JPH08132387A - カッティングプロッタ - Google Patents
カッティングプロッタInfo
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- JPH08132387A JPH08132387A JP27104594A JP27104594A JPH08132387A JP H08132387 A JPH08132387 A JP H08132387A JP 27104594 A JP27104594 A JP 27104594A JP 27104594 A JP27104594 A JP 27104594A JP H08132387 A JPH08132387 A JP H08132387A
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- JP
- Japan
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- angle
- cutting
- curve
- cutting tool
- bezier
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
- B26D5/086—Electric, magnetic, piezoelectric, electro-magnetic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D5/005—Computer numerical control means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
- B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
- B26F1/3806—Cutting-out; Stamping-out wherein relative movements of tool head and work during cutting have a component tangential to the work surface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34098—Slope fitting, fairing contour, curve fitting, transition
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G—PHYSICS
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- Control Of Cutting Processes (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カッティングプロッタにおいて曲線線分の接
続点の仕上がりを向上させる。 【構成】 カッティングプロッタのカッティング制御部
４にベジエ曲線の開始点と終了点における接線方向演算
機能２２と接続角度比較機能２３を設ける。曲線の開始
点または終了点の接線方向が微分演算によって求めら
れ、この接線方向と接続される線分の方向とによって接
続角度が求められる。接続角度が基準角度と比較され、
接続角度が基準角度より鈍角の場合は、接続点でカッテ
ィングツールの回転角度制御を解除する。これにより、
ベジエ曲線データの特性による接続点におけるカッティ
ングツールの方向変位が抑制され、線分が滑らかに接続
される。
続点の仕上がりを向上させる。 【構成】 カッティングプロッタのカッティング制御部
４にベジエ曲線の開始点と終了点における接線方向演算
機能２２と接続角度比較機能２３を設ける。曲線の開始
点または終了点の接線方向が微分演算によって求めら
れ、この接線方向と接続される線分の方向とによって接
続角度が求められる。接続角度が基準角度と比較され、
接続角度が基準角度より鈍角の場合は、接続点でカッテ
ィングツールの回転角度制御を解除する。これにより、
ベジエ曲線データの特性による接続点におけるカッティ
ングツールの方向変位が抑制され、線分が滑らかに接続
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、カッティングプロッ
タに関するものであり、特に、カッティングツールの回
転角度制御に関するものである。
タに関するものであり、特に、カッティングツールの回
転角度制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、カッティングプロッタにおける曲
線データ処理は、一般的にベジエ曲線アルゴリズムによ
って行われている。カッティングプロッタの制御部は、
ホストコンピュータから入力された開始点Ｐ0（ｘ0 ,ｙ
0）、制御点Ｃ1（ｘ1 ,ｙ1）、Ｃ2（ｘ2 ,ｙ2）、終了
点Ｐe（ｘ3 ,ｙ3）からなるベジエデータを０＜ｔ＜１
の分割係数データに従って演算し、各分割点のＸＹ座標
を演算してメモリに格納する。
線データ処理は、一般的にベジエ曲線アルゴリズムによ
って行われている。カッティングプロッタの制御部は、
ホストコンピュータから入力された開始点Ｐ0（ｘ0 ,ｙ
0）、制御点Ｃ1（ｘ1 ,ｙ1）、Ｃ2（ｘ2 ,ｙ2）、終了
点Ｐe（ｘ3 ,ｙ3）からなるベジエデータを０＜ｔ＜１
の分割係数データに従って演算し、各分割点のＸＹ座標
を演算してメモリに格納する。
【０００３】３次ベジエ曲線は以下の式で求められる。
【０００４】
【数１】
【０００５】ベジエ曲線は、図５（ａ）に示すように、
開始点Ｐ0 、制御点Ｃ1 ，Ｃ2 、終了点Ｐe を結ぶ凸形
多角形内に収められ、開始点Ｐ0 から終了点Ｐe 間の各
点Ｐ 0 ，Ｐ1 ，…，Ｐe を直線で補間した近似曲線とし
て表現される。従って、ベジエ曲線アルゴリズムによっ
て演算される分割点のＰ1 ，Ｐ2 ，…，Ｐe-1 の座標
は、同図に示すように、開始点Ｐ0 と終了点Ｐe 間の鎖
線で示す理想曲線ＩＣに対して変位を生ずる場合があ
る。このため、演算されたベジエ曲線データから求めら
れるカッティングツールの回転角度データに基づいて、
分割点毎にカッティングツールの回転角度を制御してカ
ッティングを実行すると、同図（ｂ）に示すように、ベ
ジエ曲線Ｐ0 ，Ｐe と、このベジエ曲線に連続する線分
との接続点において乱れが生じて円滑性に欠けることが
ある。
開始点Ｐ0 、制御点Ｃ1 ，Ｃ2 、終了点Ｐe を結ぶ凸形
多角形内に収められ、開始点Ｐ0 から終了点Ｐe 間の各
点Ｐ 0 ，Ｐ1 ，…，Ｐe を直線で補間した近似曲線とし
て表現される。従って、ベジエ曲線アルゴリズムによっ
て演算される分割点のＰ1 ，Ｐ2 ，…，Ｐe-1 の座標
は、同図に示すように、開始点Ｐ0 と終了点Ｐe 間の鎖
線で示す理想曲線ＩＣに対して変位を生ずる場合があ
る。このため、演算されたベジエ曲線データから求めら
れるカッティングツールの回転角度データに基づいて、
分割点毎にカッティングツールの回転角度を制御してカ
ッティングを実行すると、同図（ｂ）に示すように、ベ
ジエ曲線Ｐ0 ，Ｐe と、このベジエ曲線に連続する線分
との接続点において乱れが生じて円滑性に欠けることが
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】カッティングツールの
刃の方向をベジエ曲線データに従って制御して曲線を切
抜くカッティングプロッタは、曲線の接続点において線
分の乱れが生じて仕上がりが悪化することがある。そこ
で、上記接続点における乱れを防止して線分を滑らかに
結合し、仕上がり品質を向上するために解決すべき技術
的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決
することを目的とする。
刃の方向をベジエ曲線データに従って制御して曲線を切
抜くカッティングプロッタは、曲線の接続点において線
分の乱れが生じて仕上がりが悪化することがある。そこ
で、上記接続点における乱れを防止して線分を滑らかに
結合し、仕上がり品質を向上するために解決すべき技術
的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、カッティングツー
ルを装着したカッティングヘッドを３次元制御し、且つ
カッティングツールの回転角度を制御する制御部を備
え、入力された曲線データをベジエ演算して座標データ
に展開する演算手段を設けたカッティングプロッタに於
て、ベジエ曲線の開始点と終了点の夫々のベクトルを微
分して接線方向を求め、算出された接線方向と該ベジエ
曲線に接続される線分との接続角度を演算する手段と、
前記接続角度と基準角度とを比較する手段と、その比較
結果に応じて前記カッティングツールの回転角度制御を
オンオフする制御手段を設けたカッティングプロッタを
提供するものである。
達成するために提案するものであり、カッティングツー
ルを装着したカッティングヘッドを３次元制御し、且つ
カッティングツールの回転角度を制御する制御部を備
え、入力された曲線データをベジエ演算して座標データ
に展開する演算手段を設けたカッティングプロッタに於
て、ベジエ曲線の開始点と終了点の夫々のベクトルを微
分して接線方向を求め、算出された接線方向と該ベジエ
曲線に接続される線分との接続角度を演算する手段と、
前記接続角度と基準角度とを比較する手段と、その比較
結果に応じて前記カッティングツールの回転角度制御を
オンオフする制御手段を設けたカッティングプロッタを
提供するものである。
【０００８】
【作用】カッティングプロッタの制御部の演算手段は、
曲線データをベジエ演算してベジエ曲線データを生成す
るとともに、曲線データの開始点と終了点のベクトルを
微分演算して夫々の接線方向を算出する。そして、この
曲線に接続される他の線分の方向と前記接線の方向との
接続角度を算出し、比較手段が算出された接続角度と基
準角度とを比較する。
曲線データをベジエ演算してベジエ曲線データを生成す
るとともに、曲線データの開始点と終了点のベクトルを
微分演算して夫々の接線方向を算出する。そして、この
曲線に接続される他の線分の方向と前記接線の方向との
接続角度を算出し、比較手段が算出された接続角度と基
準角度とを比較する。
【０００９】接続角度が基準角度よりも小さい場合は、
カッティング実行時に接続点でカッティングツールの回
転角度が制御されず、カッティングツールの刃をカッテ
ィングヘッドの動きに追従させる。これにより、ベジエ
曲線の開始点或いは終了点でベジエ曲線の座標データに
従ってペンシルツールが回転をすることがなく、接続点
における線分の乱れが防止される。
カッティング実行時に接続点でカッティングツールの回
転角度が制御されず、カッティングツールの刃をカッテ
ィングヘッドの動きに追従させる。これにより、ベジエ
曲線の開始点或いは終了点でベジエ曲線の座標データに
従ってペンシルツールが回転をすることがなく、接続点
における線分の乱れが防止される。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１乃至図４に
従って詳述する。図１はカッティングプロッタの回路ブ
ロックを示し、ホストコンピュータ１から転送される図
形データはインタフェース２、入出力制御装置３を介し
てカッティング制御部４へ入力される。カッティング制
御部４のＲＯＭ５には、ベジエ曲線処理プログラム６、
直線処理プログラム７、カッティングツール回転制御プ
ログラム８、カッティング実行プログラム９等が格納さ
れている。ＣＰＵ１０は、入力内容に応じてＲＯＭ５の
プログラムによってデータ処理を実行し、生成されたカ
ッティングデータをＲＡＭ１１に格納する。
従って詳述する。図１はカッティングプロッタの回路ブ
ロックを示し、ホストコンピュータ１から転送される図
形データはインタフェース２、入出力制御装置３を介し
てカッティング制御部４へ入力される。カッティング制
御部４のＲＯＭ５には、ベジエ曲線処理プログラム６、
直線処理プログラム７、カッティングツール回転制御プ
ログラム８、カッティング実行プログラム９等が格納さ
れている。ＣＰＵ１０は、入力内容に応じてＲＯＭ５の
プログラムによってデータ処理を実行し、生成されたカ
ッティングデータをＲＡＭ１１に格納する。
【００１１】入出力制御装置３にはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
駆動回路１２，１３，１４とペンシルツールの回転駆動
回路１５とが接続され、各駆動回路１２，１３，１４，
１５によってＸ軸モータ１６、Ｙ軸モータ１７、Ｚ軸ム
ービングコイルアクチュエータ１８、ペンシルツール回
転モータ１９が駆動される。
駆動回路１２，１３，１４とペンシルツールの回転駆動
回路１５とが接続され、各駆動回路１２，１３，１４，
１５によってＸ軸モータ１６、Ｙ軸モータ１７、Ｚ軸ム
ービングコイルアクチュエータ１８、ペンシルツール回
転モータ１９が駆動される。
【００１２】ＣＰＵ１０は、直線データ演算機能２０、
ベジエ曲線データ演算機能２１、接線方向演算機能２
２、接続角度比較機能２３等を備えており、入力データ
に基づいて直線並びに曲線の座標を算出する。開始点と
２点の制御点と終了点とからなる曲線データは、ＲＯＭ
５中のベジエ曲線プログラム６の係数データの分割係数
ｔ（０＜ｔ＜１）によって線分を分割され、開始点、終
了点並びに分割点のＸＹ座標をベジエ演算し、算出結果
をＲＡＭ１１に書込む。
ベジエ曲線データ演算機能２１、接線方向演算機能２
２、接続角度比較機能２３等を備えており、入力データ
に基づいて直線並びに曲線の座標を算出する。開始点と
２点の制御点と終了点とからなる曲線データは、ＲＯＭ
５中のベジエ曲線プログラム６の係数データの分割係数
ｔ（０＜ｔ＜１）によって線分を分割され、開始点、終
了点並びに分割点のＸＹ座標をベジエ演算し、算出結果
をＲＡＭ１１に書込む。
【００１３】また、接線方向演算機能２２によって、図
２に示すように曲線の開始点Ｐ0 （ｘ0 ,ｙ0）と終了点
Ｐe（ｘ3 ,ｙ3）とにおける接線方向θS ，θe を微分
演算する。接線方向θS ，θe は以下の式で算出され
る。
２に示すように曲線の開始点Ｐ0 （ｘ0 ,ｙ0）と終了点
Ｐe（ｘ3 ,ｙ3）とにおける接線方向θS ，θe を微分
演算する。接線方向θS ，θe は以下の式で算出され
る。
【００１４】
【数２】
【００１５】そして、図２に示すように、曲線ＢＣに他
の線分Ｌ1 ，Ｌ2 が連続する場合は、他の線分Ｌ1 ，Ｌ
2 のＸＹ座標系における既知の方向との接続角度θ1 ，
θ2を求め、接続角度比較機能２３によって基準角度デ
ータ（例えば９０度）と比較する。そして、接続角度が
鈍角で接続角度＜基準角度の場合は、生成されたカッテ
ィングデータ中の接続点におけるカッティングツールの
回転角度制御量をゼロとしてＲＡＭ１１に格納する。
の線分Ｌ1 ，Ｌ2 が連続する場合は、他の線分Ｌ1 ，Ｌ
2 のＸＹ座標系における既知の方向との接続角度θ1 ，
θ2を求め、接続角度比較機能２３によって基準角度デ
ータ（例えば９０度）と比較する。そして、接続角度が
鈍角で接続角度＜基準角度の場合は、生成されたカッテ
ィングデータ中の接続点におけるカッティングツールの
回転角度制御量をゼロとしてＲＡＭ１１に格納する。
【００１６】従って、図２に示すように接続角度が基準
角度以下の鈍角の場合は、接続点近傍でカッティングツ
ールの回転角度制御が行われず、カッティングツールの
刃はカッティングヘッドの動きに追従してキャスター運
動することになり、図３に示すように接続点Ｐ0 或いは
Ｐe の近傍でベジエ曲線データの特性による線分の乱れ
は発生しない。
角度以下の鈍角の場合は、接続点近傍でカッティングツ
ールの回転角度制御が行われず、カッティングツールの
刃はカッティングヘッドの動きに追従してキャスター運
動することになり、図３に示すように接続点Ｐ0 或いは
Ｐe の近傍でベジエ曲線データの特性による線分の乱れ
は発生しない。
【００１７】また、接続角度が鋭角の場合に、カッティ
ングツールの回転角度制御を解除して刃先をキャスター
運動させると刃先の追従軌跡が蛇行するが、図４に示す
ように接続角度θ3 が基準角度以上のときは、曲線の接
線方向並びに次線分の方向にカッティングツールの回転
角度が逐次制御され、鋭角部の仕上がり品位の低下が防
止される。
ングツールの回転角度制御を解除して刃先をキャスター
運動させると刃先の追従軌跡が蛇行するが、図４に示す
ように接続角度θ3 が基準角度以上のときは、曲線の接
線方向並びに次線分の方向にカッティングツールの回転
角度が逐次制御され、鋭角部の仕上がり品位の低下が防
止される。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、上記一実施例において詳述
したように、曲線と曲線または曲線と直線との接続角度
に応じてカッティングツールの回転角度制御をオンオフ
し、接続角度が基準角度より鈍角の場合は回転角度制御
を行わないようにした。従って、ベジエ曲線の接続点に
おいて生ずる線分の乱れを防止でき、カッティングされ
た線分が滑らかに連続する高品位の仕上がりが得られ
る。
したように、曲線と曲線または曲線と直線との接続角度
に応じてカッティングツールの回転角度制御をオンオフ
し、接続角度が基準角度より鈍角の場合は回転角度制御
を行わないようにした。従って、ベジエ曲線の接続点に
おいて生ずる線分の乱れを防止でき、カッティングされ
た線分が滑らかに連続する高品位の仕上がりが得られ
る。
【図１】本発明の一実施例を示し、カッティングプロッ
タのブロック図。
タのブロック図。
【図２】ベジエ曲線を含む連続線分の接続角度の解説
図。
図。
【図３】本発明のカッティングプロッタにより図２に示
す線分をカッティングした結果を示す解説図。
す線分をカッティングした結果を示す解説図。
【図４】線分の接続角度が鋭角の場合の解説図。
【図５】（ａ）はベジエ演算による曲線データの座標を
示し、（ｂ）は従来のカッティングプロッタによる
（ａ）に示すデータのカッティング結果の解説図。
示し、（ｂ）は従来のカッティングプロッタによる
（ａ）に示すデータのカッティング結果の解説図。
４ カッティング制御部 ５ ＲＯＭ ６ ベジエ曲線処理プログラム ８ カッティングツール回転制御プログラム １０ ＣＰＵ １１ ＲＡＭ １２ Ｘ軸駆動回路 １３ Ｙ軸駆動回路 １４ Ｚ軸駆動回路 １５ カッティングツール回転駆動回路 １６ Ｘ軸モータ １７ Ｙ軸モータ １８ Ｚ軸アクチュエータ １９ カッティングツール回転モータ ２０ 直線データ演算機能 ２１ ベジエ曲線データ演算機能 ２２ 接線方向演算機能 ２３ 接続角度比較機能
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武井 秀世 東京都中央区日本橋箱崎町６番６号 マッ クス株式会社内 (72)発明者 石井 周一 東京都中央区日本橋箱崎町６番６号 マッ クス株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 カッティングツールを装着したカッティ
ングヘッドを３次元制御し、且つカッティングツールの
回転角度を制御する制御部を備え、入力された曲線デー
タをベジエ演算して座標データに展開する演算手段を設
けたカッティングプロッタに於て、ベジエ曲線の開始点
と終了点の夫々のベクトルを微分して接線方向を求め、
算出された接線方向と該ベジエ曲線に接続される線分と
の接続角度を演算する手段と、前記接続角度と基準角度
とを比較する手段と、その比較結果に応じて前記カッテ
ィングツールの回転角度制御をオンオフする制御手段を
設けたことを特徴とするカッティングプロッタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27104594A JPH08132387A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | カッティングプロッタ |
| KR1019950039535A KR100195924B1 (ko) | 1994-11-04 | 1995-11-03 | 커팅 플로터 |
| DE1995605088 DE69505088T2 (de) | 1994-11-04 | 1995-11-03 | Schneidplotter |
| EP19950117350 EP0710529B1 (en) | 1994-11-04 | 1995-11-03 | Cutting plotter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27104594A JPH08132387A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | カッティングプロッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132387A true JPH08132387A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17494641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27104594A Pending JPH08132387A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | カッティングプロッタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0710529B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08132387A (ja) |
| KR (1) | KR100195924B1 (ja) |
| DE (1) | DE69505088T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5920679A (en) * | 1997-08-25 | 1999-07-06 | The Research Foundation Of State University Of New York | Apparatus and method for computer-aided low-harmonic trajectory planning for computer-controlled machinery |
| KR100465196B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2005-01-13 | 신흥하이텍(주) | 커팅 플로터를 이용한 메탈돔 시트 제조 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661995B1 (fr) * | 1990-05-11 | 1993-01-08 | Metzger Gerard | Procede de decoupe et/ou de gravure assistee par ordinateur et machine pour la mise en óoeuvre de ce procede. |
| US5304410A (en) * | 1991-05-02 | 1994-04-19 | Gerber Scientific Products, Inc. | Cutting cloth web having mounted backing material and related method |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP27104594A patent/JPH08132387A/ja active Pending
-
1995
- 1995-11-03 KR KR1019950039535A patent/KR100195924B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-11-03 EP EP19950117350 patent/EP0710529B1/en not_active Expired - Lifetime
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