JPS5988615A - 自動車および航空機の輪郭形状作成用の数値制御方法 - Google Patents

自動車および航空機の輪郭形状作成用の数値制御方法

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JPS5988615A
JPS5988615A JP19764482A JP19764482A JPS5988615A JP S5988615 A JPS5988615 A JP S5988615A JP 19764482 A JP19764482 A JP 19764482A JP 19764482 A JP19764482 A JP 19764482A JP S5988615 A JPS5988615 A JP S5988615A
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JP
Japan
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section
coordinate
numerical control
arc
point
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JP19764482A
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Takehiko Tanaka
毅彦 田中
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Individual
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/4202Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the programme medium using a drawing, a model

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車および航空機の輪郭形状作成用の数
値制御方法に関する。
従来、自動車°および航空機の輪郭形状の作成は、一連
の窯間座標点を与え、その隣り合った各座標点間を滑ら
かな曲線で補間する方法が採られ、通常円弧補間を行な
っている。この相隣り合った座標点間ケ補間する円弧補
間は、一つないし二つの円弧で滑らかに補間しているの
で、補間処理する際には、その円弧の半径、中心座標お
よび接点座標等のデータを必要とし、座標点の入力デー
タより補間処理するだめのデータの方が多くなる。この
入力データを輪郭形状作成するためのデータに変換処理
する手段としてはコンピュータによる処理が4しており
、このコンピュータにより円弧を直線分解して多数の座
標点とし、この座標点全輪郭形状作成用のデータとして
出力している。上記多数の座標点は、1/100m萬、
1/10 Mなどの有理数で出力され、それぞれ5/1
.00 am 、1710 mviなどの誤差値を許容
しているのが通例である。
また、自動車および航空機のボデーは、通常ワイヤーフ
レーム方式と称する方法でモデルが製作される。そして
、そのモデルを三次元測定機によリ、Xi’lll、Y
軸およびZ軸に乎行な断面で空[V41座標値を測定(
〜、あるいは稜線に沿って適尚な間隔で空間片棟値ケ測
ボし、この空間座標値ケコンピュータに入力して修正す
べき点を修正し、@郭形状を細かい面線群に分解してそ
の形状を決定している1、あるいは5Qmmから100
■ピツチ程度の間隔の庫標価金示し、これをコンピュー
タにより滑らかに円弧補間している。
上記のように、従来の自動車および航空機の輪郭形状作
成用の数値制御方法としては、多数の座標点の空IE1
1座標値を数値制御装置に入力してこれらの座標点で規
定される自由曲Me輪郭形状作成用のデータ、すなわち
補間処理用のデータに変換処理し、このデータに基づい
て数値制御装置により輪郭形状作成する方法が知られて
いる。
しかしながら、入力される多数の座標点に対し。
これらの相隣り合った各座標点間を補間処理するだめの
データが膨大であるので、大型コンピュータを使用せざ
るを得ない状態であった。また、コンピュータでは各点
の座標値を誤差のない真イ16として扱う方法が採られ
ており、例大−は、真円と思われる円の円周上の各点の
座標値k L/1000 amで入力しても、入力した
座標点数より多い円弧群で計算されるか、全体を直線分
解した膨大な点の数値で出力される問題点があった。こ
の入力部標点の間隔を細かくすることは、計算不能にな
ったり。
凹凸の波状の円弧曲線で補間することにもなり意に反す
る結果となる不合理があり、しかも大型コンピュータで
ないと処理できないという問題点があった。
この発明は、」二記問題点VCN目してなされたもので
、小型コンピュータにより短時間で、合理的かつ軽済的
に行なえる自動車および航空機の輪郭形状作成用の数値
制御方法を提供することケ目的としている。
すなわち、この発明は、特願昭56−119119の特
許出願の数値制御加工方法に記載した方法をさらに発展
させたもので、多数の座標点を誤差範囲内で最小限の互
いに接する円弧群で輪郭形状作成する数値制御方法を提
供することにより、入力される座標点の数より極端に少
ない互いに接する円弧群で輪郭形状を作成することがで
き、小型コンピュータで輪郭形状を描いたり、あるいは
回転移動、拡大、縮少等が可能となり、自1tfll車
および航空機で実施されているワイヤーフレーム方式に
よる中間曲面のMIJ成が楕円曲面として可能になる1
京動力となるものである。
製作されたモデルを測定する座標点には誤差が付きもの
であり、また測定点は、理想点とは違うものである。
この発明にt、上記の2点に着目し、前記数値制御加工
方法ケさらに発展させたもので、与えられた多数の座標
点で規定される自由曲線に従って自動車および航空機の
輪郭形状を作成する数値制御方法であり、数値制御を行
なう装置としてコンピュータを用いたものである。上記
の誤差値は許容される範囲で任意に設定でき、この誤差
値を数値制御装置に入力して、この誤差値によって許容
される幅を有し、互いに接する円弧帯領域を定める。
そして、この円弧帯領域内で互いに接する円弧の数が最
小となる゛ように円弧群を求める。この円弧群により連
なる曲線は前記円弧帯領域に含まれる多数の座標点によ
り定められる輪郭形状として許容され、この円弧群のデ
ータを輪郭形状のデータとして数値制御装置により自動
車および航空機の輪郭形状ケ作成する数値制御方法であ
る。
以下、この発明の一実施例全図面により具体的に説明す
る。。
第1図はこの発明の方法により空間座標信金輪郭形状の
データ化する手順を示したフローチャー1・である。同
図において、1は自動車および航空機のボデーの空間座
標点の座標値である。この座標値1ケ数値制御装置とし
てのコンピュータの入力部2に入力し、記憶部3で記憶
しておく。そして、予め考えられる座標値に許容できる
誤差値δを入力する誤差入力部4と、座標11u1を処
理する場合の断面指定と順番指定、すなわちXYh面、
XZ断面およびYZ断面のいずれか一つを断面指示とし
て入力し座標点を例えは10番に)から50番目までを
その順番でつなぎ台わせる場合などに指定する順番指示
を行なう点処理指π部5とを有しており、この誤差入力
部4と点処理指定部5とを人力すると、記憶部3よυ点
処理指定部5の最初の3点を3点円弧計算部6に呼び込
み1次式の円の方程式 %式%() に↓す、半径r、中心座標Cp、q )k求める。
上記(イ)式において、X、、Y、lは、断面指示した
各3点の座標点の値全示すものである。
(イ)式で求められたrT l) I Qより、同心の
半径r十δの二つの円弧を計算し、3点が一直線になる
場合は直線判定部γで判定されて直線計算部11に移り
、円弧になる場合は次の第1円弧領域判定部8で次式全
満足するかを判定する。
r−δ≦7下災−p )’〒(Yq  )” <  r
Ta    (ol(ロ)式でX、Yは断面指示の座標
点の値ケ示すものである。そして、(ロ)式を満足する
と、記憶部3より次の点を呼び出して3点円弧計算部6
で1点ずらしだ円φ1(計算をしなおし、上記のように
、直線判定部7および第1円弧領域判定部8でそれぞれ
半1定させ、前記゛同心の半径r士δの2つの円弧の間
の円弧帯領域内にある揚台は再度記憶部3より次の座標
点を呼び出し、同様に判定きせ、順次一つずつずらした
座標点全呼び出して判定をせ、第1円弧領域判定部8で
呼び出された途中の座標点が一つでも(ロ)式を満足し
なくなる一つ手前の座標点までを、第1円弧仮定部9で
その手簡の座標点までの円弧として、その円弧の半径r
、お7ぴ中心座標” l)+  + q+  )を仮り
に定めておき1次の残、4i、判足部10に移る。
残点判定部10では、処理されていない座標点が残存し
でいるかどうかを判定し、残存した座標点がある場合は
接円弧計算部14に移り、次の割算を行なう。残存した
座標点が二つ以上ある場合は、第1円弧仮定部9で定め
た円弧kc、(rT。
p+  、q+)に接し、かつ残存した座標点二つケ通
る円弧を計算し、残存した座標点が一つの場合d11円
弧J  (rHlpl  IQ+  )の終点で接し、
かつ、その残存した座標点を通る円弧全計算する。
この接円弧計算部14で直線になる場合は、直線判定部
15で直線判定部7と同様に分枝して直線計算部11に
移るが、円弧になる場合は、前記第1円弧領域判定部8
と同様に接円領域判定部16で半44r±δの同心の円
弧帯領域内に座標点が存在1′ること全確認し、I1m
次記憶部3より座標点を呼ひ出して第1 PJ弧領域判
定部8と同様に接円側=t *、 を行ない、さらに領
域を拡大して、そこVこ含まれる座標点の数が最大とな
るように接円側計算する。
次に、上記の互いに相接する円弧で輪郭形状全作成する
手+1+111 k説明する。第2図に、座標点P1な
いしPi’i’でが円弧”+(rT +r)+ +q+
 )で表視され、座標点P、ないしP、までが円弧R,
,(r、。
1)21(12)で表曳されている例を示す。すなわち
、座標点P、ないしP。まで、二つの円弧で定義された
通常の状態を示す。しかし、各座標点の位置、間隔、あ
るいは許容される誤差値δの関係で、第3図に示すよう
に、円弧几、と円弧u2との接点が座標点Pz付近にな
り、途中の座標点P4 、P5が半径r2±δの二つの
円弧で囲われる円弧帯領域の領域外になるときがある。
すなわち、目的の誤差範囲内では、二つの円弧では表現
できないことになる。そこで、第4図に示すように、第
1の円弧Ft、に硝する最後の座標点P、と接円側1t
2に属する最初の座標点P、との間を二つの1」」弧で
滑らかに補間することにより、目的の誤差範囲内で、し
かも最小の円弧群で一連の各座標点の点列を表現するこ
とができる。すなわち、第1円弧領域判定部8と異なり
、接円領域判定部16で、」二記円弧1(、とR2との
接点の位置全確認し、途中の座標点、例えば第4図に示
すP、、P、のような座標点の誤差を確認する。そして
許容きれた誤差を満足しない場合は、補間円弧引算部1
8に移り、第4図に示す二つの円弧凡、および凡。を計
算して座標点P!l とP6との間を補間する。
また、接円領域判定部16で、第1円弧領域判定部8と
同様な、座標点が領域外に存在する場合が生じた時は、
その一つ前の座標点までを接円側として、接円板定部1
7で仮りに接円を決め、座標点が残存しているかどうか
を残点判尾部10で判定し、残存する座標点がある場合
は、接円計算部14へ移り、以下同様に繰り返し、与え
られた多数の塵標点ケ互いに接する円弧群により消らか
に接続して、輪郭形状を表現することができる。
上記の互いに接する円弧は1次に接する円弧が定まれば
、計算結果記憶部19で記憶され、作業指令部20によ
り次の作業を選択し、繰シ返すことが可能である。すな
わち、作業指令部20は、表示部21でディスプレイに
表示し、印字部22で記録紙に印字し1作図部23でデ
ィスプレイに作図し、作図部24でプロッターにより作
図し、またテープ出力部25でNC制御テープ出カケす
る等の作業ケ行なえるようにしてあり、没後作業部26
によってこれらの作業を繰シ返すことが可能である。
座標値を修正する必要のある場合は、座標値判定部27
から座標値修正部28へ移り、記憶部3の座標値を修正
し、新たに計算できるようにしである。29は終了部を
示すものである。
このようにして、与えられた多数の座標点P、。
P2 、:・・+Pnを、誤差値δにより許容される幅
の円弧帯領域内で最小限の互いに接する円弧群により滑
らかに接続でき、この円弧群のデータに基づき、コンピ
ュータにより自動車および航空機の輪郭形状を表現でき
るので、JISB6314で定められているG02.G
O3のコードで表現でき、しかも小型コンピュータで、
縮少、拡大1回転移動、および千行移動等の作業が簡単
に行ない得る。さらに、各座標値と求めた円弧群との相
対位置も表示することができ、座標値の誤りなどを直ち
に発見することができる。
また、第4図に示すように、二つの円弧1モ3゜1(、
で円弧14. と円弧■2との間を補間する場合、次の
ように円弧■モ4を定めることにより、円弧1(13と
R4とを補間する円弧が簡単に定まり、しかも滑らかに
接続することができる。すなわち、円弧L(、の半径r
4を r4=PsPa Xr2/(r++r2)   (ハ)
となるように定めると、r4は座標点P、とP。
との間の距離PsPek半径r1  とr2との比に内
分する大きさの半径となり、内弧R7が小さい時は円弧
ル、も小さく1円弧1(、が円弧R1に比し太きけれは
円弧1へも円弧1(、に比し大きくなるので、合理的に
座標点P、とP6との間を補間することができ、滑らか
な互いに接する円弧で輪郭形状が作成される。
第1図に示した直線計算部11には、判定結果が曲線に
なる場合に直線判定部7.15から分枝して呼び込まれ
、直線領域判定部12で同様に。
座標点が直線かどうかを判定し、直線仮定部13で一次
仮定し、残点判定部10で残存する座標点の確認を行な
う。そして、残存する座標点があれば接円弧計p部14
に計算が移り、以後、計算を繰り返して輪郭形状を互い
に接する円弧で表現するので、二次元ですべての一連の
座標点が滑らかな曲線として表現される。
このように、多数の座標点を所定の誤差値範囲の円弧帯
領域内で、互いに接する円弧の数が最小となる円弧群が
求められ、この円弧群を自動車および航空機の輪郭形状
のデータとしてコンピュータによりその輪郭形状を作成
することができる。
従って、加工装置による加工が簡単に行なえるようにな
る。
以上説明してきたように、この発明によれば、任意に設
定できる誤差値全数値制御装置に入力し−C1該誤差値
により許容される幅を有し、互いに接する円弧帯領域を
定め、該円弧帯領域内で互いに接する円弧の数が最小と
なる円弧群を求め、該円弧群のデータをその円弧帯領域
に含まれる多数の座標点により定められる輪郭形状のデ
ータとして数値制御装置により、その自動車および航空
機の輪郭形状を作成するようにしたので、各座標点間を
滑らかに接続するだめのデータが極めて少なくなり、大
型のコンピュータを必要とせず、短時間で簡単に自動車
および航空機の輪郭形状を作成することができるという
効果があり、また、加工装置による加工が簡単に行なえ
る効果がある。さらに、直線定規とコンパスで正確に輪
郭形状が得られ、従来コンピュータを使用しない場合に
1作成する人によって多少形状が変わる雲形定規で画く
不都合がなくなり、輪郭形状が円弧であるため、その座
標点の法線が簡単ににまって、プレス絞り時の材料の引
の検H;jが容易に行なえるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法により全間座標値を輪郭形状の
データ化する手順を示したフローチャート、第2図ない
し第4図はこの発明の一実施例の円弧群を求める方法の
説明図である。 PI + P2 +・・・、Pn・・・・・・座標点δ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・誤差値鴇、1(・2.・・・、Rn・・・・・・円
弧なお1図中同一符号は同一、まだは相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 与えられた多数の座標点で規定される自由曲線に従って
    自動車および航空機の輪郭形状を数値制御装置により作
    成する数値制御方法において、任意に設定できる誤差値
    を前記数値制御装置に入力して、該誤差値によシ許容さ
    れる幅を有し、互いに接する円弧帯領域を定め、該円弧
    帯領域内で互いに接する円弧の数が最小となる円弧群を
    求め、該円弧群のデータを前記円弧帯領域に含まれる多
    数の座標点により定められる輪郭形状のデータとして前
    記数値制御装置によシ輪郭形状を作成することを特徴と
    する自動車および航空機の輪郭形状作成用の数値制御方
    法。
JP19764482A 1982-11-12 1982-11-12 自動車および航空機の輪郭形状作成用の数値制御方法 Pending JPS5988615A (ja)

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