JPS61226247A - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JPS61226247A
JPS61226247A JP6547285A JP6547285A JPS61226247A JP S61226247 A JPS61226247 A JP S61226247A JP 6547285 A JP6547285 A JP 6547285A JP 6547285 A JP6547285 A JP 6547285A JP S61226247 A JPS61226247 A JP S61226247A
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JP
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minute
interference
coordinate values
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Kiyotaka Kato
加藤 清敬
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、与えられた曲面上を多数の微小線分で直線
補間しながら移動する工作機械やロボットなどを制御す
る数値制御装置に関するものである0 tion for rrachining the 5
culptured 5urface″Annuals
 ofthe CIRP)、vol 、 30/1/ 
1980 、 p369〜p372などに示されている
従来の曲面切削方式の説明図であり、図において、Tは
曲面S上を相対移動する工具としてのボールエンドミル
である。この方式によれば、曲面Sの所望の点Pに法線
Nを立て、ボールエンドミルTの半径分だけ法線方向に
シフトした点を工具径中心座標値とし、上記曲面S上の
点Pを移動させながらボールエンドミルTによシ曲面S
を切削することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の数値制御による曲面切削方法は以上のようである
ので、第10図(a)のように曲面Sの中央部に曲率の
大きな溝Pがある場合や第10図(b)のように曲面S
の中央部に特異点Qがある場合のいずれにあっても、単
純に法線Nを曲面S上に立て、工具Tをその半径分上記
のようにシフトしただけの場合には、工具Tの中心の軌
跡は点線で示したように曲面Sを切シ込んだものとなる
。そこで、このような不具合を防止するため、従来から
先端径の小さい工具を使用する方法や切シ込みを生じる
部分をあらかじめ計算しておき、切削時にその切り込み
の生じる領域を逃げる方法などが提案されている。しか
しながら、この場合には、使う工具Tの種類を増やさな
ければならず、これによって経費の上昇を招くほか、工
作面の加工度が不十分になったシ、工作時間が長びくと
いう問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ボールエンドミルなど工具の種類によらず、
任意の工具で、工具干渉チェックをしながら、実時間で
、与えられた曲面を確実かつ迅速に切削できる数値制御
装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る数値制御装置は、与えられた曲面上を与
えられた曲線に沿って工具を移動させる際に、工具の曲
面への投影領域を求め、その投影領域を微小平面パッチ
に分割し、2方向に工具を動かしたと仮定したときの微
小平面パッチと工具との干渉をチェックし、曲面に最も
近い工具の2座標値を求め、各平面パッチに対する2座
標値のうち最大値を工具の2座標と設定したものである
〔作 用〕
この発明においてはチェック中の2座標値のうち最大値
を選択して工具を曲面上に移動させるようにするので、
工具が溝や特異点がある曲面内に入シ込むことなく、こ
の曲面上を移動することができる。また、工具の曲面へ
の投影部分のみ干渉チェックするため、実時間での移動
が可能となる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、laは工具領域演算部で、XおよびY座標
値と工具T径の最大値Rとを入力として、(x −X 
)”+(y−Y )”≦R2なる領域を演算する。なお
、X h 7は工具Tの中心座標値である。
1bは上記工具領域を所定の細かさで分割する工具領域
分割演算部である。1cは分割した複数の微小パッチ発
生部で、微小分割域に入る曲面Sを微小平面パッチとし
て出力する。1dは工具干渉チェック部で、得られた微
小平面パッチと工具との干渉をチェックし、すべての微
小曲面片と工具Tが干渉せず、曲面Sに最も近い2座標
値を出力する。1eは2座標値選択部で、各工具干渉チ
ェック部1dのZ座標値のうち最大の値を選択して出力
する。なお、18〜1eはマシニングセンタの数値制御
装置を構成する。第2図は工具Tと曲面Sとの関係を2
軸正の方向から見た座標説明図である。
次に動作について説明する。
まず、x t 7座標値および工具データとしての最大
径Rを工具領域演算部1aに入力する。工具演算部1a
ではXY平面上で工具Tの投影領域を演算する。この投
影領域は上記のように(x−X)+(y−Y)”≦R2
である。次に、この領域を工具領域分割演算部1bにお
いて第3図に示すようにメツシュ状に分割する。ここで
は演算を容易にするため工具T径を含む正方形を分割す
る。すなわち、この正方形の領域は、第4図(a) 、
 (b)に示すようにパッチm1〜m16のように分割
する。微小パッチ発生部1cはこの分割データによって
微小パッチml〜m16の2座標値を発生し、この徽不
パッチml=m16の4角形のXpyの座標値のうち、
工具T径の領域にあるものを調べた後、得られた微小パ
ッチm1〜m16と工具Tとの干渉チェックを工具干渉
チェック部1dで次々に実施し、このチェックを微小パ
ッチm1〜m16のすべてについて行った後、曲面S上
の2座標値のうち最大のものを2座標値選択部1eにお
いて選んで、これを出力する。
例えば、微小パッチm1についていえば2が2座標値で
ある。
なお、上記工具チェック部1dでは、各微小パッチm1
〜m 16に対して工具Tとの干渉をチェックし、工具
Tを2軸上方からおろしたときに始めて微小バッチm1
〜m16と接触する2座標値を求める。
ボールエンドミルの場合、工具形状は球と円柱の和とし
て表現されるが、明らかに干渉の対象となるのは、下側
の半球部分のみである。そこで、前記2座標値は次のよ
うに求める。微小パッチmiの4角の座標値を (x−y−Iz・)t(x0+δr )’ i * Z
 i )(xityi+δtzi)p(xl+δ、yi
+δ+ z H)とし、球の方程式から導出される Z = (R” (x−X)2− (y−Y)” ) 
Iz  (1)のX+ y*Zに前記4角の各座標値を
代入し、最大の2値を得て、これを微小パッチmlの干
渉チェック後の工具の2座標値(工具中心)とする。
この工具干渉チェック部1dは、第5図(a)のボール
エンドミル以外にも、同図(b)〜(d)のような先端
形状の工具にも対応できる0 これは干渉チェックが微小パッチと解析的回転曲面との
間で、高速処理できることによる。
第6図は数値制御装置の上記動作を具体的に示すフロー
チャート図である。
なお、上記においてはx、y座標値を与えて工具Tの2
座標値を得る数値制御装置について説明したが、入力す
るX e 7座標値を微小に刻々と変化させることによ
って、x、y座標値に沿った工具軌跡が、完壁に工具干
渉チェックされたものとして得られる。以上述べた実施
例は、特に曲面Sの荒加工に使用すると効果的である。
また、上記実施例では工具領域内を正方形のメツシュで
分割したが、第7図(a) 、 (b)の様に工具領域
を三角バッチに分割してもよい。この場合、曲面Sを所
定の誤差範囲に入るように分割すれば、所望の精度の曲
面が得られるため仕上げ加工に効果的である。
さらに、第8図の様にX v 7 e Zの各軸を曲面
Sに沿って変化させたものとすれば、三軸以上の数値制
御装置にも適用できる。
なお、上記においてはマシニングセンターの数値制御を
例として述べたが、その他の移動体の数値制御にも利用
できる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、曲面への工具の投影
領域を分割し、この投影領域と工具との干渉をチェック
し、これにもとづき曲面上の2座標値のうち最大のもの
を選択して出力することによって、工具が与えられた曲
面の溝や特異点に入シ込むのを防止し、曲面を実時間で
円滑かつ確実に切削加工できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による数値制御装置のブロ
ック接続図、第2図は工具と曲面との関係を示すX−Y
座標説明図、第3図は工具領域のメツシュ状分割状態を
示すX−Y座標説明図、第4図は微小パッチとその2座
標値との関係を示す説明図、第5図は工具端の各種形状
を示す正面図、第6図は数値制御動作のフローチャート
図、第7図は工具領域を三角状微小バッチに分割した場
合の説明図、第8図は! + 7 e Zの各軸を曲面
に沿って変化させた場合の工具位置の制御方法を説明す
る説明図、第9図は従来の曲面切削方法を示す説明図、
第10図は工具の中心軌路が曲面Sを切シ込む状態を示
す説明図である。 1aは工具領域演算部、1bは工具領域分割演算部、1
cは微小バッチ発生部、1dは工具干渉チェック部、l
eは2座標値選択部。 特許出願人  三菱電機株式会社 峨13 戦4祇古植准 (a)              (b)(c)  
             (d)第7図 (a) (b) 第1Q因 (a) ■ (b) 手続補正書(自発) 昭和 6%10°リ  日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)曲面上を相対的に移動する工具の形状データとこ
    の工具中心座標値x、yとから上記曲面へのz軸方向へ
    の投影領域を得る工具領域演算部と、上記投影領域内の
    曲面を複数の微小平面パッチに分割する演算を行う工具
    領域分割演算部と、この演算結果にもとづいて微小パッ
    チを発生させる微小パッチ発生部と、得られた上記微小
    パッチと上記工具とが干渉するz座標値をチェックする
    工具干渉チェック部と、この工具干渉チェック部による
    チェック結果にもとづいてチェック中のz座標値のうち
    最大値を選択して出力するz座標値選択部とを備えた数
    値制御装置。
  2. (2)工具中心座標値を刻々と変化させて、工具を曲面
    上に沿って移動させることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の数値制御装置。
JP60065472A 1985-03-29 1985-03-29 数値制御装置および数値制御方法 Expired - Lifetime JP2561908B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63273910A (ja) * 1987-05-01 1988-11-11 Fanuc Ltd 荒加工用ncデ−タ作成方法
JPH01246046A (ja) * 1988-02-16 1989-10-02 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 倣い装置
JPH01257546A (ja) * 1988-04-01 1989-10-13 Toyoda Mach Works Ltd 荒加工用ncデータ作成方法
JPH0343133A (ja) * 1989-07-11 1991-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 切削加工方法
CN103934726A (zh) * 2014-05-13 2014-07-23 航天科工哈尔滨风华有限公司 一种封闭式非直纹曲面数控加工刀路轨迹规划方法

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