JPS63158614A - Nc work simulation method - Google Patents

Nc work simulation method

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Publication number
JPS63158614A
JPS63158614A JP30676886A JP30676886A JPS63158614A JP S63158614 A JPS63158614 A JP S63158614A JP 30676886 A JP30676886 A JP 30676886A JP 30676886 A JP30676886 A JP 30676886A JP S63158614 A JPS63158614 A JP S63158614A
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JP
Japan
Prior art keywords
tool
data
movement
shape data
normal direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP30676886A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Terada
寺田 啓泰
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS63158614A publication Critical patent/JPS63158614A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain more accurate simulation results by transforming coordinates so that the normal direction of a tool in the tool movement start position of each section coincides with the Z axis in case of 5-axis control. CONSTITUTION:When tool shape data 11 and tool locus data 12 are inputted, coordinate data P(x,y,z) of the position of the tool and normal direction data Q(i,j,k) in each position are subjected to coordinate transformation if input data is data for 5-axis control. Thereafter, shape data of an elimination area is calculated in an elimination area calculating part 13 by data subjected to coordinate transformation. When shape data 14 of a material to be cut is inputted after this calculation, shape data of the elimination area and that of the material to be cut are operated in a Boolean operation part 15, and results are displayed as simulation results on a CRT display device 16. Thus, the elimination area where the normal direction is taken into consideration is obtained and more accurate simulation results are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、NC加工装置におけるシミュレーション方法
に係わり、特に5軸制御のNC加工装置におけるNC加
工シミュレーション方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a simulation method for an NC machining device, and particularly to an NC machining simulation method for a 5-axis controlled NC machining device.

(従来の技術) NC加工vtMを用いて被削材を切削加工する場合は、
予め工具の移動軌跡、被削材の形状データ等を用いて切
削過程をシミュレーションする必要がある。このシミュ
レーションを行なうには、工具の形状を考慮する必要が
あるので、切削過程において工具が移動するための空間
を予め確保しておく必要がある。この工具が移動するた
めの空間は工具の除去領域と言われ、この除去領域の形
状データを前記切削過程、被削材の形状等と共に例えば
CRT表示装置に表示する。そして、除去領域が被削材
等の他の構成部材に重ならないことを確認する必要があ
る。
(Conventional technology) When cutting a workpiece using NC machining vtM,
It is necessary to simulate the cutting process in advance using the movement trajectory of the tool, data on the shape of the workpiece, etc. To perform this simulation, it is necessary to consider the shape of the tool, so it is necessary to secure a space in advance for the movement of the tool during the cutting process. The space in which the tool moves is called a tool removal area, and the shape data of this removal area is displayed on, for example, a CRT display device along with the cutting process, the shape of the workpiece, etc. It is also necessary to confirm that the removed area does not overlap with other constituent members such as the workpiece.

第8図乃至第11図はこの除去領域の算出方法を示す図
である。この例においては、工具1は3次元塵all(
X、Y、Z)の任意の位置に移動可能であるが、その姿
勢角は固定である。すなわち、この工具1の法線2は常
時Z軸と平行である。このような3軸制御のNC加工装
置において、工具1が第8図に示すように被削材3に対
してPl[座標(Xi Vs Zl)]−”P2 (X
2 V2 Z2 )→P3  (X3 V3 Zl )
へと移動したとする。この場合、区間P!〜P2の単位
除去領域4aと区間P2〜P3の単位除去領域4bとを
別々に算出して、2つの単位除去領域4b、4bを加算
することによって全体の除去領域を算出する。したがっ
て、ここでは区間P1〜P2の単位除去領域4aの算出
方法を説明する。
FIGS. 8 to 11 are diagrams showing a method of calculating this removal area. In this example, tool 1 is 3D dust all (
It can be moved to any position in X, Y, Z), but its attitude angle is fixed. That is, the normal 2 of this tool 1 is always parallel to the Z axis. In such a 3-axis controlled NC machining device, the tool 1 moves Pl [coordinates (Xi Vs Zl)] - "P2 (X
2 V2 Z2 ) → P3 (X3 V3 Zl )
Suppose you move to. In this case, section P! The unit removal area 4a of ~P2 and the unit removal area 4b of the section P2-P3 are calculated separately, and the entire removal area is calculated by adding the two unit removal areas 4b, 4b. Therefore, here, a method of calculating the unit removal area 4a of the sections P1 to P2 will be explained.

まず、第9図に示すように、区間P1〜P2の工具1の
移動開始位IP1 (XIVlzl)が座標原点(0,
O,O)となるように座標(X、Y。
First, as shown in FIG. 9, the movement start position IP1 (XIVlzl) of the tool 1 in the section P1 to P2 is the coordinate origin (0,
coordinates (X, Y.O, O).

2)を座標(X’ Y’ Z’ )へ変換する。その結
果、この座標(X’ Y’ Z’ )上における移動終
了位置P2の座標はP2  (X2 ”/2 Z2 )
となる。
2) into coordinates (X'Y'Z'). As a result, the coordinates of the movement end position P2 on this coordinate (X'Y'Z') are P2 (X2 ''/2 Z2 )
becomes.

そして、この座標上における工具1の移動開始位@P1
から移動終了位置P2までの移動方向5とX′軸との角
度θを算出する。
Then, the movement start position of tool 1 on this coordinate @P1
The angle θ between the moving direction 5 and the X' axis from 1 to the moving end position P2 is calculated.

その後、第10図に示すように移動方向5がY′軸に一
致するように座標(X’ Y’ Z’ )をZ′軸を中
心に回転させる。すなわち、座標(X’ Y’ Z’ 
)が(270+θ)0回転サレテ座標(X#Y″z″)
となる。したがって、この座標(XnYnZ“)上にお
いては、移動終了位置P2の座標はP2  (X’2 
y’2 Z′2)となる。この状態においては、工具1
の移動開始位置P1における法線2は2”軸と一致し、
移動方向5はY“と一致する。したがって、工具1が移
動開始位置P1から移動終了位置P2まで移動すること
による移動軌跡のX“−Y“平面、Y“−Z#平面 、
i II −X LL平面における投影図はそれぞれ第
11図(a>、(b)、(c)の斜線で示す2次元形状
となる。すなわち、これ等3つの投影図はそれぞれ、こ
の工具1の区間P1〜P2における単位除去領域4aの
平面図、正面図、側面図となる。したがって、この投影
図から幾何学的手法によって、単位除去領域4aの立体
的な形状データが算出される。
Thereafter, as shown in FIG. 10, the coordinates (X'Y'Z') are rotated around the Z' axis so that the moving direction 5 coincides with the Y' axis. That is, the coordinates (X'Y'Z'
) is (270+θ) 0 rotation Sarete coordinate (X#Y″z″)
becomes. Therefore, on this coordinate (XnYnZ"), the coordinate of the movement end position P2 is P2 (X'2
y'2 Z'2). In this state, tool 1
The normal 2 at the movement start position P1 coincides with the 2'' axis,
The movement direction 5 coincides with Y". Therefore, the X"-Y" plane, the Y"-Z# plane of the movement trajectory when the tool 1 moves from the movement start position P1 to the movement end position P2,
i II - These are a plan view, a front view, and a side view of the unit removal area 4a in the sections P1 to P2. Therefore, three-dimensional shape data of the unit removal area 4a is calculated from this projection view by a geometric method.

このように区間P1〜P2の単位除去領域4aの形状デ
ータが算出されると、同様の手法によって区間P2〜P
3の単位除去領14k)の形状データを算出する。その
後、2つの形状データを加算することによって、全体の
除去領域の形状データが算出される。
When the shape data of the unit removal area 4a of the section P1-P2 is calculated in this way, the shape data of the section P2-P2 is calculated using the same method.
The shape data of the unit removal area 14k) of No. 3 is calculated. Thereafter, the shape data of the entire removal area is calculated by adding the two shape data.

しかしながら、上記のような方法で工具1の除去領域を
算出するようにしたNC加工シミュレーション方法にあ
ってもまだ解消すべき次のような課題があった。すなわ
ち、最近のNC加工装置においては、工具1が被削材3
を順次切削加工していく場合に、第12図に示すように
、工具1の姿勢角を被削材3の形状によって変化させて
切削加工精度を向上させる5軸制御を行なっている。し
たがって、工具1の法線2の方向も工具位置がP1→P
2→P3へ変化するに従って変化するので、当然各区間
P1〜P2 、P2〜P3における単位除去領域4a、
4bの形状データも法線方向の変化に伴って変化する。
However, even with the NC machining simulation method in which the removal area of the tool 1 is calculated using the method described above, the following problems still remain to be solved. That is, in recent NC machining equipment, the tool 1 is the workpiece 3.
12, five-axis control is performed in which the attitude angle of the tool 1 is changed depending on the shape of the workpiece 3 to improve cutting accuracy. Therefore, the direction of normal line 2 of tool 1 also changes from P1 to P
2 → P3, so naturally the unit removal area 4a in each section P1-P2, P2-P3,
The shape data of 4b also changes as the normal direction changes.

したがって、従来の3軸制御のNC加工装置にて用いら
れた法線方向が固定された工具1の除去領域の算出方法
にて得られた除去領域の形状データを5軸制御のNC加
工装置のシミュレーションに使用すると、除去領域の誤
差が増大し、正確なシミュレーション結果が得られない
問題がある。
Therefore, the shape data of the removal area obtained by the calculation method of the removal area of the tool 1 with a fixed normal direction used in the conventional 3-axis controlled NC processing apparatus is used in the 5-axis controlled NC processing apparatus. When used in simulations, there is a problem that errors in the removal area increase and accurate simulation results cannot be obtained.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来のNC加工シミュレーション方法である
と、工具の姿勢角が変化する5軸制御のNC加工装置に
おいては対処しきれない問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional NC machining simulation method has a problem that cannot be solved in a 5-axis controlled NC machining device in which the tool attitude angle changes.

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり
、その目的とするところは、各区間の工具の移動開始位
置における工具の法線方向が7輪に一致するように座標
変換することによって、法線方向も加味した除去領域が
得られ、より正確なシミュレーション結果が得られるN
C加工シミュレーション方法を提供することにある。
The present invention has been made based on these circumstances, and its purpose is to transform the coordinates so that the normal direction of the tool at the start position of the tool in each section coincides with the seven wheels. , it is possible to obtain a removal area that also takes into account the normal direction, and more accurate simulation results can be obtained.
The object of the present invention is to provide a C machining simulation method.

[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明のNC加工シミュレーション方法においては、工
具が被削材を順次加工してゆく過程における各工具位置
の座標データとこの工具位置における工具の法線方向デ
ータとの軌跡データを複数区間に分割し、各区間におけ
る工具の移動開始位置において工具の法線方向が2軸と
一致するように移動開始位置の座標データと法線方向デ
ータとを座標変換し、座標変換された後の座標上におけ
る工具の移動終了位置の座標データを算出し、この座標
上における工具の移動開始位置から移動終了位置方向へ
の移動方向を算出し、その移動方向がZ軸を除くX軸と
Y軸とのいずれか一方の軸と一致するように座標を2軸
回りに回転し、回転後の座標上におけるX−Y平面、Y
−Z平面、Z−X平面における、法線方向が移動開始位
置から移動終了位置まで変化しないとした工具の移動軌
跡の投影図を、平面図、正面図、側面図としてこの区間
における単位除去領域の形状データを算出し、全部の区
間における単位除去領域の形状データを加算して全体の
除去領域の形状データを算出し、この除去I!域の形状
データと前記被削材の形状データとをプーリアン演算を
行なうようにしている。
[Configuration of the Invention (Means for Solving Problems)] In the NC machining simulation method of the present invention, the coordinate data of each tool position in the process in which the tool sequentially processes the workpiece and the tool at this tool position are The trajectory data is divided into multiple sections, and the coordinate data and normal direction data of the movement start position are divided into multiple sections so that the normal direction of the tool coincides with the two axes at the tool movement start position in each section. , calculate the coordinate data of the tool's movement end position on the coordinates after the coordinate conversion, calculate the movement direction of the tool from the movement start position to the movement end position on this coordinate, and calculate the movement. The coordinates are rotated around two axes so that the direction coincides with either the X-axis or the Y-axis, excluding the Z-axis, and the X-Y plane, Y
- Projections of the tool movement locus on the Z plane and Z-X plane, assuming that the normal direction does not change from the movement start position to the movement end position, are used as a plan view, front view, and side view to determine the unit removal area in this section. , calculate the shape data of the entire removal region by adding the shape data of the unit removal region in all sections, and calculate the shape data of the entire removal region. A Pullian calculation is performed on the shape data of the area and the shape data of the workpiece.

(作用) このように構成されたNC加工シミュレーション方法で
あれば、工具が被削材を順次加工していく過程における
工具の軌跡データが複数区間に分割され、各区間の工具
の移動開始位置における工具の法線方向が2軸に一致す
るように移動開始位置および移動終了位置の座標データ
および移動開始位置における法線方向データとが座標変
換される。次に、この座標上における移動方向がY軸又
はX軸に一致するように2軸が回転される。そして、移
動開始位置の法線方向が変化せずに工具が移動終了位置
へ移動したとすると、移動終了位置における工具の法線
方向はZ軸と平行になる。
(Function) With the NC machining simulation method configured in this way, the tool trajectory data in the process in which the tool sequentially processes the workpiece is divided into multiple sections, and the tool trajectory data at the tool movement start position in each section is divided into multiple sections. The coordinate data of the movement start position and the movement end position and the normal direction data at the movement start position are coordinate-transformed so that the normal direction of the tool coincides with the two axes. Next, the two axes are rotated so that the moving direction on these coordinates coincides with the Y axis or the X axis. If the tool moves to the movement end position without changing the normal direction of the movement start position, the normal direction of the tool at the movement end position becomes parallel to the Z axis.

この場合、座標回転後におけるX−Y平面、Y−2平面
、Z−X平面の工具の移動軌跡の投影図がこの区間にお
ける単位除去w4域の平面図、正面図。
In this case, the projected view of the movement locus of the tool on the X-Y plane, Y-2 plane, and Z-X plane after the coordinate rotation is a plan view and a front view of the unit removal w4 area in this section.

側面図となる。したがって、全部の区間の単位除去領域
の形状データを加算すれば、法線方向も加味した全体の
除去領域の形状データが得られる。
This is a side view. Therefore, by adding the shape data of the unit removal regions of all sections, the shape data of the entire removal region including the normal direction can be obtained.

(実施例) 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は実施例のNC加工シミュレーション方法の概略
構成図である。すなわち、工具の形状データ11と、工
具位置の座標データとその位置における法線方向データ
とからなる工具軌跡データ12とで工具の除去領域の形
状データの算出13を行ない、この除去領域の形状デー
タと被削材の形状データ14とをプーリアン演算(和、
差、積の集合演算)15を実行して、その演算結果を例
えばCR7表示装置16に表示する。
FIG. 1 is a schematic diagram of the NC machining simulation method according to the embodiment. That is, calculation 13 of the shape data of the removal area of the tool is performed using the tool shape data 11 and the tool trajectory data 12 consisting of the coordinate data of the tool position and the normal direction data at the position, and the shape data of this removal area is calculated. and the shape data 14 of the workpiece are subjected to a Pullian calculation (sum,
A set operation of differences and products) 15 is executed, and the result of the operation is displayed on, for example, a CR7 display device 16.

第2図は上述したNC加工シミュレーション方法を例え
ばコンピュータ等にて実施させる場合の手順を示す流れ
図である。すなわち、シミュレーションの流れ図が開始
されると、Slにて工具形状データおよび工具軌跡デー
タを例えばカードリーダ等を介して入力すると、入力デ
ータが5軸制卿用のデータであれば、S2にて工具の位
置の座標データP(X、V、Z)および各位置における
法線方向データQ(i、J、k)が座標変換される。そ
の債、S3にて座標変換された各データより除去fR域
の形状データが算出される。除去領域の形状データの算
出が終了すると、S4にて被削材の形状データをカード
リーダを介して入力すると:S5にて除去領域の形状デ
ータと被削材の形状データとがプーリアン演算されて、
その結果が86にてシミュレーション結果としてCRT
表示装置に表示される。
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure when the above-mentioned NC machining simulation method is implemented by, for example, a computer. That is, when the simulation flowchart is started, if the tool shape data and tool trajectory data are inputted in Sl, for example via a card reader, then if the input data is data for 5-axis control, the tool shape data and tool trajectory data are inputted in S2. The coordinate data P (X, V, Z) at the position and the normal direction data Q (i, J, k) at each position are subjected to coordinate transformation. The shape data of the removed fR region is calculated from each data coordinate-transformed in S3. When the calculation of the shape data of the removal area is completed, the shape data of the workpiece is inputted via the card reader in S4: In S5, the shape data of the removal area and the shape data of the workpiece are subjected to a Pullian calculation. ,
The results are displayed on CRT as simulation results in 86.
displayed on the display device.

次に工具の法線方向が変化する5軸制御のNC加工装置
における工具の除去領域の算出方法を第3図乃至第7図
を用いて説明する。まず、第3図に示すように、円筒状
の工具21が被削材23に対して位置Pt  [座標(
Xt ¥s Zt )コ4P2(X2 V2 Z2 )
−IF5  (X3 V323 )へと移動したとする
。そして、各位置P1.P2 、Psにおける工具21
の法線22の法線方向データをそれぞれQl (it 
jt kt )、Q2  (i2j2に2)、Q3  
(is J3 k3)とする。なお各方向成分i、J、
にはそれぞれ余弦値で与えられている。そして、区間P
1〜P2の単位除去領域24aと区間P2〜P3の単位
除去領域24bとを別々に算出して、2つの単位除去領
域24b。
Next, a method of calculating a tool removal area in a five-axis controlled NC machining apparatus in which the normal direction of the tool changes will be explained using FIGS. 3 to 7. First, as shown in FIG. 3, the cylindrical tool 21 is placed at a position Pt [coordinates (
Xt ¥s Zt )ko4P2 (X2 V2 Z2 )
- Assume that it moves to IF5 (X3 V323). Then, each position P1. P2, tool 21 at Ps
Ql (it
jt kt ), Q2 (2 to i2j2), Q3
(is J3 k3). Note that each direction component i, J,
are each given as a cosine value. And section P
The unit removal area 24a of 1 to P2 and the unit removal area 24b of section P2 to P3 are calculated separately to form two unit removal areas 24b.

24bを加算することによって全体の除去領域を算出す
る。したがって、区間P1〜P2の単位除去区間24a
の形状データの算出方法のみを説明する。
The entire removal area is calculated by adding 24b. Therefore, the unit removal section 24a of the section P1 to P2
Only the method for calculating the shape data will be explained.

この場合、区間P1〜P2において、工具21がこの区
間の移動開始位置P1から移動終了位置P2まで移動開
始位置P1における法線方向データQ1を維持したまま
、すなわち同じ傾きのまま移動したと仮定して単位除去
領域24aの形状データを算出する。
In this case, it is assumed that in the section P1 to P2, the tool 21 moves from the movement start position P1 to the movement end position P2 in this section while maintaining the normal direction data Q1 at the movement start position P1, that is, with the same inclination. Then, the shape data of the unit removal area 24a is calculated.

すなわち、第4図に示すように、第3図の座標(X、Y
、Z)を工具21の移動開始位置P1(Xs ’WIZ
1)が原点P’t  (0,O,O)になるように座標
変換すると、変換後の座標(X′Y’ Z’ )上にお
いて、移動終了位置P2の座標P2 (X2 y2 Z
2 )はP’2 (X’2 V′2Z’2 ) ヘ変化
する。なお、法線方向データQ1 (itjtkl)は
変化しない。次にこの座標上における工具21の移動開
始位置P’1から移動終了位置P−2までの移動方向2
5とX′軸との角度θを算出する。そして、移動方向2
5とY′軸が一致するように、この座標をZ′軸を中心
に回転させる。
That is, as shown in FIG. 4, the coordinates (X, Y
, Z) to the movement start position P1 (Xs 'WIZ) of the tool 21
When coordinates are transformed so that 1) becomes the origin P't (0, O, O), on the transformed coordinates (X'Y'Z'), the coordinates P2 (X2 y2 Z') of the movement end position P2
2) changes to P'2 (X'2 V'2Z'2). Note that the normal direction data Q1 (itjtkl) does not change. Next, the movement direction 2 of the tool 21 from the movement start position P'1 to the movement end position P'1 on this coordinate
5 and the X' axis is calculated. And moving direction 2
These coordinates are rotated around the Z' axis so that 5 and the Y' axis coincide.

回転後の座標(X”Y″Z“)上においては移動開始位
置P“1は原点(0,0,0)に位置してイルが、移動
終了位置P”2はP″2 (X2 V222 )となる
。また、法線方向データQl (iljtkl)はQ′
1(白ft k′t )へ変換される。さらに、この座
標上におけるX“−Y“平面内における法線22とY”
軸との交差角度βを法線方向データQ’s  (i’t
 j’t k″1)から求めて、この角度βがOになる
ようにY“軸を回転させる。Y“軸を回転した後の座標
(X”Y”’Z“′)上においては、第6図に示すよう
に、移動終了位置P”’zの座a Lt P−2(x、
” V、”’ z、”’ )となる。また、工具21の
法線22の法線方向データ0里はQ”t  (0゜j、
” k、” )となる。
On the coordinates after rotation (X"Y"Z"), the movement start position P"1 is located at the origin (0, 0, 0), and the movement end position P"2 is located at P"2 (X2 V222 ). Also, the normal direction data Ql (iljtkl) is Q'
1 (white ft k′t ). Furthermore, the normal 22 in the X"-Y" plane on this coordinate and the Y"
The intersection angle β with the axis is expressed as normal direction data Q's (i't
j′t k″1) and rotate the Y″ axis so that this angle β becomes O. On the coordinates (X"Y"'Z"') after rotating the Y" axis, as shown in Fig. 6, the locus a Lt P-2 (x,
"V,"'z,"'). Also, the normal direction data 0ri of the normal line 22 of the tool 21 is Q"t (0゜j,
"k,").

さらに、第6図の座標上におけるY“/  Zl//平
面内における法線22とZ“軸との交差角度γ′を法線
方向データQ′1(0,j”t k’t )から求めて
、この角度γ′がOになるようにX II’軸を回転さ
せる。X”′軸を回転した後の座標(X“# Y LI
DZ ”” )上においては、第7図に示すように、移
動終了位置P2の座標はP 2  (Xz″’Wz’ 
Zx#)となる。また、工具21の法線22の法線方向
データQ1はQl  (0,0,1)となる。
Furthermore, the intersection angle γ' between the normal 22 and the Z" axis in the Y"/Zl// plane on the coordinates in FIG. 6 is calculated from the normal direction data Q'1 (0, j"t k't ). Then, rotate the XII' axis so that this angle γ' becomes O.The coordinate after rotating the X''' axis (X''# Y LI
As shown in FIG. 7, the coordinates of the movement end position P2 are P 2 (
Zx#). Further, the normal direction data Q1 of the normal line 22 of the tool 21 becomes Ql (0, 0, 1).

したがって、第3図の区間P1〜P2内において、移動
開始位@Ps  (Xt Vx Zt )および移動終
了位置P2  (X2 V2 Z2 )は第7図におけ
る移動開始位置P1 (0,O,O)および移動終了位
置P 2  (X、”’ V、”” Z、’ )となり
、第3図の法線方向データQ1は第7図において法線方
向データQs  (0,0,1)となる。
Therefore, within the section P1 to P2 in FIG. 3, the movement start position @Ps (Xt Vx Zt) and the movement end position P2 (X2 V2 Z2) are the same as the movement start position P1 (0, O, O) and The movement end position P 2 (X, "' V, "" Z, ') is obtained, and the normal direction data Q1 in FIG. 3 becomes the normal direction data Qs (0, 0, 1) in FIG. 7.

その結果、第7図の座標(X“LJ Y /l″Z n
o )上においては、移動開始位置Pl (0,O,O
)における工具21の法線22の方向が2#“軸と一致
することになる。第7図の座標(X”Y“’ z ”’
 >における工具21の移動開始位@P1と移動終了位
IP2との位置関係および工具21の法線方向は第9図
で示した従来の3軸制御のNC加工装置における工具1
の位置関係および法線方向と一致するので、第9図乃至
第11図で示した算出方法と同じ算出方法で第7図にお
ける単位除去領域24aの形状データを算出する。
As a result, the coordinates (X"LJ Y /l"Z n
o ), the movement start position Pl (0,O,O
), the direction of the normal 22 of the tool 21 coincides with the 2#" axis. The coordinates (X"Y"'z"'
The positional relationship between the movement start position @P1 and the movement end position IP2 of the tool 21 and the normal direction of the tool 21 at > are as shown in FIG.
The shape data of the unit removal area 24a in FIG. 7 is calculated using the same calculation method as shown in FIGS. 9 to 11.

そして、区1!IPI−P2の単位除去領域24aの形
状データが算出されると、次の区間P2〜P3の単位除
去falJi24bの形状データを、移動開始位IP2
おける工具21の法線方向が移動終了位[Plまで維持
されるとして算出する。
And Ward 1! When the shape data of the unit removal area 24a of IPI-P2 is calculated, the shape data of the unit removal falJi 24b of the next section P2 to P3 is calculated at the movement start position IP2.
The calculation is made assuming that the normal direction of the tool 21 at the position is maintained until the movement end position [Pl].

このように各区間P1〜P2 、P2〜P3で得られた
各単位除去領域24a、24bの形状データを加算する
ことによって全体の除去fR域の形状データが得られる
In this way, by adding the shape data of each unit removal region 24a, 24b obtained in each section P1-P2, P2-P3, shape data of the entire removal fR region can be obtained.

全体の除去領域の形状データが算出されると前述した第
2図の流れに従ってシュミレーションが実行される。
Once the shape data of the entire removal area is calculated, a simulation is executed according to the flow shown in FIG. 2 described above.

なお、第3図の実施例においては、工具21の軌跡デー
タを区間Pi〜P2と区間P2〜P3との2つの区間に
分割したが、この分割数を増加することによって、区間
内で工具21の法線方向が大きく変化した場合における
除去領域の形状データの算出精度を向上できる。
In the embodiment shown in FIG. 3, the trajectory data of the tool 21 is divided into two sections, the section Pi-P2 and the section P2-P3. By increasing the number of divisions, the tool 21 within the section can be It is possible to improve the calculation accuracy of the shape data of the removed area when the normal direction of the area changes significantly.

このように構成されたNC加工シミュレーション方法で
あれば、工具21が被削材23を順次切削加工していく
過程で工具21の法線方向(姿勢角)が変化する5軸制
師のNG加工装置のシミュレーションにおいて、たとえ
法線方向変化に伴って工具21の実際の除去領域が変化
したとしても、算出された除去領域の形状データには法
線方向の要素が組込まれているので、常に正確な除去領
域が得られることになる。その結果、この除去領域の形
状データと被削材の形状データとをプーリアン演算して
得られるシミュレーション結果が、従来の工具の法ね方
向を一定として求めたシミュレーション結果に比較して
、そのシミュレーション精度を大幅に向上できる。
With the NC machining simulation method configured in this way, NG machining using a 5-axis machine in which the normal direction (attitude angle) of the tool 21 changes during the process in which the tool 21 sequentially cuts the workpiece 23 is avoided. In the device simulation, even if the actual removal area of the tool 21 changes due to changes in the normal direction, the calculated shape data of the removal area incorporates elements in the normal direction, so it is always accurate. This results in a large removed area. As a result, the simulation results obtained by performing a Pullian operation on the shape data of the removal area and the shape data of the workpiece were found to be more accurate than the conventional simulation results obtained with the normal direction of the tool constant. can be significantly improved.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、工具の加工過程の
軌跡データを複数に分割し、各区間の工具の移動開始位
置における工具の法線方向がZ軸に一致するように座標
変換して各区間の単位除去領域を算出している。したが
って、工具の加工時における法線方向も加味した除去領
域が得られ、より正確なシミュレーション結果が得られ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the trajectory data of the tool machining process is divided into a plurality of parts, and the normal direction of the tool at the tool movement start position in each section is aligned with the Z-axis. The unit removal area for each section is calculated by coordinate transformation. Therefore, it is possible to obtain a removal area that also takes into account the normal direction during machining of the tool, and more accurate simulation results can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第7図は本発明の一実施例に係わるNC加工
シミュレーション方法を示すものであり、第1図は全体
を示すブロック図、第2図は操作および計算手順を示す
流れ図、第3図乃至第7図は工具の除去領域の算出方法
を説明するための図であり、第8図乃至第11図は従来
のNC加工シミュレーション方法における工具の除去領
域の算出方法を説明するための図であり、第12図は従
来のNC加工シミュレーション方法の問題点を説明する
ための図である。 1.21・・・工具、2,22・・・法線、3,23・
・・被削材、4a、4b、24a、24b−・・単位除
去領域、5,25・・・移動方向、11・・・工具形状
データ、12・・・工具軌跡データ、14・・・被削材
形状データ、15・・・プーリアン演算、16・・・C
R7表示装置、Pl・・・移動開始位置、P2・・・移
動終了位置、01〜Q3・・・法線方向データ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 13   第1 図 第2図 第4図     第5図 2゛。 X°゛ 第6図 x”” 第7図 第8図 y′ \8゜ 第9図    第10図 (a)       (b)          (c
)ji 11図 第12図
1 to 7 show an NC machining simulation method according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a block diagram showing the whole, FIG. 2 is a flow chart showing the operation and calculation procedure, and FIG. 7 to 7 are diagrams for explaining the method of calculating the tool removal area, and FIGS. 8 to 11 are diagrams for explaining the calculation method of the tool removal area in the conventional NC machining simulation method. FIG. 12 is a diagram for explaining the problems of the conventional NC machining simulation method. 1.21...Tool, 2,22...Normal, 3,23...
...Work material, 4a, 4b, 24a, 24b--Unit removal area, 5, 25...Movement direction, 11...Tool shape data, 12...Tool trajectory data, 14...Workpiece Cutting material shape data, 15...Pullian calculation, 16...C
R7 display device, Pl...Movement start position, P2...Movement end position, 01-Q3...Normal direction data. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 13 Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5 2゛. X°゛Fig. 6 x"" Fig. 7 Fig. 8 y' \8゜Fig.
)ji Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 工具が被削材を順次加工してゆく過程における各工具位
置の座標データとこの工具位置における工具の法線方向
データとの軌跡データを複数区間に分割し、各区間にお
ける工具の移動開始位置において工具の法線方向がZ軸
と一致するように移動開始位置の座標データと法線方向
データとを座標変換し、座標変換された後の座標上にお
ける工具の移動終了位置の座標データを算出し、この座
標上における工具の移動開始位置から移動終了位置方向
への移動方向を算出し、その移動方向がZ軸を除くX軸
とY軸とのいずれか一方の軸と一致するように座標をZ
軸回りに回転し、回転後の座標上におけるX−Y平面、
Y−Z平面、Z−X平面における、法線方向が移動開始
位置から移動終了位置まで変化しないとした工具の移動
軌跡の投影図を、平面図、正面図、側面図としてこの区
間における単位除去領域の形状データを算出し、全部の
区間における単位除去領域の形状データを加算して全体
の除去領域の形状データを算出し、この除去領域の形状
データと前記被削材の形状データとをプーリアン演算を
行なうことを特徴とするNC加工シミュレーション方法
The locus data of the coordinate data of each tool position and the normal direction data of the tool at this tool position in the process of the tool sequentially machining the workpiece is divided into multiple sections, and at the starting position of the tool movement in each section, The coordinate data of the movement start position and the normal direction data are converted so that the normal direction of the tool matches the Z axis, and the coordinate data of the tool movement end position is calculated on the coordinates after the coordinate conversion. , calculate the movement direction of the tool from the movement start position to the movement end position on these coordinates, and set the coordinates so that the movement direction coincides with either the X-axis or the Y-axis, excluding the Z-axis. Z
Rotated around the axis, X-Y plane on the rotated coordinates,
Projected views of the tool's movement locus on the Y-Z plane and Z-X plane, assuming that the normal direction does not change from the movement start position to the movement end position, are used as a plan view, front view, and side view for unit removal in this section. The shape data of the region is calculated, the shape data of the unit removal region in all sections is added to calculate the shape data of the entire removal region, and the shape data of this removal region and the shape data of the workpiece are combined using a Pullian. An NC machining simulation method characterized by performing calculations.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02131208A (en) * 1988-11-11 1990-05-21 Olympus Optical Co Ltd Lens driver
JP2011043874A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Fanuc Ltd Tool vector display device for machine tool
WO2013150905A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 株式会社日立製作所 Machining system and method

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