JPH09269809A - 自由曲面加工データ作成装置および自由曲面加工データ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自由曲面上の任意の曲線に対応する工具経路
を生成する。 【解決手段】 ＸＹ平面上の曲線とされる母線を所定の
工具精度に従い、加工基準線分列に分割した後、この加
工基準線分列を所定の形状に対応するオフセットポリゴ
ン上にＺ軸方向から投影する。線分Ｐ0Ｐ1の平面ＡＢＣ
Ｄに対する投影線分ｐ0ｑは、点ｐ0と点ｑの座標を線形
補間により求めることにより決定することができる。他
の面上の投影線分も同様にして決定する。このようにし
て、任意の自由曲面の曲線上に工具経路を生成すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自由曲面加工デー
タ作成装置および自由曲面加工データ作成方法に関し、
特に、ＸＹ平面上に指定された曲線を、Ｚ軸方向よりオ
フセットポリゴン上に投影して工具経路を表す自由曲面
加工データを生成するようにした自由曲面加工データ作
成装置および自由曲面加工データ作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＡＤ(Computer Aided Desi
gn)/ＣＡＭ(Computer Aided Manufacturing)システムを
用いて、コンピュータ上の仮想的な空間に所望の形状を
表現し、これを適宜修正することで、自由曲面を有する
物体の形状をデザインすることが可能となっている。

【０００３】ＣＡＤ/ＣＡＭシステムにおいては、所望
の曲線に対応する点（節点）を幾つか入力することで、
それらの点に対応する滑らかな曲線をコンピュータ上の
仮想空間に表現することができる。これらの曲線は、コ
ンピュータが、入力された点に対する所定のベクトル演
算、例えば、ベジエ（Ｂezier）式やＢ−スプライン
（Ｂ-Ｓpline）式などの演算を行うことにより、実現さ
れている。

【０００４】そして、ユーザがデザインしようとする大
まかな形状をこれら複数の曲線により生成した後、曲線
により囲まれた領域を、所定のベクトル演算により求め
られる所定の曲面（パッチ）で補間することで、所望の
自由曲面を得ることができる。

【０００５】ところで、このようにして得られた自由曲
面に対応する形状を有する製品を、例えば、３軸制御型
ＮＣフライス盤を用いて切削加工して生成するＣＡＤ/
ＣＡＭシステムにおいては、自由曲面に対応する工具経
路を規定したデータを用いた種々の加工方法が知られて
いる。

【０００６】例えば、与えられた自由曲面に対応して、
所定の加工精度に従い分割されたオフセットポリゴン
を、Ｚ軸に平行な平面で切断することにより得られる断
面線に沿って加工する等方向加工方法や、Ｚ軸に垂直な
平面で切断することにより得られる断面線に沿って加工
する等高線加工方法などが知られている。そして、これ
らの方法においては、工具が指定された平面（Ｚ軸に平
行まはた垂直な平面）上を移動するため、内部的な演算
が容易であり、その結果、自由曲面形状全体を一括して
加工する場合には、高速、かつ、効率的に処理を行うこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法においては、工具経路が所定の平面上に限定され
るため、例えば、任意の曲線に沿って加工したり、形状
の一部の曲線沿いに加工したりするなどの部分的な加工
はできない課題があった。

【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、所定の形状を有する物体を、ユーザが任意
に指定した曲線に沿って加工したり、部分的に加工した
りすることができるようにしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の自由曲
面加工データ作成装置は、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸で表
される３次元空間における所定の曲線を母線として指定
する指定手段と、指定された母線を、所定の線分からな
る加工基準線分列に変換する変換手段と、自由曲面に対
応するオフセットポリゴンを生成する生成手段と、加工
基準線分列をＺ軸方向よりオフセットポリゴン上に投影
して得られる投影線分列を演算する演算手段とを備える
ことを特徴とする。

【００１０】請求項６に記載の自由曲面加工データ作成
方法は、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸で表される３次元空間
における所定の曲線を母線として指定するステップと、
指定された母線を、所定の線分からなる加工基準線分列
に変換するステップと、自由曲面に対応するオフセット
ポリゴンを生成するステップと、加工基準線分列をＺ軸
方向よりオフセットポリゴン上に投影して得られる投影
線分列を演算するステップとを備えることを特徴とす
る。

【００１１】請求項１に記載の自由曲面加工データ作成
装置においては、指定手段が、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸
で表される３次元空間における所定の曲線を母線として
指定し、変換手段が、指定された母線を、所定の線分か
らなる加工基準線分列に変換し、生成手段が、自由曲面
に対応するオフセットポリゴンを生成し、演算手段が、
加工基準線分列をＺ軸方向よりオフセットポリゴン上に
投影して得られる投影線分列を演算する。

【００１２】請求項６に記載の自由曲面加工データ作成
方法においては、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸で表される３
次元空間における所定の曲線が母線として指定され、指
定された母線が、所定の線分からなる加工基準線分列に
変換され、自由曲面に対応するオフセットポリゴンが生
成され、加工基準線分列をＺ軸方向よりオフセットポリ
ゴン上に投影して得られる投影線分列が演算される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の自由曲面加工デー
タ作成装置を適用したＣＡＤ/ＣＡＭシステム１の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【００１４】３次元測定装置１１は、外部から供給され
る指令に従い、所定の形状を有する模型に対して空間的
な形状を測定し（モックから形状データを取り込み）、
形状に対応する所定の点群データを生成し、自由曲面生
成装置１２に供給するようになされている。

【００１５】ユーザは、キーボードやマウスなどの入力
デバイスで構成された入力装置１３を操作することによ
り、自由曲面生成装置１２に対し、所定の操作に対応す
る各種の動作を指示することができるようになされてい
る。

【００１６】自由曲面生成装置１２は、入力装置１３を
介して入力されるユーザからの指示に従い、３次元測定
装置１１より入力された点群データを基に、仮想空間に
所定の形状に対応する自由曲面や修正した自由曲面を生
成し、表示装置１４に表示させるようになされている。
従って、ユーザは、表示装置１４に表示された自由曲面
を参照しながら、所望の修正処理を自由曲面生成装置１
２に指示することができる。また、自由曲面生成装置１
２は、ユーザからの指示に対応して、生成した自由曲面
のデータを工具経路作成装置１５に供給するようになさ
れている。

【００１７】工具経路作成装置１５は、自由曲面生成装
置１２からの自由曲面のデータを基に、オフセットポリ
ゴン上の工具経路を規定した切削加工用のデータ（自由
曲面加工データ）を生成し、フロッピディスク１６に記
録するようになされている。マシニングセンタに設置さ
れたＮＣミーリングマシン１７は、フロッピディスク１
６に記録された切削加工用のデータを用いて、ＮＣフラ
イス盤を駆動し、切削加工用のデータに対応する所定の
製品の金型を生成するようになされている。なお、デー
タは、フロッピディスク１６を介さずに、工具経路作成
装置１５からＮＣミーリングマシン１７に直接供給する
ようにしてもよい。

【００１８】次に、ＣＡＤ/ＣＡＭシステム１の処理動
作について、図２のフローチャートを参照して説明す
る。

【００１９】図２のステップＳ１で、３次元測定装置１
１より、所定の物体の形状に対応する点群データが自由
曲面生成装置１２に入力され、ユーザが、入力装置１３
の所定の操作により、自由曲面生成装置１２に対し、点
群データに対応する自由曲面の生成を指示する。自由曲
面生成装置１２は、この指示に従い、所定の自由曲面を
生成し、表示装置１４に表示させる。

【００２０】後続のステップＳ２（指定手段）で、ユー
ザは、表示装置１４に表示された自由曲面の画像を参照
し、入力装置１３の所定の操作により、自由曲面生成装
置１２に対し、母線としての基準曲線を指定する。この
基準曲線は、所定の曲線で構成され、ＸＹ平面上の曲線
を選択させることで指定させてもよいし、３次元上の曲
線を選択させることで指定してもよい。後者の場合は、
自由曲面生成装置１２が、その曲線のＸＹ平面上の曲線
を求めるための演算を行う。このようにして、ＸＹ平面
上における工具経路を規定する。

【００２１】続く、ステップＳ３で、ユーザは、所望の
基準曲線が確定したか否かを判断する。ユーザが所望の
基準曲線が確定していないと判断した場合、再び、ステ
ップＳ２に分岐し、基準曲線の指定の処理を行う。

【００２２】ステップＳ３で所望の基準曲線が確定した
と判断された場合、ステップＳ４（変換手段）で、ユー
ザは、入力装置１３の所定の操作により自由曲面生成装
置１２に対し、工具経路データの生成を指示する。この
指示に従い、自由曲面生成装置１２は、ＸＹ平面上で規
定された基準曲線を、所定の加工精度に従い所定の数の
線分からなる加工基準線分列に変換する。

【００２３】続く、ステップＳ５（生成手段）で、自由
曲線のデータを基に、所定の加工精度と工具の種類に対
応して、この自由曲面に対応するオフセットポリゴンが
生成される。

【００２４】後続のステップＳ６（演算手段）で、ステ
ップＳ４で生成した基準加工線分列をステップＳ５で生
成したオフセットポリゴン上にＺ軸方向より投影した投
影線分列が求められる。

【００２５】ここで、ステップＳ６の投影線分列を求め
る方法について、図３乃至図８を参照して説明する。

【００２６】図３は、加工基準線分列の一部をＺ軸方向
よりオフセットポリゴンに投影した状態を表している。
すなわち、図３においては、加工基準線分Ｐ0Ｐ1がオフ
セットポリゴンの所定の面に投影されており、点Ｐ0の
投影点ｐ0と、点Ｐ1の投影点ｐ1とで規定される投影線
分列ｐ0ｐ1が示されている。

【００２７】いま、オフセットポリゴンの平面ＡＢＣＤ
について、加工基準線分Ｐ0Ｐ1の投影線分を考える。

【００２８】図４は、点Ｐ0の投影点ｐ0をＺ軸上にとる
ようにした空間座標を用いて、図３の状態を示したもの
である。ここで、Ｘ軸とＺＹ軸とで規定されるＸＺ平面
と、平面ＡＢＣＤの辺ＡＢとの交点をＲ1とし、ＸＺ平
面と、平面ＡＢＣＤの辺ＣＤとの交点をＲ2とする。

【００２９】さらにここで、平面ＡＢＣＤを図４のＺ軸
方向の視点から見た状態を図５に示す。

【００３０】図５において、点ＡからＸ軸に垂線を延ば
し、その垂線とＸ軸との交点を点Ａ'とする。また、同
様に、点ＢからＸ軸に垂線を延ばし、その垂線とＸ軸と
の交点を点Ｂ'とする。図５において、点Ａ,Ａ',Ｒ1を
頂点とする三角形ＡＡ'Ｒ1と、点Ｂ,Ｂ',Ｒ1を頂点とす
る三角形ＢＢ'Ｒ1は相似である。

【００３１】従って、点Ａの座標を（Ｘa,Ｙa,Ｚa）、
点Ｂの座標を（Ｘb,Ｙb,Ｚb）、および、点Ｒ1の座標を
（Ｘr1,0,Ｚr1）とすると、上述の相似関係を用いて、
式（１）が成立する。 (-Ｙa):Ｙb=(Ｘa-Ｘr1):(Ｘr1-Ｘb) （１）

【００３２】式（１）を式（２）乃至式（４）のように
変形して、点Ｒ1のＸ座標Ｘr1を求めることができる。 -Ｙa(Ｘr1-Ｘb)=Ｙb(Ｘa-Ｘr1) （２） Ｘr1(Ｙb-Ｙa)=ＹbＸa-ＹaＸb （３） Ｘr1=(ＹaＸb-ＹbＸa)/(Ｙa-Ｙb) （４）

【００３３】同様に、点Ｄと点Ｃの座標を用いて、点Ｒ
2のＸ成分Ｘr2を式（５）のように求めることができ
る。 Ｘr2=(ＹdＸc-ＹcＸd)/(Ｙd-Ｙc) （５）

【００３４】次に、Ｒ1のＺ座標を上述の方法と同様の
方法で求める。すなわち、図示は省略するが、線分ＡＢ
を図４のＸ軸方向の視点から見て、点Ａから垂線をＺ軸
に延ばし、この垂線とＺ軸との交点を点Ａ''とする。同
様に、点Ｂから垂線をＺ軸に延ばし、この垂線とＺ軸と
の交点を点Ｂ''とする。そして、点Ａ,Ａ'',Ｒ1を頂点
とする三角形ＡＡ''Ｒ1と、点Ｂ,Ｂ'',Ｒ1を頂点とする
三角形ＢＢ''Ｒ1との相似関係を用いてＲ1のＺ座標Ｚr1
を式（６）のように求めることができる。 Ｚr1=(ＹaＺb-ＹbＺa)/(Ｙa-Ｙb) （６）

【００３５】同様に、点Ｄと点Ｃの座標を用いて、点Ｒ
2のＺ成分Ｚr2を式（７）のように求めることができ
る。 Ｚr2=(ＹdＺc-ＹcＺd)/(Ｙd-Ｙc) （７）

【００３６】式（４）乃至式（７）により、点Ｒ１と点
Ｒ2の座標が式（８）と式（９）のように得られる。 Ｒ1=（(ＹaＸb-ＹbＸa)/(Ｙa-Ｙb),0,(ＹaＺb-ＹbＺa)/(Ｙa-Ｙb)） （８） Ｒ2=（(ＹdＸc-ＹcＸd)/(Ｙd-Ｙc),0,(ＹdＺc-ＹcＺd)/(Ｙd-Ｙc)） （９）

【００３７】ここで、線分Ｒ1Ｒ2を図４のＹ軸方向の視
点から見た状態を図６に示す。ここでも、先程と同様
に、Ｒ1からＺ軸に垂線を延ばし、この垂線とＺ軸との
交点を点Ｒ1'とする。また、Ｒ2からＺ軸に垂線を延ば
し、この垂線とＺ軸との交点を点Ｒ2'とする。点Ｒ1,Ｒ
1',ｐ0を頂点とする三角形Ｒ1Ｒ1'ｐ0と、点Ｒ2,Ｒ2',
ｐ0を頂点とする三角形Ｒ2Ｒ2'ｐ0との相似関係より、
点ｐ0のＺ座標をＺp0とすると、式（１０）が得られ
る。 Ｘr1:(-Ｘr2)=(Ｚr1-Ｚp0):(Ｚp0-Ｚr2) （１０）

【００３８】式（１０）をＺp0について解き、式（１
１）を得ることができる。 Ｚp0=(Ｘr1Ｚr2-Ｘr2Ｚr1)/(Ｘr1-Ｘr2) （１１）

【００３９】このようにして、点Ｐ0の投影点ｐ0の座標
を求めることができる。

【００４０】次に、加工基準線分Ｐ0Ｐ1を平面ＡＢＣＤ
に投影したときの投影線分と、辺ＡＢとの交点ｑの座標
を求める方法について図７と図８を参照して説明する。

【００４１】図７は、図４のＺ軸方向の視点より、線分
ＡＢと線分Ｐ0Ｐ1を見た図である。図７において、線分
ＡＢ上の点(Ｘ,Ｙ)は、パラメータｔ(0≦ｔ≦1)を用い
て式（１２）で表すことができる。 (Ｘ−Ｘa)/(Ｘb−Ｘa)=(Ｙ−Ｙa)/(Ｙb−Ｙa)=ｔ （１２）

【００４２】同様に、線分Ｐ0Ｐ1上の点(Ｘ,Ｙ)は、パ
ラメータｓ(0≦ｓ≦1)を用いて式（１３）で表すことが
できる。 (Ｘ−Ｘp1)/(Ｘp2−Ｘp1)=(Ｙ−Ｙp1)/(Ｙp2−Ｙp1)=ｓ （１３）

【００４３】従って、図７に示すように、Ｚ軸方向から
見た点ｑのＸ座標とＹ座標は、式（１２）と式（１３）
を解くことにより求めることができる。また、式（１
２）と式（１３）をｔについて解くと、式（１４）が得
られる。 ｔ=｛(Ｘp1-Ｘp0)(Ｙa-Ｙp0)-(Ｙp1-Ｙp0)(Ｘa-Ｘp0)｝/ ｛(Ｙp1-Ｙp0)(Ｘb-Ｘa)-(Ｘp1-Ｘp0)(Ｙb-Ｙa)｝ （１４）

【００４４】式（１４）により求められたｔは、３次元
空間上においても、線分ＡＢ上の点ｑを表すパラメータ
として用いることができる。すなわち、式（１４）によ
り求められるｔを用いることにより、点ｑにおけるｔを
Ｔとすると、点Ａの位置ベクトルを［Ａ］（以下、ベク
トルを［］で表す）とし、点Ｂの位置ベクトルを［Ｂ］
とすると、図８に示す点ｑを表す位置ベクトル［ｑ］
は、式（１５）で表すことができる。 ［ｑ］=(1-Ｔ)［Ａ］+Ｔ［Ｂ］ （１５）

【００４５】従って、点Ｐ1、点Ｐ0、点Ａ、および点Ｂ
の座標を用いて、式（１４）からＴを求め、このＴを式
（１５）に代入することで、点ｑの座標を求めることが
できる。

【００４６】このようにして、加工基準線分Ｐ0Ｐ1のＺ
軸方向への投影線分と、線分ＡＢの交点ｑの座標を求め
ることができる。従って、点ｐ0と点ｑを結ぶ線分を求
めることにより、平面ＡＢＣＤに対する線分Ｐ0Ｐ1の投
影線分を求めることができる。なお、説明は省略する
が、オフセットポリゴンを構成する他の面についても、
同様にして、加工基準線分の投影線分を求めることがで
きる。

【００４７】また、上述の説明においては、幾何学的
に、点ｐ0の座標を求めるようにしたが、解析的に求め
ることもできる。すなわち、点ｐ0の座標を求める場合
においては、図４の点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、および点Ｄのう
ち、任意の３つの点を選択し、これらの３つの点により
規定される平面の方程式と、Ｚ軸の直線の方程式とを用
いて、それらの交点として点ｐ0を求めることができ
る。また、点ｑの座標を求める場合においては、点Ｐ
0、点Ｐ1、および原点により規定される平面の方程式
と、点Ａおよび点Ｂを通る直線の方程式とを用いて、こ
れらの交点として点ｑを求めることもできる。

【００４８】このようにして、図３に示すように、点Ｐ
0と点Ｐ1に対応するオフセットポリゴン上の点ｐ0と点
ｐ1を求めるだけでなく、投影線分列に対応するオフセ
ットポリゴン上の辺上の点ｑや点ｖを求めるようにした
ので、切削工具をオフセットポリゴンの面に沿って、点
ｐ0,ｑ,ｖ,ｐ1と移動させることができ、正確な面を加
工することが可能となる。このような点ｑや点ｖを求め
ないと、点ｐ0と点ｐ1を結ぶ直線上を切削工具が移動す
ることになり、切削し過ぎの状態となる。

【００４９】図２のフローチャートの説明に戻り、ステ
ップＳ７のサブルーチン処理で、投影線分列同士の干渉
を取り除くための処理が行われる。

【００５０】ここで、ステップＳ７（第２の変換手段）
のサブルーチン処理の詳細について、図９のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００５１】図９のステップＳ１１で、図１０に示すよ
うに、ルールド面（投影線分列をＺ軸方向に移動してで
きる曲面）上で工具が移動する方向の工具駆動方向ａに
沿って、図２のステップＳ６で得られた投影線分列が昇
順にソートされる。

【００５２】続く、ステップＳ１２で、投影線分列同士
の干渉の態様が判別される。

【００５３】ステップＳ１２で干渉の態様が、図１１に
示すように、投影線分列（Ｌ11,Ｌ12）同士が端点で接
続されているものであると判断された場合、ステップＳ
１３で、２つの投影線分列（Ｌ11,Ｌ12）を端点で接続
した投影線分列Ｌ１を生成する（単純結合処理をす
る）。

【００５４】ステップＳ１２で干渉の態様が、図１２に
示すように、投影線分列同士が離れているものであると
判断された場合、ステップＳ１４で、図１３に示すよう
に、投影線分列の端点eとfを結ぶ線分efを補間した投影
線分列Ｌ２を生成する（線分補間（ブランク結合）処理
をする）。

【００５５】ステップＳ１２で干渉の態様が、図１４に
示すように、投影線分列同士（Ｌ31,Ｌ32）が完全に重
なったものであると判断された場合、ステップＳ１５
で、包含されている投影線分列（図１４の場合、投影線
分列Ｌ31）を削除し、投影線分列Ｌ３を生成する（単純
干渉処理をする）。

【００５６】ステップＳ１２で干渉の態様が、図１５に
示すように、投影線分列同士（Ｌ41,Ｌ42）が交差した
ものであると判断された場合、ステップＳ１６乃至ステ
ップＳ１８に示すＺ方向への干渉の除去処理が実行され
る。ここで、ステップＳ１６乃至ステップＳ１８の処理
について、図１６と図１７を参照して説明する。

【００５７】図１６は、投影線分列Ｌ41と投影線分列Ｌ
42の交点をkとしたとき、投影線分列Ｌ41の端点oから交
点kまでの投影線分列Ｌ41と、投影線分列Ｌ42の端点mか
ら交点kまでの投影線分列Ｌ42とで規定されるルールド
面を、Ｚ軸と工具駆動方向ａで規定される２次元空間で
表したものである。

【００５８】図９のステップＳ１６で、投影線分列Ｌ41
と投影線分列Ｌ42をその交点kで分割する。すなわち、
図１６において、投影線分列Ｌ42の端点iより垂線を延
ばし投影線分列Ｌ41と交差した点をgとし、投影線分列
Ｌ41の端点nより垂線を延ばし投影線分列Ｌ42と交差し
た点をjとすると、線分gnを線分gkと線分knに分割し、
線分ijを線分ikと線分kjに分割する。

【００５９】続くステップＳ１７で、交差部分（線分gn
と線分ij）で、Ｚ方向に、より高い所に位置する線分を
スタックする。すなわち、線分gkと線分ikを比較し、よ
りＺ値の高い線分gkをスタックするとともに、線分kjと
線分knを比較し、よりＺ値の高い線分kjをスタックする
ようにする。

【００６０】後続のステップＳ１８で、スタックされた
線分について、同一直線上にあるものは１つにまとめた
後、スタックされた線分、すなわち、図１６に示す状態
の場合、線分gkと線分kjを新たな投影線分とする。従っ
て、いまの場合、図１７に示すように、点o,g,k,j,mで
表される１つの投影線分列Ｌ４が生成される。

【００６１】このようにして、投影線分列同士の干渉の
態様に従い、ステップＳ１３、ステップＳ１４、ステッ
プＳ１５、またはステップＳ１６乃至ステップＳ１８に
示す処理が実行された後、図２のステップＳ８に分岐す
る。

【００６２】図２のステップＳ８（出力手段）で、工具
駆動方向ａについて、すべての投影線分列を昇順にソー
トし、１つの工具経路のデータを生成する。このように
して生成されたデータに対応する工具経路の一実施例を
図１８に示す。以上のようにして生成された工具経路の
データは、フロッピディスク１６に記録される。なお、
ステップＳ１乃至ステップＳ８の処理は、自由曲面生成
装置１２と工具経路作成装置１５のいずれにおいて行う
ようにすることもできるが、例えば、ステップＳ１を自
由曲面生成装置１２で行い、ステップＳ２乃至ステップ
Ｓ８を工具経路作成装置１５で行うことができる。

【００６３】後続のステップＳ９で、マシニングセンタ
に設置されたＮＣミーリングマシン１７は、フロッピデ
ィスク１６に記録された工具経路に従い、それの具備す
るＮＣフライス盤を駆動させ、所定の製品の金型を生成
する。

【００６４】このようにして、自由曲面上の任意の曲線
に沿って工具を移動させ、所定の製品の金型を生成する
ことができる。

【００６５】また、工具経路を自由に設定することがで
きるため、部分的な加工や複雑な曲面の加工を簡単に行
うことができる。

【００６６】さらに、投影線分列同士の干渉を除去した
工具経路を自動的に生成することができるため、ユーザ
は、加工基準線分列の交差を意識することなしに、簡単
に所望の工具経路を生成することができる。

【００６７】なお、上記実施例では、鉛直方向をＺ軸方
向としたが、座標軸の方向は任意の方向に設定すること
ができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の自由曲面
加工データ作成装置および請求項６に記載の自由曲面加
工データ作成方法によれば、所定の曲線とされる母線を
指定し、指定された母線を、所定の線分からなる加工基
準線分列に変換し、加工基準線分列をＺ軸方向よりオフ
セットポリゴン上に投影して得られる投影線分列を演算
するようにしたので、所定の自由曲面上の任意の曲線上
を移動する工具経路を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自由曲面加工データ作成装置１５を用
いたＣＡＤ/ＣＡＭシステム１の一実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１のＣＡＤ/ＣＡＭシステム１の処理動作を
説明するフローチャートである。

【図３】加工基準線分列をオフセットポリゴン上に投影
した状態を示す図である。

【図４】図３の線分Ｐ0Ｐ1をオフセットポリゴン上の面
ＡＢＣＤに投影した状態を示す図である。

【図５】Ｚ軸方向の視点より面ＡＢＣＤを見た状態を示
す図である。

【図６】Ｙ軸方向の視点より線分Ｒ1Ｒ2を見た状態を示
す図である。

【図７】Ｚ軸方向の視点より図４の線分Ｐ0Ｐ1と線分Ａ
Ｂを見た状態を示す図である。

【図８】線分ＡＢ上の点ｑの位置を説明する図である。

【図９】図２のステップＳ７のサブルーチン処理の詳細
を説明するフローチャートである。

【図１０】ルールド面上の投影線分列を示す図である。

【図１１】投影線分列同士が端点を介して接続されてい
る状態を示す図である。

【図１２】投影線分列同士が離れている状態を示す図で
ある。

【図１３】図１２に示す投影線分列から１つの投影線分
列を生成する方法を示す図である。

【図１４】投影線分列同士が重なった状態を示す図であ
る。

【図１５】投影線分列同士が交差した状態を示す図であ
る。

【図１６】図１５の交差した線を介して２つの投影線分
列を接続するルールド面を示す図である。

【図１７】図１５の投影線分列を点kを介して接続した
ときのルールド面を示す図である。

【図１８】工具経路作成装置１５により生成された工具
経路の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１１ ３次元測定装置， １２ 自由曲面生成装置，
１３ 入力装置， １４ 表示装置， １５ 工具経路
作成装置， １６ フロッピディスク， １７ ＮＣミ
ーリングマシン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の自由曲面に対応する形状に物体を
   加工するための工具経路を表す自由曲面加工データを生
   成する自由曲面加工データ作成装置において、 Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸で表される３次元空間における
   所定の曲線を母線として指定する指定手段と、 前記指定手段により指定された前記母線を、所定の線分
   からなる加工基準線分列に変換する変換手段と、 前記自由曲面に対応するオフセットポリゴンを生成する
   生成手段と、 前記加工基準線分列をＺ軸方向より前記オフセットポリ
   ゴン上に投影して得られる投影線分列を演算する演算手
   段と、 前記投影線分列を出力する出力手段とを備えることを特
   徴とする自由曲面加工データ作成装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、線形補間を用いて、所
   定の前記加工基準線分列の端点を前記オフセットポリゴ
   ン上に投影した点の座標を計算することにより、前記投
   影線分列の端点の座標を求めることを特徴とする請求項
   １に記載の自由曲面加工データ作成装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、所定の前記加工基準線
   分列を前記オフセットポリゴン上に投影した投影線分列
   と、前記オフセットポリゴンの所定の辺との交点を、前
   記投影線分列の端点としてその座標を計算することを特
   徴とする請求項１に記載の自由曲面加工データ作成装
   置。
4. 【請求項４】 ２つの前記投影線分列を、連続した１つ
   の投影線分列に変換する第２の変換手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の自由曲面加工データ
   作成装置。
5. 【請求項５】 前記第２の変換手段は、２つの前記投影
   線分列がＺ軸方向において重なるとき、Ｚ軸方向の値が
   より大きい方の値を選択して、２つの前記投影線分列を
   連続した１つの投影線分列に変換することを特徴とする
   請求項４に記載の自由曲面加工データ作成装置。
6. 【請求項６】 所定の自由曲面に対応する形状に物体を
   加工するための工具経路を表す自由曲面加工データを生
   成する自由曲面加工データ作成方法において、 Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸で表される３次元空間における
   所定の曲線を母線として指定するステップと、 指定された前記母線を、所定の線分からなる加工基準線
   分列に変換するステップと、 前記自由曲面に対応するオフセットポリゴンを生成する
   ステップと、 前記加工基準線分列をＺ軸方向より前記オフセットポリ
   ゴン上に投影して得られる投影線分列を演算するステッ
   プと、 前記投影線分列を出力するステップとを備えることを特
   徴とする自由曲面加工データ作成方法。