JPS6265105A - 複合曲面生成方法 - Google Patents

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〉 本発明は複合曲面生成方法にかかり、特に少なくとも２
つの三次元曲面を複合して成る複合曲面の生成方法に関
する。

〈従来技術〉 三次元金型等の設計図面上の曲面は一般に複数の断餌曲
線によって表現されており、ある断面曲線と次の断面曲
線間の形状データは存在しない。

ところで、数値制御加工に際してはこのように中間の形
状が与えられていないにもかかわらず上記２つの断面曲
線間をなめらかにつながるように加工することが要求さ
れろ。このことは、換言するならば、上記２つの断面曲
線間の曲面を、該断面曲線のデータ等から生成し、該生
成された曲面に関するデータをＮＣテープに記憶し、該
ＮＣテープからの指令により加工しなければならないこ
とを意味する。このため、三次元曲面体を特定するデー
タを用いて所定の規則に従って複数の中間断面を生成す
ると共に、該中間断面による曲面体の断面曲線（中間断
面曲線）を求め、該生成した複数の中間断面曲線により
三次元曲面体の曲面を生成する方法が開発されて、既に
実用化されている。

〈発明が解決しようとしている問題点〉ところで、加工
によっては２以上の三次元曲面を複合して成る複合曲面
の加工が要求される場合がある。

かかる複合曲面の生成においては、各三次元曲面間の交
差部分を境に、複合曲面の一方の側として第１の曲面を
用い、他方の側として第２の曲面を用いて複合曲面を特
定する必要がある。

しかし、かかる複合曲面生成処理においては交差部分の
特定が困難であ−るため簡単な処理で正確に複合局面を
生成できないという問題があった。

以上から本発明の目的は２以上の三次元曲面を複合して
成る複合曲面の生成方法を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明にがかる捏合曲面生成方法の概略説明図
である。

１００は複合曲面、１０１．１０２は第１、第２の曲面
、１０１ａ、１０１ｂは第１曲面の動作曲線、１０１ｃ
、１０１ｄは第１曲面の基準曲線、１０２ａ、１０２ｂ
は第２曲面の動作曲線、１０２ｃ、１０２ｄは第２曲面
の基準油綿、ＰＴ　（ｍ、ｎ）は第１曲面上のパッチ、
Ｌｃ（ｉ）は第２曲面上の第１番目の経路、Ｑ（ｉ、、
＋）は第１番目の経路上のポイント、Ｓ（ｉ、、＋）は
Ｑ（ｉ、ｊ）を所定平面に投影した時の投影点に対応す
る第１曲面上のポイントである。

く作用〉 第１、第２の三次元曲面１０１，１０２を特定する第１
、第２のデータ（たとえば動作曲線データ、基準曲線デ
ータ）を入力し、これらデータを用いて少なくとも第１
の三次元曲面１０１を多数の微小四辺形よりなるパンチ
ＰＴ（１７１）に分割する。

そして、第２の三次元曲面１０２を前記第２のデータを
用いて生成される複数の経路Ｌｃ　（ｉ）（ｉ　＝１．
２．　　・・・）の集まりで定義するとき、第１番目の
経路Ｌｃ　（ｉ）に沿った第３番目のポイントＱ（ｉ、
＋）の位置データを求め、第１の三次元曲面１０１に関
してポイントＱ　（ｉ、　ｊ）が第１番目の経路に沿っ
たＮ−１）番目のポイントＱ　（１゜Ｊ−１）と同一側
にあるかどうかをチェックする。

同一側にあればＱ（ｉ、ｉ）を記憶し、同一側にない場
合にはポイントＱ（Ｉ、＋）を所定の平面（たと丸ばＸ
−Ｙ平面）に投影した投影点に対応する第１の三次元曲
面１０１上のポイントＳ（ｌ、Ｊ）の座標値を求めて記
憶する。

以後ｊ＋１−ｊとして第１番目の経路Ｌｃ　（ｉｌ上の
次のポイントＱ　ｈｔ　Ｊ）の位置データを求めて同様
な処理を行い、第１番目の経路に応じた複合曲面上のポ
イントを求めて複合曲面を定義する。

〈実施例〉 第２図は本発明の実施例ブロック図、第３図は処理の流
れ図である。第２図において、２０１はデータ入力用の
キーボード、２０２はプロセッサ、２Ｑ３は制御プログ
ラムを記憶するＲＯＭ、２０４はＲＡＭ、２０５はワー
キングメモリ、２０６は生成された複合曲面の曲面デー
タを記憶する曲面記憶メモリ、２０７は生成された複合
曲面の曲面データを紙テープ、磁気テープなどの外部記
憶媒体２０８に出力する出力装置、２０９はアドレスバ
ス、２１０はデータバスである。

以下本発明にかかる複合曲面生成処理について説明する
。

（ａ）まず、卑−ボード２０１から第１、第２の三次元
曲面１０１．１０２を特定するデータをそれぞれ入力す
ると共に、複合曲面生成に際して必要となるスタート曲
面を指定する。これら入力されたデータはＲＡＭ２０４
に格納される。尚、三次元曲面１０１．１０２はたとえ
ば動作曲線Ｉｏｔａ、１０１ｂ　（１０２ａ、１０２ｂ
）並びに基準面！５１０１ｃ１）０１ｄ　（１０２ｃ。

１０２　ｄ）などにより特定されるから、これら曲線デ
ータなどを入力することにより各三次元曲面１０１．１
０２は特定される。

（ｂ）データが入力されればプロセッサ２０２は公知の
手法により第１、第２の曲面１０１．１０２を生成する
。尚、曲面生成処理においては１）４図１ｃ示を中ｔｌ
［ｌｌＦｒｌｆｉ曲！＊ＬＯＮ）　　（ｊ　＝０．１゜
２、・・・・・Ｎ）が生成され、これら中間断面曲線Ｌ
ｃ（ｊ）の集合で曲面が生成される。

そして、第１曲面１０１については、基準曲線１０１ａ
　（第４図）上のｊ番目の分割点を含む中間断面曲線を
ＬＣ（ｊ）と表現し、各中間断面曲線Ｌｃ（ｊ）　　（
ｊ＝Ｏｙ　１ｔ　２ｐ・・・・Ｎ）の１番目の分割点を
連結してなる曲線をり、（ｉ）と表現し、曲線Ｌｃ（ｉ
）　、ＬｃＮ＋１）　、Ｌ、（ｉ）、Ｌ、（ｉ＋１）に
より囲まれる四辺形をパッチＰＴ（ｉ、ｊ）表現すると
き、各パッチＰＴ　（Ｉ　Ｐ　　Ｊ　）（ｉｆ０〜Ｎ、
ｊ＝ｏにＭ）の４つの頂点Ｒ２、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４がそ
れぞれ上記曲面生成処理により作成されて曲面記憶メモ
ＩＪ　２０６に記憶されろ。

（Ｃ）第１、第２の曲面生成処理が終了すれば、プロセ
ッサ　２０２は ０→１．０→ｊ とする。

（ｄ）しかる後、ステップ（ａ）で指定されたスタート
曲面（曲面１０２・・第１図）の第ｉ経路Ｌｃ（ｉ）上
の１番目のポイントＱ（ｉ、ｐＪ）を求める。

（６）ついで、ポイントＱｉ、Ｊ）のＸ−Ｙ平面におけ
る投影点”　Ｈｐ　］）　（第５図、第６図参照）の座
標値を求める。尚、ポイントＱ（ｉ、Ｄの三次元座標値
を（ｘｐ　ｙｐ　ｚ）とすれば投影点Ｑ’　（ｉ。

Ｊ）の座標値は（ｘｅｙ）である。

（ｆ）　しかる後、プロセッサ２０２は（ｘｐｙ）をＸ
−Ｙ平面における座標値とする第１の曲面１０１上のポ
イントＳ　（ｉ、　ｊ）の座標値を求める。

尚、ポイントＳ　（１，Ｊ）の算出法については後述す
る。

（ｇ）　　ポイントＱ（ｉ、ｊ）とポイントＳ（ｓ、３
）のＺ軸方向の高さを比較し、その大小関係を記憶する
。

（ｈ）　　ついで、プロセッサ２０２は、ポイントＱ（
ｉ、ｊ）ノＺ軸座標値ＺＱ　　とポイン）Ｓ（ｉ、ｊ）
のＺ軸座標値ｚＳ　との大小関係が、ポイントＱ　（ｉ
。

ｊ−１）のＺ　Ｉｌｋ座標値Ｚ　Ｑ、−１とポイント５
（１ｐｊ　１）の２軸座標値Ｚ　Ｓ、、との大小関係に
一致しているかどうかを判別する。

尚、ＺＱ、≧ＺＳ、、ＺＱ、、≧Ｚ　Ｓ、−、あるいは
ＺＱ、＜ＺＳ、、ＺＱ、−１＜ＺＳｊ−、ｔ’アｆｉば
、ポイントＱ　（ｉ、ｐ　Ｊ　　１）　、Ｑ　（ｔ、Ｊ
）は第１の曲面１０１に関して同一側に存在していると
判定し、ＺＱ　≧ＺＳ３、ＺＱ　　　＜ＺＳ、、あるい
はＺＱｊ＜ＺＳ、、ＺＱＪ−、≧ｚ　ｓ、−、であれば
、ポイントＱ（ｉ、＋）とＱ（’ｌ］”）は第１の曲面
１０１に関して異なる側に存在していると判定する。

（１）同一側に存在していればプロセッサ２０２はポイ
ントＱ（ｔｐＪ）の座標値を曲面記憶メモリ２０６に記
憶する。

（ｊｌ同一側に存在していなければプロセッサ２０２は
ポイントＳ（ｌ、ｊ）の座標値を曲面記憶メモリ２０６
に記憶する。

（輔ついで、プロセッサ２０２は 」＋１→ｊ によりｊを１歩進する。

（ホ）いで、プロセッサはｊ＝Ｍかどうかをチェックす
る。Ｊ≠Ｍであれば、新たなＪを用いてステップ（ｄ）
以降の処理を繰り返す。

（ｎ）ステップ（ホ）の判定の結果、ｊ＝Ｍであればプ
ロセッサ２０２は次式 ％式％ によりｉを１歩進する６ （０）ついで、１＝Ｎかどうかをチェックする。

（ｐ）ｉｆ−Ｎであれば０４Ｊとして新たな１ｐＪを用
いてステップ（ｄ）以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ（０）のチェックにおいて、ｌ＝Ｎであ
れば複合曲面の生成処理が終了する。

第５図はＸ−Ｙ平面３０１上の座標値（ｘ、ｙ）を有す
る第１の曲面上の余インドを算出する方法説明図であり
、パッチＰＴ　（ｍ、ｎ）は第１の曲面１０１上のパッ
チ、曲１）Ｌｃ（ｉ）は曲面１０２上の曲線である。

さて、曲１）１Ｌｃ（ｉ）上のポイントＱ（ｉｐ　ｊ）
　（ｊ＝１．２．３・・・）のｘ−Ｙ平面ｔｃ　オｔｔ
　ロ投影点Ｑ’　（ｉ。

］）（ｌ＝１，２，３・・・）が、パッチＰＴ　（ｍ、
ｎ）のＸ−Ｙ平面における投影辺ｉ、、ｉｂ、ｔｃ、ｉ
、のいずれかに存在するものとすれば、投影点Ｑ’（ｉ
。

Ｊ）と同一の座標値（ｘ、ｙ）を有する第１の曲面１０
１上のポイント５（ｔｐｊ）の２軸座標値２は比例配分
により次式により演算される。但し、パッチＰＴ　（ｍ
、　ｎ）の四隅のポイントＲ１〜Ｒ４の座標値を（”　
ｌ　＃　Ｙ　１　ｔ　”　＋　）　　（’　＝”　ｐ　
２，３ｐ　’　）とする。

ｚ−ｚ１＋　（ｚ、−ｚ、）・（ｘ−Ｘ、）　／　（ｘ
２−Ｘ、）　　　（１）あるいは ｚ＝ｚ、＋　（ｚ２−ｚ、）　・（ｙ−ｙ、）　／　（
ｙ２−ｙ、）　　　（２）従って、投影点Ｑ（ｉｔｊ）
がパッチの投影辺上に到来するように各曲面１０１．１
０２上の曲ｎＬｃ（ｉ）　、Ｌ、（ｉ）が決定されてい
れば（１），＋２１式によりポイントＳ　（ｉ、　ｊ）
　ｒ　Ｚ軸方向値を求めることができる。

尚、第６図に示すように投影点Ｑ’　（ｉ、　ｊ）がパ
ッチの投影辺上に存在しない場合には、Ｘ−Ｙ平面上の
投影点Ｑ’　（ｌ、ｊ’ｌとＱ’　（ｉ、　ｊ）を結ぶ
直線が投影辺ｉ１）、ＩＩ、、ｉＣ，ｉ、のいずれかと
交差するポイントＱ′の座標値（ｙ′、ｙ′）を求め、
（１），（２１式を用いてポイントＱ′に対応する第１
曲面、第２曲面のポイントＱ、、Ｑ２の２軸座標値を求
め、Ｑ、、Ｑ２のＺ軸方向座標値との大小を比較し、そ
の大小に応じてＱ、、Ｑ２の一方の座標値を記憶する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、少なくとも２つの
三次元曲面を複合して成る複合曲面を正確に生成できろ
ため金型などのＮＧテープ作成装置に適用して好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略説明図、 第２図は本発明の実施例ブ四ツク図、 第３図は本発明の処理の流れ図、 第４図はパッチ説明図、 第５図及び第６図は本発明の詳細な説明図である。 １００・・複合曲面、 １０１．１０２・・第１、第２の曲面、ＰＴ　（ｍ、ｎ
）　　・・第１曲面上のパッチ、し　（１）・・第２曲
面上の第１番目の経路、Ｑ（ｌ、Ｊ）・・第１番目の経
路上のポイント、Ｓ　（１＃　Ｊ）・・Ｑ（ｔ、ｊ）を
所定平面に投影した時の投影点に対応する第１曲面上の
ポイント 特許出願人　　　　　　　　ファナック株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　　齋藤千幹派

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも第１、第２の２つの三次元曲面を複合
   して成る複合曲面の生成方法において、第１、第２の三
   次元曲面を特定するデータを入力するステップ、 第２の三次元曲面を前記データを用いて生成される複数
   の経路の集まりで定義するとき、第ｉ番目の経路に沿っ
   た第ｊ番目のポイントＱ（ｉ、ｊ）の位置データを求め
   るステップ、 第１の三次元曲面に関してポイントＱ（ｉ、ｊ）が前記
   第ｉ番目の経路に沿った（ｊ−１）番目のポイントＱ（
   ｉ、ｊ−１）と同一側にあるかどうかを判別するステッ
   プ、 同一側にあればＱ（ｉ、ｊ）を記憶し、同一側にない場
   合にはポイントＱ（ｉ、ｊ）を所定の平面に投影した投
   影点に対応する第１の三次元曲面上のポイントＳ（ｉ、
   ｊ）の座標値を求めて記憶するステップ、以後ｊ＋１→
   ｊとして第ｉ番目の経路上の次のポイントＱ（ｉ、ｊ）
   の位置データを求めて同様な処理を行い、第ｉ番目の経
   路に対応する複合曲面上のポイントを求めるステップ を有することを特徴とする複合曲面生成方法。
2. （２）前記ポイントＱ（ｉ、ｊ−１）とＱ（ｉ、ｊ）と
   が同一側にあるかどうかの判別は、前記ポイントＳ（ｉ
   、ｊ）とポイントＱ（ｉ、ｊ）の高さ方向の大小関係を
   比較することで行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の複合曲面生成方法。