JPS60114973A - 変形可能な構造物の透視的表示方法 - Google Patents

変形可能な構造物の透視的表示方法

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JPS60114973A
JPS60114973A JP59221381A JP22138184A JPS60114973A JP S60114973 A JPS60114973 A JP S60114973A JP 59221381 A JP59221381 A JP 59221381A JP 22138184 A JP22138184 A JP 22138184A JP S60114973 A JPS60114973 A JP S60114973A
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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】 使用分野 本発明は可変の三次元構造物、特に工具の工うｌ物体に
よって加工される加工物を工作機械制御部の受像面上に
透視表示する方法に関する。
いわゆるＣＡＤシステムで今日常用されている任意の形
の物体の受像面への透視的表示は今日１で数値制御工作
機械又はプログラム部において低コストでは実現してな
い。一般にここでは加工物の種々の方向からみた形の二
次元的表示に限られる。
技術レベル 最新の開示情報としてここでは例えばヨーロッパ特許Ａ
２−００８９５６１とヨーロッパ特許Ａ２−００８９５
６２を挙げる。
例えば山崎商会の制御装置マザトールＦ１の工うｌ「透
明な」ワイヤモデルとしての加工物の三次元結像は非常
に早期に消える、そのわけは加工工程が工具点軌跡の表
示に工ってのみ表われるからである。
技術レベルに相応する表示方法に特に数値制御のプログ
ラムで図形表示によって、入力プログラムが検査され、
そして場合に工っては修正されるべきでるる場合に不充
分である。
解決されるべき課題 本発明は受像面での図形表示を改良し、従来必要だった
計算及び装置コストなしに受像面で平行投影において三
次元構造物を立体的に表示することを可能にし、その際
前面の像（前景）部分によって被われた稜部分及び面部
分が不可視状態になるようにすることを課題の基礎とす
る。
課題の解決手段 本発明に工れば、この課題は構造物は多数の断面に分解
され、その座標は構造物断面のための断面メモリに貯え
られ、構造物上に作用する物体は同様に断面に分解され
、その座標は対象物断面のための断面メモリに貯えられ
、続いて像点メモリに構造物の断面と物体の断面が構造
物と物体との相対運動を決定するデータに相応して合成
され、それから生じた内輪郭はその都度合成された断面
から変化した構造物の新しい断面として検出されかつ構
造物断面のための断面メモリに貯えられ、続いて新しい
断面が順次その都度二、三の像点だけＸ方向及び又Ｈｚ
力方向相互にずらされて像点メモリで合成され、そして
も新ｆｃな合成の後に合成された外輪郭が検出されかつ
表示されることによって解決される。
発明の作用及び効果 特別の利点は本発明による方法でに任意の複雑な加工物
の結像はその製造に必要な工具運動の付与に↓つて生ず
ることにある。それに工っで加工物上への各加工ステツ
ブの作用が直接受像面でトレースされることができる。
方法に必要な計算は全ての市販のマイクロプロセッサに
１つて実施される。
必要なメモリは加工物の大きさと形に依存する。しかし
５Ｄ表示のための方法の実施のために１にバイトしかメ
モリ個所に必要とされず、その結果方法の使用は小型マ
イクロプロセッサにおいても問題となる。５Ｄ表示のた
めに必要な費用のトラスチックな削減は簡単なワンピッ
ト作用に↓る複雑化された三次元計算の同時変換によっ
て可能にされる。切断点の数値計算の代りに像点メモリ
にある情報が直接評価される。
実施例 図示の実施例に基いて本発明による方法を詳しく説明す
る。
三次元座標系は第１図によれば次のように規定されてい
る。
加工物Ｗの前下隅は右方又は上方へ向う像平面内にある
座標Ｘ軸及び座標ｚ軸を形成する。
各刀ロエ物ＷにＹ軸線に対して垂直に配設された断面Ｙ
Ｏ〜ｙｎ　の隅座標の形にメモリされる。個々の断面の
間の距離は一定でるる。断面ＹＯ〜Ｙｎ　の数は加工物
Ｗの大きさと使用される図形物分の最大解像力に依存す
る。
断面Ｙｉの表示は原点のＸ座標及び２座標及び前記点に
対する別の隅点のＸベエクトル及び２ベエクトルによっ
て行われる。同一座標系において第２図に工れば工具Ｆ
の断面ＦＯ〜Ｆｎ　までの座標が計算される。工具例え
ばエンドミルＦは同様に断面ＦＯ，Ｆｎ　によって表示
される。その座標の検出のためにフライスの曲率半径を
パラメータとして断面Ｆｌ毎に正弦函数が計算される。
勿論エンドミルに限定されない。総形フライスの断面も
メモリされる。
加工物ＹＯ％ＹＨの座標値はＲＡＭとして実施されつる
断面メモリＭに記憶される。
工具Ｆの断面ＦＯ〜ＦＨの座標は同時に断面メモリＭと
して使用されているＲＡＭにメモリされることかできる
。
第６図においてエンドミルＦの断面Ｆ！〜Ｆｎ−８と加
工物Ｗの断面Ｙ１〜Ｙ、１の合成が種々の状態において
簡単化して示されている。合成に像点メモリＥ１におい
て行われ、この像点メモリに像要素いわゆる、像点の形
の全像情報を有し、しかしその内容は直接受像面には示
されない。
フライスＦの断面Ｆ１と加工物Ｗの断面Ｙ１の合成はそ
のプログラムによる工具軌道又は加工物軌道を決定する
数値制御の入門に工って行われる。これらのデータに対
応して断面Ｙ１とＦｌの合成が予め与えられた方法で変
えられる。
工具Ｆの中心点（ｘ、ｙ）と高さくＺ）のためのスター
ト点の値が仰られていれば、それに工つて工具Ｆに工っ
て変わる加工物Ｗ（Ｙｌ）の最前の断面を図示しない像
点メモリＥ１に書込むことが始められる。その後Ｙ値Ｙ
ｌに相応する工具Ｆの断面Ｆ１　を同様に像点メモリＥ
１に伝送し、像の内輪郭を検出しかつ加工ＷＷの古い断
面座標は変化した内輪郭Ｙ１′の断面座標にょうて置換
される。この過程は断面Ｙ１′の全てが変わる限り繰り
返される。
図示の例では加ニステップでフライス中心点の側方運動
なしの垂直のプランジカットのみを対象としているので
、下記の工９に加工物Ｗが表示されることができる。し
かし一般に、工具Ｆ又は加工物Ｗは任意の軌道上で空間
を動がされる。この場合に各工具位置のための断面座標
の変更は改めて実施されなければならない。合理的な方
法で〃ロエ物Ｗの各断面Ｙ＝ＹｎはＮＯ−セット当り一
度だけ加工され、この間に値Ｙ＝＝ＹｎのためのＮＯ−
セットによって特定された全ての工具断面は順次像点メ
モリＥ１　に伝送され、そして該当する断面Ｙ１のため
の全ての加工過程が終った時にはじめて内輪郭が検出さ
れる。
変化しｆｃ加工物断面Ｙｏ′〜Ｙｎ′の断面座標は新し
い断面座標として断面メモリＭに貯えられる。
加工された加工物Ｗ″の透視図の形成のために変化した
断面ＹＯ′〜Ｙｎ′は像点メモリｇ１に書込まれる。こ
れらの方法ステップは第４ａ図〜第４０図及び第５ａ図
〜第５Ｃ図に示されている。
第４ａ図によれば、まず最前の加工物断面Ｙｏ’が像点
メモ１ＪＢ１に書込まれ、そして合成された外輪郭Ａｒ
がめられる選択された例においてフライスＦは最前部の
断面ＹＯを加工しないので、「加工された」断面Ｙｏ’
の輪郭は元の輪郭と同一でるる。第５ａ図によれば合成
された外輪郭Ａｒ　は受像面に示される。
第二断面平面Ｙｌ′　においてに材料除去が行われ、そ
して新７ｃな輪郭に断面メモＩＪ　Ｍから像点メモリＥ
１に書込まれる。
その際断面Ｙｌ′の新しい輪郭はＸ方向及び２方向にお
いて二、三の像面だけ最前の断面ＹＯ′に対してずらさ
れ、このことは第４ｂ図に示されている。
像点メモリＥ１において書込まれた像情報に基いて合成
された外輪郭Ａｒがめられ、そして第５ｂ図に↓れば追
加的に受像面に表わされる。
次に別の断面Ｙ鵞′〜Ｙｎ’が順次前記の方法で像点メ
モリＥ１に書込まれ、そこでは像情報に基いて各断面の
記憶を行った後その都度合成された外輪郭Ａｒがめられ
、それから表示される。
第４　ｃ図には最後のステップが示されてお広そこには
既に全ての断面Ｙｏ’〜Ｙｎ’が像点メモリＥ１に貯え
られている。この像情報に基いてめられた合成外輪郭Ａ
ｒは第５Ｃ図に示されている。これらの表示は眼前で作
業者の数値制御の受像面に案内されるような加工された
加工物Ｗ′の像に対応する。
前面におる断面によって被われた後方にある断面の部分
は自動的には表示部に伝送されない、そのわけはその部
分はそれまでに検出された外輪郭Ａｒの内方にあるから
である。
断面Ｙｏ’〜Ｙｎ′のずれの変化によって観察角が変え
られることができる。種々の面からの斜視図が可能であ
る。一連の断面加工が反転されると、加工物Ｗ′の裏面
の像が生じる。各断面（例えばＸ＝Ｚ　：　ｚ＝−ｘ　
）の内方のインクリメンタル座標値の交換に裏って加工
物Ｗ′は±９０゜だけ回動されて、側方に位置し又は１
８０°回動されて上方へ向って下面に裏って示されるこ
とができる。切断された加工物Ｗ′の像は３Ｄ表示が中
央にある断面でにじめて開始されることによって可能に
される。
他の変形情報は電図形で与えられる。その工すにして被
い面と側面は簡単な方法で種々の色に辰わ嘔れる。加工
物Ｗ′の寸法は例えば各１０番目の断面ＹＩＯ″の色を
取り出すことに↓って表わされることができる。
結局ズーム機能が導入されることができ、加工物Ｗの拡
大された断面のはじめから上記の方法で処理される。
受像面の代りに他の表示装置（グロツター等］も設けら
れることができ、かつ数値制御はプログラム部等に工っ
ても置換されることができることが理解される。
変化した断面Ｙ′の内輪郭と合成された外輪郭の前記の
検出に簡単なアルゴリズムであってそのフローチャート
が第６図に示されたものに１って行われる。当業者のた
めのフローチャートによって記載きれたこのアルゴリズ
ムは工具運動による断面座標の実現のために使用される
。
アルゴリズムによってワンピット操作のみが実施されね
ばならないことは方法の簡易性にとって特徴的なことで
ある。
任意に彎曲した各線は段状線に工っで近似されることが
できるので、円、直線、楕円等の断面もこの方法でめら
れる。
第６図によるアルゴリズムに任意の多くの水平及び垂直
の線から成る像の外輪郭又は内輪郭のポリゴン線をめる
ために使用される。
第７図に示された外輪郭の検出のための例は同一大きさ
の相互に斜めにずらされた二つの短形から成る像である
。この像は像点メモリの受像面に示されてない平面内の
図形部分のベクトル発生器によって記載されることがで
きる。スタート・パラメータとして検出されるべき輪郭
Ｘｏ　、　Ｚｏ　上の任意の点の座標値及びスタート点
に対する隣接した輪郭点の方向が必要となる。
例えば像の左下隅はスタート点ｘＯ＝３、ｚＯ＝５とし
て定義される。隣接点は正の２方向にある。
第６図によるアルゴリズムによるテストルーチンに工つ
てスタート点から左にある像点ｘ＝２、ｚ＝３がセット
されるが沫消されるかがめられる請求められた情報から
次にテストされる区点Ｘ＝５、Ｚ＝４の座標が得られか
つ以下同様に進行する。第７図には一連のテストステツ
ブが鋸歯影線として表わされている。輪郭の隅点は右上
方へ向って引いた後Δｘ＝１、Δｚ＝１テストされた像
点が沫消され（外隅］、又は左へ向ってΔ１＝−１、Δ
ｚ＝ロ　テストされた像点がセットされた後に（内隅）
、達成される。
両ケースが生じると、隅点の座標は断面メモリＭに貯え
られ、座標等の回動は９０°　だけ行われ、そしてテス
トルーチンは再びスタート点に達する迄続けられる。第
７図に示す工うに外輪郭（５，５）、（５，１１）、（
１０，１１）、（１０，１６）、（２２，１６）、（２
２，８）、（１５，８）、（１５，５）、（５，５）又
はインクリメンタル形５．５．８．７．５．１２、−８
、−７、−５、−１２の隅点座標が得られ、このことは
方向矢印におけるインクリメントの数によって表わされ
る。
スタート点Ｘｏ＝４、ｚＯ＝６　及び隣接点としてＸの
正方向ｘ＝５、Ｚ＝５が選択されると、同一アルゴリズ
ムによって第８図に示す工９に内輪郭の座標が得られる
。
ここでも座標の表示がインクリメンタル形に選ばれると
（１１，５，−５，３，−７，−８）、最大のメモリス
ペース利用、最迅速な像構成及び観察基準点の選択にお
ける柔軟性が保証される。
第９図に示されたブロック図は本発明の実施のための装
置を示す。制御計算器Ｒ及び図形計算器ＲＧ力・ら成る
デジタル計算器Ｈにデータ導線りを介して、ＢＰＲＯＭ
として形成されている輪郭アルゴリズムのためのメモリ
ＭＡと結合されている。データ導線を介してデジタル計
算器Ｒは加工物断面ＹＯへｙｎ及び工具断面ＦＯ〜Ｐｎ
　の座標のための、ＲＡＭとして形成された断面メモリ
Ｍ、Ｍ’とも結合されている。他のデータ導線りはいわ
ゆるグイデオコントローラｖＯをデジタル計算器Ｒと結
ばれる。
ヴイデオコントローラＶＣｉ他の導線Ｄ′を介して像点
メモリＥ１と結合されるがその像点情報は表示されない
。
第二の像点メモリＥ２に表示のために設けられた像情報
を含み、像情報にヴイデオコントローラＶＣからデータ
導線ＤＩ　を介して像点メモリＥ２から受像面ＣＲＴに
伝送され、そこに表示される。
【図面の簡単な説明】
第１図は断面を区切って示された加工物、第２図は断面
を区切ってポケれた部分エンドミル、 第３ａ図〜第３θ図ハ加工物とエンドミルの種々の断面
の合成、 第４ａ図〜第４Ｃ図は像点メモリにおける変化し７’Ｃ
加工物の種々の断面の合成、第５ａ図〜第５Ｃ図に合成
された外輪郭に基いて加工され７′ｃ′）ｘｉ工物の種
々の状態の図、第６図は輪郭検出のためのアルゴリズム
の７０−チャート、 第７図は相互に斜めにずらされた二つの断面平面におけ
る外輪郭の検出のための原理図、第８図に相互に斜めに
ずらされた二つの断面平面における内輪郭の検出のため
の原理図、そして 第９図はブロック図である。 図中符号 Ａｒ　外輪郭 Ｅｌ　像点メモリ Ｆ　物体 ＦＯ％Ｆｎ　断面 Ｍ　断面メモリ Ｍ′　断面メモリ ＹＯ〜Ｙｎ　合成された断面 ＹＯ′〜Ｙｎ’　新しい断面 Ｗ　構造物 Ｗ′　変化した構造物 代理人　江　崎　元　好 代理人　江崎光史

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　変形可能な三次元構造物、特に工具のような対
    象物に工っで加工された加工物全工作機械制御部の受像
    面上に透視的に表示する方法において、 構造物（Ｗ）ｆ’Ｘ多数の断面（Ｙｏ〜Ｙｎ　）に分解
    され、その座標は構造物断面のための断面メモリ（Ｍ）
    に貯えられ、 構造物（Ｗ）上に作用する物体（Ｆ）は同様に断面（Ｆ
    ｏ−Ｆｎ　）　に分解され、その座標は対象物断面のた
    めの断面メモリ（Ｍ′）に貯えられ、続いて像点メモＩ
    Ｊ（Ｂ１）に構造物（Ｗ）の断面（ＹＯ，Ｙｎ）と物体
    （ＦＪの断面（Ｆ。 〜Ｆｎ　）が構造物（Ｗ）と物体ＣＦ）との相苅運動を
    決定するデータに相応して合成され、それから生じた内
    輪ｎはその都度合成された断面（Ｙｏ、Ｆｏ〜Ｙｎ、　
    Ｆｎ　）から変化した構造物（Ｗ’）の新しい断面（Ｙ
    ｏ’〜Ｙｎ’　）として検出されかつ構造物断面のため
    の断面メモ！ｊ　（Ｍｌに貯えられ、 続いて新しい断面（ＹＯ゛〜Ｙｎ’　）が順次その都度
    二、三の像点だけＸ方向及び又はＺ方向に相互にずらさ
    れて像点メモリ（Ｅｌ）で合成され、そして各折たな合
    成の後に合成された外輪郭（Ａｒ）が検出されかつ表示
    されることを特徴とする方法。
  2. （２）構造物（ｗ、ｗ’）と物体（Ｆ）の断面座標はＲ
    ＡＭとして形成された断面メモリ（Ｍ、　Ｍ　）内にイ
    ンクリメンタル形式で記憶される、特許請求の範囲第１
    項記載の方法。
  3. （３）構造物（Ｗ）と物体（Ｆ）の断面（Ｙｏ＆Ｆ。 〜Ｙｎ、？ｎ　）の合成はいわゆる像点の形の全像情報
    を有する像点メモリ（Ｅｌ）で行われる、特許請求の範
    囲第１項記載の方法。
  4. （４）構造物（Ｗ）と物体（Ｆ）の断面（ＹＯ，ＦＯ。 〜ＹｎｅＦｎ　）の合成に通じるデータがデジタル計算
    機から供給される、特許請求の範囲第１項から第６項ま
    でのうちのいずれか一つに記載の方法。
  5. （５）　合成された内輪郭及び外輪郭（−Ａｒ　）が像
    点メモリ（Ｅｌ）内にある像情報を直接評価する簡単な
    アルゴリズムによって検出される、特許請求の範囲第１
    項記載の方法。
  6. （６）　ｍ体の斜めの輪郭も示されることができる、特
    許請求の範囲第１項記載の方法。
JP59221381A 1983-10-26 1984-10-23 変形可能な構造物の透視的表示方法 Granted JPS60114973A (ja)

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DE3338765A DE3338765C2 (de) 1983-10-26 1983-10-26 Schaltungsanordnung zur Darstellung von veränderbaren Gebilden

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JPS60114973A true JPS60114973A (ja) 1985-06-21
JPH0126112B2 JPH0126112B2 (ja) 1989-05-22

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US (1) US4791579A (ja)
EP (1) EP0144585B1 (ja)
JP (1) JPS60114973A (ja)
KR (1) KR890002005B1 (ja)
AT (1) ATE50876T1 (ja)
BR (1) BR8405425A (ja)
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