるようにNCデータを
作成したものがある。然しながら、この場合もフィレッ
ト面の設定等が極めて面倒となる不都合が存在してい
る。
さらに、以上の方法では工具Ａの先端部が回転時におい
て球状と見倣せるボール工具のみしか使用出来ない。す
なわち、例えば、フラット工具を用いた場合、加工面
ａ、ｂの傾斜角度によって工具の切削角度が変動するた
め、加工面ａ、ｂからのオフセット量も変化し、演算処
理による工具通路の自動設定が極めて複雑となってしま
う。
て球状と見倣せるボール工具のみしか使用出来ない。す
なわち、例えば、フラット工具を用いた場合、加工面
ａ、ｂの傾斜角度によって工具の切削角度が変動するた
め、加工面ａ、ｂからのオフセット量も変化し、演算処
理による工具通路の自動設定が極めて複雑となってしま
う。
さらにまた、他の方法として、工具通路を干渉を考慮し
ない状態で算出した後、第１図における破線部分の通路
を除去して最終的な工具通路を設定する方法がある。こ
の場合、単純な加工面に対しては極めて有効となるが、
加工面が極めて複雑な場合、前記方法のみで工具の干渉
を完全に回避することは不可能である。
ない状態で算出した後、第１図における破線部分の通路
を除去して最終的な工具通路を設定する方法がある。こ
の場合、単純な加工面に対しては極めて有効となるが、
加工面が極めて複雑な場合、前記方法のみで工具の干渉
を完全に回避することは不可能である。
本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、コンピュータ支援設計システム等を用いて金型
加工のための工具通路データを作成する際、前記金型の
形状データに対応する曲面データを三角形によって構成
される複数の接平面データに変換し、前記接平面データ
をエリアマップにより複数の区画に分類しておき、所定
の前記区画から各接平面データに対する当該工具および
その保持部の干渉をチェックして工具通路データを作成
することにより、干渉することのない通路データを簡易
なアルゴリズムにより高速に演算することが出来る工具
通路データの作成方法を提供することを目的とする。
あって、コンピュータ支援設計システム等を用いて金型
加工のための工具通路データを作成する際、前記金型の
形状データに対応する曲面データを三角形によって構成
される複数の接平面データに変換し、前記接平面データ
をエリアマップにより複数の区画に分類しておき、所定
の前記区画から各接平面データに対する当該工具および
その保持部の干渉をチェックして工具通路データを作成
することにより、干渉することのない通路データを簡易
なアルゴリズムにより高速に演算することが出来る工具
通路データの作成方法を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、三次元形状モ
デルデータに基づきNC工作機械の工具により金型加工を
行うための工具通路データを作成する方法であって、 前記三次元形状モデルデータによって構成される加工面
データに対して工具通路データを仮設定する第１ステッ
プと、 前記加工面データを三角形を構成する複数の接平面デー
タに変換する第２ステップと、 前記接平面データを予め設定した二次元エリアマップに
より複数の区画に分類する第３ステップと、 前記二次元エリアマップに対して、少なくとも前記工具
およびその保持部を投影し、前記工具および前記保持部
を包含する前記区画内に分類される接平面データを求め
る第４ステップと、 前記第４ステップで求めた接平面データによって構成さ
れる各三角形の面と前記工具および前記保持部との干渉
状態、前記各三角形の各辺と前記工具および前記保持部
との干渉状態、前記各三角形の各頂点と前記工具および
前記保持部との干渉状態を夫々検出する第５ステップ
と、 前記第５ステップで検出された干渉状態を回避すべく前
記第１ステップで仮設定した工具通路データを修正する
第６ステップと、 からなることを特徴とする。
デルデータに基づきNC工作機械の工具により金型加工を
行うための工具通路データを作成する方法であって、 前記三次元形状モデルデータによって構成される加工面
データに対して工具通路データを仮設定する第１ステッ
プと、 前記加工面データを三角形を構成する複数の接平面デー
タに変換する第２ステップと、 前記接平面データを予め設定した二次元エリアマップに
より複数の区画に分類する第３ステップと、 前記二次元エリアマップに対して、少なくとも前記工具
およびその保持部を投影し、前記工具および前記保持部
を包含する前記区画内に分類される接平面データを求め
る第４ステップと、 前記第４ステップで求めた接平面データによって構成さ
れる各三角形の面と前記工具および前記保持部との干渉
状態、前記各三角形の各辺と前記工具および前記保持部
との干渉状態、前記各三角形の各頂点と前記工具および
前記保持部との干渉状態を夫々検出する第５ステップ
と、 前記第５ステップで検出された干渉状態を回避すべく前
記第１ステップで仮設定した工具通路データを修正する
第６ステップと、 からなることを特徴とする。
次に、本発明に係る工具通路データの作成方法について
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
第２図は本発明に係る工具通路データの作成方法に適用
されるコンピュータ支援設計システム（CAD/CAM）の基
本的構成を示す図であり、参照符号10は自動車用部材等
の三次元曲面形状を示す形状モデルデータ12や本発明方
法によって算出される工具通路データ14等が格納される
外部記憶装置である。なお、外部記憶装置10には、さら
に、金型加工を行うための工具形状（径、長さ、材質
等）、ホルダ形状、当該金型の材質、切削面の仕上げ精
度等およびこれらの条件から求められる切削速度、回転
等の加工条件データ16と、加工方向および加工ピッチ等
の金型加工におけるノウハウとしての加工方案データ18
とがデータベースとして予め格納される。
されるコンピュータ支援設計システム（CAD/CAM）の基
本的構成を示す図であり、参照符号10は自動車用部材等
の三次元曲面形状を示す形状モデルデータ12や本発明方
法によって算出される工具通路データ14等が格納される
外部記憶装置である。なお、外部記憶装置10には、さら
に、金型加工を行うための工具形状（径、長さ、材質
等）、ホルダ形状、当該金型の材質、切削面の仕上げ精
度等およびこれらの条件から求められる切削速度、回転
等の加工条件データ16と、加工方向および加工ピッチ等
の金型加工におけるノウハウとしての加工方案データ18
とがデータベースとして予め格納される。
外部記憶装置10はCAD/CAMシステムを構成する電子計算
機20に接続されており、この電子計算機20は前記外部記
憶装置10から所望の形状モデルデータ12を読み出し、工
具通路の干渉チェックを行って工具通路を算出するため
の一連の処理を行うと共に、インタフェース22を介して
図形表示装置24での立体イメージ表示の制御を行う。な
お、前記インタフェース22には電子計算機20に対して加
工条件データ16、加工方案データ18等を入力するための
操作盤（キーボード）26が接続されると共に、図形デー
タの作成、修正等のための座標入力装置（タブレット）
28が接続される。
機20に接続されており、この電子計算機20は前記外部記
憶装置10から所望の形状モデルデータ12を読み出し、工
具通路の干渉チェックを行って工具通路を算出するため
の一連の処理を行うと共に、インタフェース22を介して
図形表示装置24での立体イメージ表示の制御を行う。な
お、前記インタフェース22には電子計算機20に対して加
工条件データ16、加工方案データ18等を入力するための
操作盤（キーボード）26が接続されると共に、図形デー
タの作成、修正等のための座標入力装置（タブレット）
28が接続される。
本発明方法を実施するためのCAD/CAMシステムは、概
略、以上のように構成されるものであり、次に、NC工作
機械の工具通路データの作成方法について第３図に示す
フローチャートに基づき説明する。
略、以上のように構成されるものであり、次に、NC工作
機械の工具通路データの作成方法について第３図に示す
フローチャートに基づき説明する。
そこで、先ず、操作盤26から電子計算機20に加工に要す
る各種加工パラメータを入力する（STP1）。この場合、
加工パラメータとしては加工面、加工パターン、加工ピ
ッチおよび工具形状、工具ホルダ形状、工具通路を直線
に近似する際のトレアランス等が入力される。
る各種加工パラメータを入力する（STP1）。この場合、
加工パラメータとしては加工面、加工パターン、加工ピ
ッチおよび工具形状、工具ホルダ形状、工具通路を直線
に近似する際のトレアランス等が入力される。
次に、ステップ１において入力された加工パターン、加
工ピッチ等に基づき、第４図に示すように、加工曲面Ｓ
に対して工具通路を仮設定する（STP2）。この場合、前
記仮設定された工具通路としては、第４図示のものに限
定されるものではなく、種々の曲線によって設定出来る
ことは勿論である。なお、前記仮設定された工具通路は
所定のトレアランスの範囲内で直線近似されており、仮
設定点データPiを連結することで構成される。
工ピッチ等に基づき、第４図に示すように、加工曲面Ｓ
に対して工具通路を仮設定する（STP2）。この場合、前
記仮設定された工具通路としては、第４図示のものに限
定されるものではなく、種々の曲線によって設定出来る
ことは勿論である。なお、前記仮設定された工具通路は
所定のトレアランスの範囲内で直線近似されており、仮
設定点データPiを連結することで構成される。
一方、ステップ３では、曲面Ｓを構成する曲面データ
が、第５図に示すように、多数の三角形より構成される
接平面データに変換される。すなわち、曲面Ｓを構成す
る曲面パッチＴに対してｕ方向およびｖ方向に夫々独立
に分割した点群データを求める。この場合、当該点群デ
ータを結線することによって得られる直線と前記曲面デ
ータからなる直線との誤差は予め設定されたトレアラン
スを許容する値ε0（例えば、図においてε1、ε2、ε3
＜ε0）となるように設定しておく。そして、以上の操
作を曲面Ｓを構成する全ての曲面パッチＴに対して行
う。続いて、前記点群データを対角線によって結合し三
角形の接平面Ｋを得る。なお、以上の処理工程は所望の
金型の加工面を構成する全ての曲面Ｓに対して行う。
が、第５図に示すように、多数の三角形より構成される
接平面データに変換される。すなわち、曲面Ｓを構成す
る曲面パッチＴに対してｕ方向およびｖ方向に夫々独立
に分割した点群データを求める。この場合、当該点群デ
ータを結線することによって得られる直線と前記曲面デ
ータからなる直線との誤差は予め設定されたトレアラン
スを許容する値ε0（例えば、図においてε1、ε2、ε3
＜ε0）となるように設定しておく。そして、以上の操
作を曲面Ｓを構成する全ての曲面パッチＴに対して行
う。続いて、前記点群データを対角線によって結合し三
角形の接平面Ｋを得る。なお、以上の処理工程は所望の
金型の加工面を構成する全ての曲面Ｓに対して行う。
次に、前記ステップ３で求められた接平面データとエリ
アマップとの対応テーブルを作成する（STP4）。ここ
で、エリアマップとは、第６図に示すように、Ｘ、Ｙ平
面内の二次元格子によって構成されたものをいい、Ｘ、
Ｙ、Ｚの三次元によって構成される前記接平面データを
区画分類するためのものである。
アマップとの対応テーブルを作成する（STP4）。ここ
で、エリアマップとは、第６図に示すように、Ｘ、Ｙ平
面内の二次元格子によって構成されたものをいい、Ｘ、
Ｙ、Ｚの三次元によって構成される前記接平面データを
区画分類するためのものである。
そこで、第６図に示すように、エリアマップＭの所定の
区画、例えば、（ａ、ｂ）区画内に包含される接平面デ
ータを求める。この場合、対応テーブルは第７図に示す
ように構成される。すなわち、（ａ、ｂ）区画内のデー
タは接平面データが含まれる曲面番号（例えば、S1、
S2）、接平面Ｋの番号（例えば、接平面Ｋを構成する接
平面データの１つをPijとした場合におけるｉ、ｊ）お
よび接平面Ｋの識別コードｋ（例えば、接平面データP
ijで構成される接平面Ｋの中、左上の三角形接平面をk1
とし、右下の三角形接平面をk2とする）として区画分類
しておく。
区画、例えば、（ａ、ｂ）区画内に包含される接平面デ
ータを求める。この場合、対応テーブルは第７図に示す
ように構成される。すなわち、（ａ、ｂ）区画内のデー
タは接平面データが含まれる曲面番号（例えば、S1、
S2）、接平面Ｋの番号（例えば、接平面Ｋを構成する接
平面データの１つをPijとした場合におけるｉ、ｊ）お
よび接平面Ｋの識別コードｋ（例えば、接平面データP
ijで構成される接平面Ｋの中、左上の三角形接平面をk1
とし、右下の三角形接平面をk2とする）として区画分類
しておく。
続いて、ステップ５およびステップ６において、以上の
ようにして設定された対応テーブルを利用して工具およ
び工具ホルダの加工面に対する干渉演算処理を行う。こ
こで、ステップ１とステップ２とからなる第１の処理工
程およびステップ３とステップ４とからなる第２の処理
工程は、いずれが先であってもよく、あるいは同時並行
処理であってもよい。
ようにして設定された対応テーブルを利用して工具およ
び工具ホルダの加工面に対する干渉演算処理を行う。こ
こで、ステップ１とステップ２とからなる第１の処理工
程およびステップ３とステップ４とからなる第２の処理
工程は、いずれが先であってもよく、あるいは同時並行
処理であってもよい。
ここで、工具の回転時における形状としては、第８図ａ
乃至ｄに示す４つのものが代表的なものである。すなわ
ち、第８図ａはボール工具30を示し、このボール工具30
は円筒部30aと球部30bとから構成される。また、第８図
ｂは円筒部からなるフラット工具32を示す。さらに、第
８図ｃおよびｄは夫々総型工具34、36を示し円筒部34
a、36a、円錐部34b、36bおよび球部34c、36cの組み合わ
せによって構成される。一方、前記各工具30、32、34お
よび36を保持する工具ホルダとしては、第９図ａおよび
ｂに示す形状のものが一般的である。すなわち、第９図
ａにおいて、工具ホルダ38は円筒状を呈しており、ま
た、第９図ｂに示す工具ホルダ40は直径が段階的に増大
する３段の円筒部40a乃至40cを有している。
乃至ｄに示す４つのものが代表的なものである。すなわ
ち、第８図ａはボール工具30を示し、このボール工具30
は円筒部30aと球部30bとから構成される。また、第８図
ｂは円筒部からなるフラット工具32を示す。さらに、第
８図ｃおよびｄは夫々総型工具34、36を示し円筒部34
a、36a、円錐部34b、36bおよび球部34c、36cの組み合わ
せによって構成される。一方、前記各工具30、32、34お
よび36を保持する工具ホルダとしては、第９図ａおよび
ｂに示す形状のものが一般的である。すなわち、第９図
ａにおいて、工具ホルダ38は円筒状を呈しており、ま
た、第９図ｂに示す工具ホルダ40は直径が段階的に増大
する３段の円筒部40a乃至40cを有している。
そこで、第８図ａに示すボール工具30、および第９図ａ
に示す工具ホルダ38を使用する場合における加工面に対
する干渉演算処理方法につき説明する。
に示す工具ホルダ38を使用する場合における加工面に対
する干渉演算処理方法につき説明する。
この場合、ボール工具30の球部30bの半径、すなわち、
切削径をｒとし、また、球部30bの中心点をPiとする。
すなわち、このPi点は干渉演算処理前の状態において、
第４図に示す仮設定点データPiに対応しており、ボール
工具30は前記仮設定点データPiを直線で結んだ工具通路
に沿って移動するように仮設定されている。
切削径をｒとし、また、球部30bの中心点をPiとする。
すなわち、このPi点は干渉演算処理前の状態において、
第４図に示す仮設定点データPiに対応しており、ボール
工具30は前記仮設定点データPiを直線で結んだ工具通路
に沿って移動するように仮設定されている。
先ず、ボール工具30の切削径ｒが含まれるエリアマップ
Ｍの区画をPi点の座標および切削径ｒに基づき求める。
この場合、前記ボール工具30は第10図ａに示す斜線部分
の区画内に含まれるものとする。次に、前記斜線部分で
示す区画を第７図に示す対応テーブルから抽出し、その
中に含まれる接平面Ｋを取り出す。
Ｍの区画をPi点の座標および切削径ｒに基づき求める。
この場合、前記ボール工具30は第10図ａに示す斜線部分
の区画内に含まれるものとする。次に、前記斜線部分で
示す区画を第７図に示す対応テーブルから抽出し、その
中に含まれる接平面Ｋを取り出す。
次いで、前記接平面Ｋとボール工具30との干渉状態をチ
ェックする。この場合、前記ボール工具30は球部30bの
みが加工面に対して干渉する虞を有しており、従って、
前記球部30bと接平面Ｋとの干渉チェックを行う。な
お、この干渉チェックは、例えば、第11図ａ乃至ｃのよ
うにして行うことが出来る。すなわち、第11図ａでは球
部30bと接平面Ｋとの面接触状態をチェックし、第11図
ｂでは球部30bと接平面Ｋとの辺接触状態をチェックし
ている。また、第11図ｃでは球部30bと接平面Ｋとの点
接触状態をチェックしている。そして、これら３つの状
態に対して球部30bが干渉しないようにボール工具30の
通路を修正する。このような演算処理を第10図ａの斜線
部で示す区画内に含まれる全ての接平面Ｋに対して行
い、前記全ての接平面Ｋに干渉しない位置までボール工
具30の通路を移動する。この結果、ボール工具30は、第
12図に示すように、球部30bのPi点が接平面Ｋに対して
干渉しないQi点まで移動することになる。
ェックする。この場合、前記ボール工具30は球部30bの
みが加工面に対して干渉する虞を有しており、従って、
前記球部30bと接平面Ｋとの干渉チェックを行う。な
お、この干渉チェックは、例えば、第11図ａ乃至ｃのよ
うにして行うことが出来る。すなわち、第11図ａでは球
部30bと接平面Ｋとの面接触状態をチェックし、第11図
ｂでは球部30bと接平面Ｋとの辺接触状態をチェックし
ている。また、第11図ｃでは球部30bと接平面Ｋとの点
接触状態をチェックしている。そして、これら３つの状
態に対して球部30bが干渉しないようにボール工具30の
通路を修正する。このような演算処理を第10図ａの斜線
部で示す区画内に含まれる全ての接平面Ｋに対して行
い、前記全ての接平面Ｋに干渉しない位置までボール工
具30の通路を移動する。この結果、ボール工具30は、第
12図に示すように、球部30bのPi点が接平面Ｋに対して
干渉しないQi点まで移動することになる。
次に、工具ホルダ38の干渉状態をチェックする。この場
合、前記工具ホルダ38の半径をＲとすれば、このホルダ
径Ｒの包含されるエリアマップＭは第10図ｂに示す斜線
部となり、この斜線部内の接平面Ｋを第７図に示す対応
テーブルから求める。そして、前記各接平面Ｋと工具ホ
ルダ38との干渉チェックを行う。この場合、工具ホルダ
38は円筒状を呈しており、第13図ａ乃至ｃに示すよう
に、接平面Ｋに対して面接触、辺接触および点接触の状
態を夫々チェックすることで干渉しない工具ホルダ38の
位置が算出される。この結果、工具ホルダ38は、第14図
に示すように、Qi′の位置からRi′の位置まで移動す
る。従って、ボール工具30は前述したQiの地点からさら
にRiの地点まで移動することになる。
合、前記工具ホルダ38の半径をＲとすれば、このホルダ
径Ｒの包含されるエリアマップＭは第10図ｂに示す斜線
部となり、この斜線部内の接平面Ｋを第７図に示す対応
テーブルから求める。そして、前記各接平面Ｋと工具ホ
ルダ38との干渉チェックを行う。この場合、工具ホルダ
38は円筒状を呈しており、第13図ａ乃至ｃに示すよう
に、接平面Ｋに対して面接触、辺接触および点接触の状
態を夫々チェックすることで干渉しない工具ホルダ38の
位置が算出される。この結果、工具ホルダ38は、第14図
に示すように、Qi′の位置からRi′の位置まで移動す
る。従って、ボール工具30は前述したQiの地点からさら
にRiの地点まで移動することになる。
以上のようにして、ボール工具30および工具ホルダ38が
金型の加工面に対して干渉しない工具通路が設定され
る。その修正された通路を第15図に示す。なお、ステッ
プ５およびステップ６の工程はいずれが先であってもよ
く、あるいは同時並行処理するようにしてもよい。ここ
で、次のステップ７において、第４図で仮設定された工
具通路の仮設定点データPiが正規の工具通路データRiに
変換される。このようにして決定された工具通路データ
RiはNCデータとしてNC工作機械に提供される。
金型の加工面に対して干渉しない工具通路が設定され
る。その修正された通路を第15図に示す。なお、ステッ
プ５およびステップ６の工程はいずれが先であってもよ
く、あるいは同時並行処理するようにしてもよい。ここ
で、次のステップ７において、第４図で仮設定された工
具通路の仮設定点データPiが正規の工具通路データRiに
変換される。このようにして決定された工具通路データ
RiはNCデータとしてNC工作機械に提供される。
ここで、上述した干渉演算処理では、三角形で構成され
る接平面Ｋに対する工具30および工具ホルダ38の干渉を
チェックしている。この場合、前記接平面Ｋは一平面に
よって表されるため、例えば、四角形で接平面を構成し
た場合に比較して一層簡易なアルゴリズムにより干渉の
チェックを行うことが出来る。また、前記演算処理は、
所定のエリアマップ内の接平面データに関してのみ行わ
れるため、その演算処理速度も高速化される。
る接平面Ｋに対する工具30および工具ホルダ38の干渉を
チェックしている。この場合、前記接平面Ｋは一平面に
よって表されるため、例えば、四角形で接平面を構成し
た場合に比較して一層簡易なアルゴリズムにより干渉の
チェックを行うことが出来る。また、前記演算処理は、
所定のエリアマップ内の接平面データに関してのみ行わ
れるため、その演算処理速度も高速化される。
なお、工具形状としては、他に第８図ｂ乃至ｄに示すも
のがあり、また、工具ホルダ形状としては第９図ｂに示
すものがある。この場合、フラット工具32および工具ホ
ルダ40に対しては第13図ａ乃至ｃに示す円筒形状として
その干渉チェックを行うことが出来る。また、総型工具
34および36の場合、円筒部34a、36aおよび球部34c、36c
に対して第11図ａ乃至ｃおよび第13図ａ乃至ｃに示すよ
うに干渉チェックを行うことが出来る。また、円錐部34
b、36bに対しては、第16図ａ乃至ｃに示すように、円錐
部34b、36bの底面部と接平面Ｋとの面接触および線接触
と、円錐部34b、36bの側周面と接平面Ｋとの点接触をチ
ェックすることによりその干渉状態を検出することが出
来る。
のがあり、また、工具ホルダ形状としては第９図ｂに示
すものがある。この場合、フラット工具32および工具ホ
ルダ40に対しては第13図ａ乃至ｃに示す円筒形状として
その干渉チェックを行うことが出来る。また、総型工具
34および36の場合、円筒部34a、36aおよび球部34c、36c
に対して第11図ａ乃至ｃおよび第13図ａ乃至ｃに示すよ
うに干渉チェックを行うことが出来る。また、円錐部34
b、36bに対しては、第16図ａ乃至ｃに示すように、円錐
部34b、36bの底面部と接平面Ｋとの面接触および線接触
と、円錐部34b、36bの側周面と接平面Ｋとの点接触をチ
ェックすることによりその干渉状態を検出することが出
来る。
以上のように、本発明によれば、コンピュータ支援設計
システム等を用いて金型加工を行うための工具通路デー
タを作成する際、前記金型に対応する形状モデルデータ
より構成される加工面を三角形の接平面に分割し、前記
接平面を所定のエリアマップにより複数の区画に分類し
前記エリアマップに対する工具およびその保持部からな
る加工部の位置から干渉の可能性のある前記接平面を抽
出し、前記接平面に対して前記加工部が干渉しないよう
に工具通路を設定して金型加工のためのNCデータを作成
している。そのため、当該干渉チェックを行うためのア
ルゴリズムが簡易となり、また、計算機による干渉演算
処理はエリアマップの指定により抽出された局部的な接
平面データによって逐次演算処理されるため、その処理
速度が速く、短時間で工具通路データを作成しNC工作機
械等に提供することが出来る。さらに、前記NCデータに
基づいて金型加工を行う場合、加工部と加工面との干渉
によって不良金型の発生することがなく、高精度な金型
を正確且つ自動的に製造することが可能となる。
システム等を用いて金型加工を行うための工具通路デー
タを作成する際、前記金型に対応する形状モデルデータ
より構成される加工面を三角形の接平面に分割し、前記
接平面を所定のエリアマップにより複数の区画に分類し
前記エリアマップに対する工具およびその保持部からな
る加工部の位置から干渉の可能性のある前記接平面を抽
出し、前記接平面に対して前記加工部が干渉しないよう
に工具通路を設定して金型加工のためのNCデータを作成
している。そのため、当該干渉チェックを行うためのア
ルゴリズムが簡易となり、また、計算機による干渉演算
処理はエリアマップの指定により抽出された局部的な接
平面データによって逐次演算処理されるため、その処理
速度が速く、短時間で工具通路データを作成しNC工作機
械等に提供することが出来る。さらに、前記NCデータに
基づいて金型加工を行う場合、加工部と加工面との干渉
によって不良金型の発生することがなく、高精度な金型
を正確且つ自動的に製造することが可能となる。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。
第１図は従来技術に係る工具通路の設定方法を示す説明
図、 第２図は本発明に係る工具通路データの作成方法が適用
されるコンピュータ支援設計システムの概略構成図、 第３図は本発明に係る工具通路データの作成方法を示す
概略処理フロー、 第４図は工具通路データの仮設定状態を示す説明図、 第５図は本発明に係る工具通路データの作成方法におけ
る接平面データの説明図、 第６図は本発明に係る工具通路データの作成方法におけ
るエリアマップの説明図、 第７図は本発明に係る工具通路データの作成方法におけ
る対応テーブルの説明図、 第8a図乃至ｄは本発明に係る工具通路データの作成方法
に適用される工具の形状説明図、 第９図ａおよびｂは本発明に係る工具通路データの作成
方法に適用される工具ホルダの形状説明図、 第10図ａおよびｂは本発明に係る工具通路データの作成
方法におけるエリアマップと工具およびエリアマップと
工具ホルダとの対応関係を示す説明図、 第11図ａ乃至ｃ、第13図ａ乃至ｃおよび第16図ａ乃至ｃ
は夫々本発明に係る工具通路データの作成方法における
工具および工具ホルダと接平面との接触状態を示す説明
図、 第12図および第14図は本発明に係る工具通路データの作
成方法における工具と接平面および工具ホルダと接平面
の干渉回避後の位置関係を示す説明図、 第15図は本発明に係る工具通路データの作成方法におい
て設定された工具通路データの点列を示す説明図であ
る。 10……外部記憶装置、12……形状モデルデータ 14……工具通路データ、20……電子計算機 24……図形表示装置、26……操作盤 28……座標入力装置、30……ボール工具 32……フラット工具、34、36……総型工具 38、40……工具ホルダ、Ｓ……曲面 Ｋ……接平面、Ｍ……エリアマップ
図、 第２図は本発明に係る工具通路データの作成方法が適用
されるコンピュータ支援設計システムの概略構成図、 第３図は本発明に係る工具通路データの作成方法を示す
概略処理フロー、 第４図は工具通路データの仮設定状態を示す説明図、 第５図は本発明に係る工具通路データの作成方法におけ
る接平面データの説明図、 第６図は本発明に係る工具通路データの作成方法におけ
るエリアマップの説明図、 第７図は本発明に係る工具通路データの作成方法におけ
る対応テーブルの説明図、 第8a図乃至ｄは本発明に係る工具通路データの作成方法
に適用される工具の形状説明図、 第９図ａおよびｂは本発明に係る工具通路データの作成
方法に適用される工具ホルダの形状説明図、 第10図ａおよびｂは本発明に係る工具通路データの作成
方法におけるエリアマップと工具およびエリアマップと
工具ホルダとの対応関係を示す説明図、 第11図ａ乃至ｃ、第13図ａ乃至ｃおよび第16図ａ乃至ｃ
は夫々本発明に係る工具通路データの作成方法における
工具および工具ホルダと接平面との接触状態を示す説明
図、 第12図および第14図は本発明に係る工具通路データの作
成方法における工具と接平面および工具ホルダと接平面
の干渉回避後の位置関係を示す説明図、 第15図は本発明に係る工具通路データの作成方法におい
て設定された工具通路データの点列を示す説明図であ
る。 10……外部記憶装置、12……形状モデルデータ 14……工具通路データ、20……電子計算機 24……図形表示装置、26……操作盤 28……座標入力装置、30……ボール工具 32……フラット工具、34、36……総型工具 38、40……工具ホルダ、Ｓ……曲面 Ｋ……接平面、Ｍ……エリアマップ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−226247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−48244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−205775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−114312（ＪＰ，Ａ) 雑誌「オートメーション」第29巻第４ 号、昭和59年４月日刊工業新聞社発行、第 32〜37頁
Claims (1)
- 【請求項１】三次元形状モデルデータに基づきNC工作機
械の工具により金型加工を行うための工具通路データを
作成する方法であって、 前記三次元形状モデルデータによって構成される加工面
データに対して工具通路データを仮設定する第１ステッ
プと、 前記加工面データを三角形を構成する複数の接平面デー
タに変換する第２ステップと、 前記接平面データを予め設定した二次元エリアマップに
より複数の区画に分類する第３ステップと、 前記二次元エリアマップに対して、少なくとも前記工具
およびその保持部を投影し、前記工具および前記保持部
を包含する前記区画内に分類される接平面データを求め
る第４ステップと、 前記第４ステップで求めた接平面データによって構成さ
れる各三角形の面と前記工具および前記保持部との干渉
状態、前記各三角形の各辺と前記工具および前記保持部
との干渉状態、前記各三角形の各頂点と前記工具および
前記保持部との干渉状態を夫々検出する第５ステップ
と、 前記第５ステップで検出された干渉状態を回避すべく前
記第１ステップで仮設定した工具通路データを修正する
第６ステップと、 からなることを特徴とする工具通路データの作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61167351A JPH0789291B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 工具通路デ−タの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61167351A JPH0789291B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 工具通路デ−タの作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324306A JPS6324306A (ja) | 1988-02-01 |
| JPH0789291B2 true JPH0789291B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15848116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61167351A Expired - Fee Related JPH0789291B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 工具通路デ−タの作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789291B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249858B2 (ja) * | 1983-08-29 | 1990-10-31 | Fanuc Ltd | Setsusakukeirotansakuhoho |
| JPS6190206A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-08 | Hitachi Seiki Co Ltd | 金型加工用ｎｃデ−タ作成装置 |
-
1986
- 1986-07-16 JP JP61167351A patent/JPH0789291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 雑誌「オートメーション」第２９巻第４号、昭和５９年４月日刊工業新聞社発行、第３２〜３７頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324306A (ja) | 1988-02-01 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |