JPS63217405A - Production of offset curved surface data - Google Patents

Production of offset curved surface data

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JPS63217405A
JPS63217405A JP62050839A JP5083987A JPS63217405A JP S63217405 A JPS63217405 A JP S63217405A JP 62050839 A JP62050839 A JP 62050839A JP 5083987 A JP5083987 A JP 5083987A JP S63217405 A JPS63217405 A JP S63217405A
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curved surface
offset
offset curved
tool
patch
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伸夫 佐々木
Tetsuzo Kuragano
哲造 倉賀野
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Sony Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the excessive cut-off of a processing curved surface due to the blade edge of a tool by interpolating a 2nd tubular offset curved surface and a 3rd offset curved surface for a corner part or a boundary curve that produces a discontinuous space. CONSTITUTION:When a tool moves over a boundary curve that does not satisfy the conditions for continuation of connected planes or a sharp corner part, a 2nd offset curved surfaces COFF12, COFF23 and COFF31 and a 3rd offset curved surface DOFF23 are interplated so that the connection is secured to a 1st offset curved surfaces SOFF1-SOFF3 set opposite to patches S(u,v)1.S(u,v)3 respectively. Thus it is possible to ensure the control so that the tool can pass through a tool route on an offset curved surface formed by said 1st-3rd offset curved surfaces (SOFF1-SOFF3), (COFF12, COFF23, COFF31), (DOFF123). As a result, a cutting process is carried out without cutting off excessively a free curved surface serving as the cutting target when a machine tool is used for cutting.

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be explained in the following order.

A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術(第9図及び第10図) D発明が解決しようとする問題点(第9図〜第16図) E問題点を解決するための手段(第1図〜第8図)F作
用(第1図〜第8図) G実施例(第1図〜第8図、第13図及び第14図) H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明はオフセット曲面データ作成方法に関し、例えば
CA D (computer aided desi
gn)、又はCAM (coa+puter aide
d a+anufacturing)などにおいて生成
された自由曲面を表すデータを用いて当該自由曲面をも
った外形形状の製品を切削加工するための工具径路デー
タを作成する場合に適用して好適なものである。
A: Industrial field of application B: Outline of the invention C: Prior art (Figures 9 and 10) D: Problems to be solved by the invention (Figures 9 to 16) E: Means for solving the problems (Fig. 1 to Fig. 8) F Effect (Fig. 1 to Fig. 8) G Example (Fig. 1 to Fig. 8, Fig. 13 and Fig. 14) H Effect of the invention A Industrial application field The present invention relates to a method for creating offset curved surface data, for example, using computer aided design (CAD) technology.
gn), or CAM (coa+puter aide
This method is suitable for use in creating tool path data for cutting a product having an external shape having the free-form surface using data representing a free-form surface generated in a process such as d a + manufacturing.

B発明の概要 本発明は、隣接するパッチを渡る工具の径路を表すオフ
セット曲面データを作成する方法において、境界曲線に
おいて接平面連続の条件が成り立たない条件の下に接続
されたパッチ又は尖った角度を有するパッチについて、
オフセット曲面データが互いに不連続になる部分にオフ
セット曲面データを補間することにより、境界曲線位置
において工作機械の工具を削り過ぎさせないように制御
し得る。
B. Summary of the Invention The present invention provides a method for creating offset curved surface data representing the path of a tool across adjacent patches, in which patches or sharp angles are connected under the condition that the condition of tangent plane continuity does not hold in the boundary curve. For patches with
By interpolating the offset curved surface data at the portion where the offset curved surface data is discontinuous with each other, it is possible to control the tool of the machine tool so as not to overcut at the boundary curve position.

C従来の技術 例えばCADの手法を用いて自由曲面をもった物体の形
状をデザインする場合(geometric n+od
e1ing) 、一般にデザイナは、曲面が通るべき3
次元空間における複数の点(これを節点と呼ぶ)を指定
し、当該指定された複数の節点を結ぶ境界曲線網を所望
のベクトル関数を用いてコンピュータによって演算させ
ることにより、いわゆるワイヤーフレームで表現された
曲面を作成する。かくして境界曲線によって囲まれた多
数の枠組み空間を形成することができる(このような処
理を枠組み処理と呼ぶ)。
C Conventional technology For example, when designing the shape of an object with a free-form surface using a CAD method (geometric n+od
e1ing), designers generally specify 3 that the curved surface should pass through.
By specifying multiple points in a dimensional space (these are called nodes) and having a computer calculate a boundary curve network connecting the specified multiple nodes using a desired vector function, it can be expressed in a so-called wire frame. Create a curved surface. In this way, a large number of framework spaces surrounded by boundary curves can be formed (such processing is called framework processing).

かかる枠組み処理によって形成された境界曲線網は、そ
れ自体デザイナがデザインしようとする大まかな形状を
表しており、各枠組み空間を囲む境界曲線を用いてパラ
メトリックなベクトル関数によって表現できる曲面を補
間演算することができれば、全体としてデザイナがデザ
インした自由曲面(2次関数で規定できないものをいう
)を生成することができる。ここで各枠組み空間に張ら
れた曲面は全体の曲面を構成する基本要素を形成し、こ
れをパッチと呼ぶ。
The boundary curve network formed by such framework processing itself represents the rough shape that the designer is trying to design, and a curved surface that can be expressed by a parametric vector function is calculated using interpolation using the boundary curves surrounding each framework space. If it is possible to do so, it is possible to generate a free-form surface (which cannot be defined by a quadratic function) that is designed by the designer as a whole. Here, the curved surfaces stretched across each framework space form basic elements constituting the entire curved surface, and these are called patches.

ところで生成した自由曲面全体としてより自然な外形形
状をもたせるためには、境界曲線を挟んで隣接する枠組
み空間に、当該境界曲線において接平面連続の条件を満
足するようなパッチを張るように、境界曲線周りの制御
辺ベクトルを設定し直すようにした自由曲面作成方法が
提案されている(特願昭60−277448号)。
By the way, in order to give the generated free-form surface a more natural external shape as a whole, it is necessary to create a boundary by placing a patch in the adjacent framework space across the boundary curve such that the boundary curve satisfies the condition of tangent plane continuity. A free-form surface creation method has been proposed in which the control side vectors around the curve are reset (Japanese Patent Application No. 60-277448).

この自由曲面作成方法は、例えば第9図に示すように2
つのパッチS tut w)+及びS (un 1) 
!を滑らかに接続するために、枠組み処理によって与え
られた節点P(@@)、P txo)l 、P T33
) l % P tox+、P <xs+ t 、P 
(31)) tに基づいて、隣接するパッチS (Il
l Vl 1及びS (un vl Zの境界曲線cO
M12において接平面連続の条件が成り立つような制御
辺ベクトルa l % a 寞及びC,、c、を設定し
、これらの制御辺ベクトルによって内部制御点P(1)
1)、P(1□、及びP tx、t −、P <Iz□
を設定し直すことを原理としている。
This free-form surface creation method can be used, for example, as shown in Figure 9.
two patches S tut w) + and S (un 1)
! In order to smoothly connect the nodes P(@@), P txo)l , P T33 given by framework processing,
) l % P tox+, P <xs+ t, P
(31)) Based on t, the adjacent patch S (Il
l Vl 1 and S (un vl Z boundary curve cO
Set the control edge vectors a l % a 寞 and C,,c, such that the condition of tangent plane continuity holds in M12, and use these control edge vectors to set the internal control point P(1).
1), P(1□, and P tx, t −, P <Iz□
The principle is to reset the .

このような手法をパッチS (u、 v+ 1及びS 
(un Vl tを囲む他の境界曲線についても適用す
れば、結局パッチ5(Ill vl l及びS (un
 vl 2は隣接するパッチと接平面連続の条件の下に
滑らかに接続される。
This method can be applied to patches S (u, v+ 1 and S
(un Vl l and S (un
vl 2 is smoothly connected to adjacent patches under the condition of tangent plane continuity.

この明細書において、 接平面とは境界曲線の各点にお
けるU方向及びV方向の接線ベクトルによって形成され
る平面を意味し、 例えば第9図の境界曲線C0M12
上の各点について、パッチS(。、Vl、及びS (u
+v□の接平面が同一のとき接平面連続の条件が成り立
つ。
In this specification, a tangential plane means a plane formed by tangent vectors in the U direction and V direction at each point of a boundary curve, for example, the boundary curve C0M12 in FIG.
For each point above, the patch S(., Vl, and S(u
When the tangent planes of +v□ are the same, the condition of tangent plane continuity holds true.

すなわち境界曲線C0M12上の点(0,v)について
の接平面連続の条件は第10図に示すようにして決めら
れる。すなわちパッチS (un vl 1について、
境界曲線C0M12を横断する方向(すなわちU方向)
の接線ベクトルH1、及び境界曲線C0M12に沿う方
向(すなわちV方向)の接線ベクトルH2の法線ベクト
ルn、は、n+=HaxHb          +・
+++ (1)で表され、またパッチS (un v)
 Zについて、境界曲線C0M12を横断する方向の接
線ベクトルHc及び境界曲線C0M12に沿う方向の接
線ベクトルH1の法線ベクトルn2は、 n2= flex Ht、          ・・・
・・−(2)で表される。
That is, the conditions for tangent plane continuity regarding the point (0, v) on the boundary curve C0M12 are determined as shown in FIG. That is, for patch S (un vl 1,
Direction across the boundary curve C0M12 (i.e. U direction)
The tangent vector H1 of , and the normal vector n of the tangent vector H2 in the direction along the boundary curve C0M12 (that is, the V direction) are n+=HaxHb +・
+++ (1) and patch S (un v)
Regarding Z, the normal vector n2 of the tangent vector Hc in the direction across the boundary curve C0M12 and the tangent vector H1 in the direction along the boundary curve C0M12 is n2=flex Ht,...
...-(2) is expressed.

このような条件の下に、接平面連続というためには、接
線ベクトルH,、H,及びHc、Hbが同一平面に存在
しなければならず、その結果法線ベクトルn1及びn2
は同一方向を向くことになる。
Under these conditions, for tangent plane continuity, tangent vectors H, , H, and Hc, Hb must exist on the same plane, and as a result, normal vectors n1 and n2
will point in the same direction.

これを実現するためには、次式 %式%(3) が成り立つように、 内部制御点P(IllI 〜P 
(tHl及びPil1)2〜P、tt、tを設定すれば
良い、ここでλ(V)、μ(■)、ν (V)はスカラ
量である。
In order to realize this, the internal control point P(IllI ~ P
(tHl and Pil1)2~P, tt, and t may be set, where λ(V), μ(■), and ν(V) are scalar quantities.

またパッチS (un vl l及びS(u、v、!は
次式5式% のように、3次のベジェ弐でなるパラメトリックなベク
トル関数S !u+ vl を用いて表現する。U及び
■はU方向及びV方向のパラメータ、E及びFはシフト
演算子である。
In addition, the patch S (un vl l and S(u, v, ! are expressed using a parametric vector function S !u+ vl which is a cubic Bezier 2, as shown in the following equation 5. U and ■ are The U-direction and V-direction parameters E and F are shift operators.

D発明が解決しようとする問題点 このようにして生成されたパッチ5(Ill vl  
(S (u、vlいS(+++ +/l 2>で表され
る外形形状の製品を例えば3軸制御型NCフライス盤を
用いて切削加工しようとする場合、フライス盤の工具を
次式5式%(5) のように、 切削目標となるパッチS Lu、v) (
S (un vl I % S fu+ vl りの表
面を表す位置データをオフセットベクトルF (n)だ
け移動した面でなるオフセット曲面S。FFI及びS。
D Problems to be Solved by the Invention Patch 5 (Ill vl) generated in this way
(S (u, vl S(+++ +/l 2) As in (5), the patch S Lu, v) (
An offset curved surface S formed by a surface obtained by moving the position data representing the surface of S (un vl I % S fu+ vl ) by an offset vector F (n).FFI and S.

vrtを生成すればここでオフセットベクトルF (n
)は、第1)図に示すように、 パッチs1゜1))l
及びS (u、 vr Zの法線ベクトルnを変数とじ
かつ工具刃先の形状によって決まる関数で、 パッチS
 (+++ IT) l及びS、。5.】2上の点を始
点としかつ工具内に定めた基準点を終点とするベクトル
でなり、工具の基準点がオフセット曲面S OF r 
(S OF F l、S orrt)上を移動したとき
刃先が加工目標であるパッチS (unVl  (S 
TLl+IT)イS (unw)z)の表面に沿って移
動し得るような関数に予め決められている。
If vrt is generated, the offset vector F (n
), as shown in Figure 1), patch s1゜1))l
and S (u, vr A function that holds the normal vector n of Z as a variable and is determined by the shape of the tool cutting edge, and the patch S
(+++ IT) l and S,. 5. 】2 is a vector whose starting point is a point on the tool and whose end point is a reference point set in the tool, and the reference point of the tool is the offset curved surface S OF r
(S OF F l, S orrt) When moving over the patch S (unVl (S
It is predetermined to be a function that can move along the surface of TLl+IT)iS (unw)z).

実際上3軸制御型NCフライス盤は工具をその刃先を下
方に(Z軸方向)に向けるような構成のものが用いられ
ている。例えば工具として刃先が球状のボールエンドミ
ルMBを使用した場合、オフセットベクトルF (n)
は、第12図に示すように、 F (n) = Rn          ・・・・・
・(7)と表し得、パッチS<LIIV) (S(un
VIIs S+u+v+t)上における刃先の接触点C
Oから法線nの方向に、刃先の半径Rだけ離れた中心点
Oが基準点に選定される。
In practice, a 3-axis controlled NC milling machine is configured such that the cutting edge of the tool is directed downward (in the Z-axis direction). For example, if a ball end mill MB with a spherical cutting edge is used as a tool, the offset vector F (n)
As shown in Figure 12, F (n) = Rn...
・It can be expressed as (7), where patch S<LIIV) (S(un
VIIs Contact point C of the cutting edge on S+u+v+t)
A center point O, which is separated by the radius R of the cutting edge in the direction of the normal n from O, is selected as the reference point.

同様にして、工具としては、先端が平坦なフラットエン
ドミル型のもの、ボールエンドミル及びフラットエンド
ミルの混合型のものなどがあり、それぞれ刃先のパッチ
S(u・VII%5(II・v)2との接触点から基準
点までの距離及び方向がオフセットベクトルF (n)
によって予め決められている。
Similarly, tools include flat end mill types with flat tips, and mixed types of ball end mills and flat end mills, each with a patch S(u・VII%5(II・v)2) The distance and direction from the contact point to the reference point is the offset vector F (n)
is predetermined by.

このようにして、(5)式及び(6)式で表されるオフ
セット曲面S。FFI及びS。ア、の曲面データを工作
機械の制御装置に入力することにより、工具をその基準
点がオフセット曲面S。F、及びSo、、、によって表
される曲面上を移動するように制御すれば、 その刃先
がパッチS (un v□及びS(。、V□を表す自由
曲面を切削加工して行く。
In this way, the offset curved surface S expressed by equations (5) and (6). FFI and S. By inputting the curved surface data of (a) into the control device of the machine tool, the tool can be adjusted so that its reference point is the offset curved surface S. If the cutting edge is controlled to move on the curved surface represented by F, and So, .

ここで、 第1θ図について上述したように、互いに隣
接する2つのパッチS (、、v) +、及びS (u
lwr を間が接平面連続の条件の下に接続されている
場合には、境界曲線C0M12の位置において、パッチ
S (un v) l及びS (III V□の法線ベ
クトルが互いに一致することにより、切削作業時に入力
されるオフセット曲面S、、、、及びS。WF□((5
)式及び(6)式)が互いに等しくなる。従って工具は
パッチS IIl+ v) I及びS (un v□の
表面を切削作業するときと同じ条件の下に、境界曲線を
スムー 。
Here, as described above with respect to Fig. 1θ, two patches S (,, v) + and S (u
If lwr are connected under the condition of tangent plane continuity, at the position of the boundary curve C0M12, the normal vectors of patches S (un v) l and S (III V□ coincide with each other) , offset curved surface S, , , and S.WF□((5
) and (6) are equal to each other. Therefore, the tool smooths the boundary curve under the same conditions as when cutting the surfaces of patches SIIl+v)I and S(unv□).

ズに渡りながら切削加工を続けることができる。The cutting process can be continued while the cutting process is being carried out.

しかし第13図に示すように、 隣接する2つのパッチ
S (un IT) l及びS (u、vl tが境界
曲線C0M12において接平面連続の条件が成り立たな
い不連続な状態で接続されている場合には、パッチS 
(Ill vl l及び5(III V) tの法線ベ
クトルが互いに等しくならないので、当該境界曲線C0
M12の位置においてオフセット曲面S。FFI及びS
。FFtが境界曲線C0M12の位置近傍において欠落
して不連続空間(いわゆる隙間)GP12が生ずる問題
がある。
However, as shown in Fig. 13, when two adjacent patches S (un IT) l and S (u, vl t) are connected in a discontinuous state where the condition of tangent plane continuity does not hold at the boundary curve C0M12. Patch S
(Ill vl l and 5(III V) Since the normal vectors of t are not equal to each other, the boundary curve C0
Offset curved surface S at position M12. FFI and S
. There is a problem in that FFt is missing near the position of the boundary curve C0M12, resulting in a discontinuous space (so-called gap) GP12.

第13図において、P、。Hl及びpcoNzはそれぞ
れパッチS (un ill +及びS (1)1)1
□を所定の大きさに切り出すための制御点を示し、これ
らの制御点によってパッチS (un vl I及びs
 (u、 vl 、の値がサンプリングされると共に、
(5)式及び(6)式によってオフセット曲面S。FF
I及びS。Foを形成する位置データP OF F +
及びPOFFZが演算される・かくして4つの位置デー
タP。FF1% Porrzによって囲まれる多数の面
素を連接してなるオフセット多面体が形成され、このオ
フセット多面体によってオフセット曲面S。FFI及び
S。Foが表される。
In FIG. 13, P. Hl and pcoNz are patch S (un ill + and S (1)1)1 respectively
The control points for cutting out □ to a predetermined size are shown, and the patch S (un vl I and s
(The values of u, vl, are sampled and
The offset curved surface S is obtained by equations (5) and (6). FF
I and S. Position data P OF F + forming Fo
and POFFZ are calculated. Thus, four position data P. An offset polyhedron is formed by connecting a large number of surface elements surrounded by FF1% Porrz, and an offset curved surface S is formed by this offset polyhedron. FFI and S. Fo is represented.

ところがこの不連続空間においては、パッチs 、、、
 vl 、及びS (、、+ v) Rの境界曲線C0
M12位置まで切削作業を続けてきた工具が、境界曲線
C0M12の近傍において異常な移動軌跡を描くような
動作をするおそれがあり、これを放置すれば、被加工対
象の境界曲線C0M12の部分を不必要に削り落とすお
それがある(この現象を工具干渉と呼ぶ)。
However, in this discontinuous space, the patch s ,...
vl , and S (,,+v) boundary curve C0 of R
There is a risk that the tool that has continued cutting work up to the M12 position may move in an abnormal movement trajectory in the vicinity of the boundary curve C0M12, and if this is left unaddressed, the part of the workpiece on the boundary curve C0M12 may be damaged. There is a risk that the tool will be scraped off (this phenomenon is called tool interference).

これに加えて第14図に示すように、3枚のパッチS 
(III vl I s S (un vl 2、S 
(un vl 3を境界曲線C0M12、C0M23、
C0M31を介して互いに接続しようとするとき、境界
曲線C0M12、C0M23、C0M31において接平
面連続の条件が成り立たない場合には、 パッチS i
Ll+ ITIい5(un vl Z、S (III 
V) 3に対向するオフセット曲面5t)FF1% 5
OFF!、S、、、、間に不連続空間GP12、GP2
3、GP31が生ずるのみならず、3本の境界曲線C0
M12、C0M23、C0M31が集まって来る節点P
、。、II3がある角部が尖った形状をもつためにこの
角部に対応する不連続空間GP123が生ずる。
In addition to this, as shown in Figure 14, three patches S
(III vl I s S (un vl 2, S
(un vl 3 as boundary curves C0M12, C0M23,
When trying to connect to each other via C0M31, if the condition of tangent plane continuity does not hold in the boundary curves C0M12, C0M23, and C0M31, patch S i
Ll+ ITI 5 (un vl Z, S (III
V) Offset curved surface facing 3 5t) FF1% 5
OFF! , S, , , discontinuous space GP12, GP2
3. Not only GP31 occurs, but also three boundary curves C0
Node P where M12, C0M23, and C0M31 come together
,. , II3 have a sharp corner, a discontinuous space GP123 corresponding to this corner is generated.

従ってパッチS llllVII% S turv+t
SS <unvrsによって形成された自由曲面に尖っ
た形状の角部がある場合には、不連続空間GP123に
おいて工具が異常な移動軌跡を描くような動作をすれば
、工具干渉が生ずるおそれがある。
Therefore, the patch S llllVII% S turv+t
If the free-form surface formed by SS <unvrs has a sharp corner, tool interference may occur if the tool moves in such a way as to draw an abnormal movement trajectory in the discontinuous space GP123.

゛この問題を解決する方法として、例えば第15図に示
すように、 工具が径路Wlに沿って第1のオフセット
曲面S。2.を通って不連続空間GP12に来たとき、
 オフセット曲面データの欠落を検出して一旦工具を上
方に逃避させ、この逃避径路W2を通る間に工具を第1
のオフセット曲面S、、、、から第2のオフセット曲面
S。FF!に渡らせ、以後工具を第2のオフセット曲面
S。FF、を通って径路W3に沿って移動させるように
する方法が節易な方法として考えられる。
``As a method to solve this problem, for example, as shown in FIG. 15, the tool is moved along the path Wl to the first offset curved surface S. 2. When you come to discontinuous space GP12 through
The missing offset curved surface data is detected and the tool is temporarily escaped upward, and while passing through this escape path W2, the tool is
A second offset curved surface S from the offset curved surface S, , , . FF! After that, move the tool across the second offset curved surface S. An easy method would be to move it along the path W3 through the FF.

しかしこの方法によると、例えば、第15図との対応部
分に同一符号を付して第16図に示すように、工具の移
動制御以外の目的で、オフセット曲面S。F、及びS。
However, according to this method, for example, as shown in FIG. 16, in which parts corresponding to those in FIG. 15 are given the same reference numerals, the offset curved surface S is created for purposes other than tool movement control. F, and S.

FF2間の不連続空間GP12に相当する位置に、パッ
チSTu・v)I〜S(a・v)!より低い位置データ
をもつパッチS (un V) Xを差し込むことがで
きるようなバックアップデータが別途用意されていたよ
うな場合には、工具が対応するオフセット曲面データで
なる径路WXにまで下降してパッチS lu+ vl 
I及びS (un V) 1を誤って過度に削り落すお
それがある。
At the position corresponding to the discontinuous space GP12 between FF2, the patch STu・v)I~S(a・v)! If backup data is prepared separately that allows the patch S (un V) X with lower position data to be inserted, the tool will descend to the path W Patch S lu+ vl
I and S (un V) 1 may be accidentally scraped off excessively.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、オフセッ
ト曲面データ間に不連続空間が生じた場合にも、切削し
ている加工形状に対して工具干渉を生じさせないような
オフセット曲面データを容易に作成し得るようにしたオ
フセット曲面データ作成方法を提案しようとするもので
ある。
The present invention has been made in consideration of the above points, and even if a discontinuous space occurs between the offset curved surface data, the offset curved surface data can be generated so as not to cause tool interference with the machining shape being cut. This paper attempts to propose a method for creating offset curved surface data that can be easily created.

E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、順次接
続されたパッチS (LIIV)い 5(un vl 
Z、S (un w)2によって形成された自由曲面を
切削目標として工具の移動径路を表すオフセット曲面デ
ータを生成するオフセット曲面データ作成方法において
、パッチS (unVIIs S (u+Vl!s S
 +IIIVI:lに対向する第1のオフセット曲面S
。FF1%  5OFF□、S、、、3を表す第1のデ
ータと、パッチS (un vlいS (un v) 
t、S Tu+ Vl sノ境界曲線C0M12、C0
M23、C0M31のうち接平面連続の条件を満足しな
い境界曲線上の位置に対して所定の半径だけ離れた位置
に形成された管状曲面を有する第2のオフセット曲面G
。r r + z 、に o r F z x 、に 
OF y ffIを表す第2のデータとを作成し、又は
第1及び第2のデータと、 パッチS (un v) 
1%  S (un vl !、S (u、 vl s
〕境界曲線C0M12、C0M23ミC0M31の端部
にある角部のうち尖った角部に対して所定の半径だけ離
れた位置に形成される球状曲面を有する第3のオフセッ
ト曲面り。F、23を表す第3のデータとを作成し、第
1のデータに対して第2のデータ、又は第2及び第3の
データを補間することにより、接平面連続の条件を満足
しない境界曲線及び尖った角部を工具が渡る際に切削目
標となる自由曲面を過度に切削しない移動径路を形成す
るようにする。
E Means for Solving Problems In order to solve these problems, in the present invention, sequentially connected patches S (LIIV) 5 (un vl
In an offset curved surface data creation method that generates offset curved surface data representing a tool movement path using a free-form surface formed by Z, S (un w)2 as a cutting target, a patch S (unVIIs S (u+Vl!s S
+IIIVI: first offset curved surface S facing l
. The first data representing FF1% 5OFF□, S, , 3 and the patch S (un vl S (un v)
t, S Tu+ Vl s boundary curve C0M12, C0
A second offset curved surface G having a tubular curved surface formed at a position separated by a predetermined radius from a position on the boundary curve that does not satisfy the tangent plane continuity condition among M23 and C0M31.
. r r + z, to o r F z x, to
second data representing OF y ffI, or the first and second data, and a patch S (un v).
1% S (un vl !, S (u, vl s
] A third offset curved surface having a spherical curved surface formed at a position separated by a predetermined radius from a sharp corner among the corners at the ends of the boundary curves C0M12, C0M23 and C0M31. By creating third data representing F, 23 and interpolating the second data or the second and third data to the first data, a boundary curve that does not satisfy the condition of tangent plane continuity can be obtained. and to form a movement path that does not excessively cut a free-form surface that is a cutting target when the tool crosses a sharp corner.

F作用 接平面連続の条件を満足しない境界曲線、又は尖った角
部を渡るように工具が移動する際に、パッチS fu+
 V) I % Sfu+ V) t、5(un V)
 3に対向する第1のオフセット曲面5OFFI% 5
oryz、S 、、、、に接続するように、第2のオフ
セット曲面Corr+g、COF F Z 3、 G 
o r r z l及び第3のオフセット曲面D o 
r F l□3を補間するようにしたことにより、当該
第1、第2、第3のオフセット曲面(SOFFいS、、
、、、S 0FF3)、  CG OF F + 2 
、G OF F t 3、GOFFffl )・ (D
OFFI!ff)によって形成されるオフセット曲面上
の工具径路を通って工具を移動させるように制御するこ
とができ、かくして工作機械によって切削目標となる自
由曲面を過度に切削しないように切削加工することがで
きる。
When the tool moves across a boundary curve or a sharp corner that does not satisfy the condition of continuity of the F action tangent plane, the patch S
V) I % Sfu+ V) t, 5(un V)
1st offset curved surface facing 3OFFI% 5
oryz, S , , , the second offset curved surface Corr+g, COF F Z 3, G
o r r z l and the third offset curved surface D o
By interpolating rFl□3, the first, second, and third offset curved surfaces (SOFFS, ,
,,, S 0FF3), CG OF F + 2
, G OF F t 3, GOFFffl )・ (D
OFFI! The tool can be controlled to move through the tool path on the offset curved surface formed by ff), and thus the machine tool can perform cutting without excessively cutting the free-form surface that is the cutting target .

かくして予め生成され自由曲面を確実に加工製品として
切削加工し得るような工具径路を表すオフセット曲面デ
ータを容易に作成、し得る。
In this way, it is possible to easily create offset curved surface data representing a tool path that is generated in advance and can be reliably cut into a processed product.

G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。G example An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(G1)第1の実施例 第1図は3軸制御型ボールエンドミルを使用したフライ
ス盤を加工する場合を示し、オフセット曲面データ作成
装置の中央処理ユニッ) (CPU)は、予め自由曲面
作成装置によってデザインされた多数のパッチS (u
+vlイS (u+vl!s S (unv13・・・
・・・(第4図及び第5図)のデータを必要に応じて読
み出しながらステップSPlからオフセット曲面データ
の補間演算プログラムに入る。
(G1) First Embodiment Figure 1 shows the case of machining with a milling machine using a 3-axis controlled ball end mill. A large number of designed patches S (u
+vl S (u+vl!s S (unv13...
. . . (FIGS. 4 and 5) is read out as necessary, and an interpolation calculation program for offset curved surface data is entered from step SP1.

先ずオフセット曲面データ作成装置は、続くステップS
P2において別途オペレータがキーボード等の入力装置
を用いて入力した工具の形状データに基づいて、加工目
標となるパッチS 、u、 V) 、、S (@* v
lい5Tut vl 3・・・・・・に対するオフセッ
ト曲面のオフセットIP (n)((7)式)を決める
First, the offset curved surface data creation device performs the following step S.
In P2, patches S , u, V) , S (@* v
Determine the offset IP (n) (formula (7)) of the offset curved surface for 15Tut vl3...

続いてオフセット曲面データ作成装置はステップSP3
に移って各パッチS (un vl l、S (+a+
 vl z、S tu+ vl s・・・・・・をそれ
ぞれ多数の四辺形面素に切り出して、上述の(5)式及
び(6)式に基づいて第1のオフセット曲面を発生して
これをオフセット曲面5OFF (5OFFI% 5o
vrz−、5OFF!・・・・・・)としてメモリに蓄
積する。
Next, the offset surface data creation device performs step SP3.
, and each patch S (un vl l, S (+a+
vl z, S tu+ vl s... are each cut out into a large number of quadrilateral surface elements, and a first offset curved surface is generated based on the above equations (5) and (6), and this is Offset curved surface 5OFF (5OFFI% 5o
vrz-, 5OFF! ...) is stored in memory.

続いてオフセット曲面データ作成装置はステップSP4
に移ってパッチS (1)1)1)1%  S <ur
w>z、S (MI Vl 3・・・・・・のデータに
基づいて、その境界曲線について、上述の(1)弐〜(
3)式によって表される接平面連続の条件が成り立つか
否かの判断をする。
Next, the offset surface data creation device performs step SP4.
Moving on to the patch S (1) 1) 1) 1% S < ur
w>z, S (MI Vl 3... Based on the data of the boundary curve, the above (1) 2 ~ (
3) Determine whether the condition of tangential plane continuity expressed by the equation holds.

実際上デザインされた自由曲面は、多数のパッチが境界
曲線を介して順次接続されており、オフセット曲面デー
タ作成装置は全ての境界曲線について接平面連続の条件
が成り立っていない境界曲線を検出する処理を実行する
A free-form surface that is actually designed has a large number of patches connected sequentially via boundary curves, and the offset surface data creation device is a process that detects boundary curves for which the condition of tangent plane continuity does not hold for all boundary curves. Execute.

この接平面連続の条件が成り立たない境界曲線は、第1
に上述の(1)式及び(2)式に基づいて求めることが
でき、隣接するパッチS (un vl l及びS(u
n V) 2間、S <un vl z及びS(un 
vl、1間、・・・・・・の境界曲線についての法線ベ
クトルn1及びn2が一致していないとき検出され、ま
た第2に境界曲線に隣接するパッチが存在しないとき検
出される。
The boundary curve for which this tangent plane continuity condition does not hold is the first
can be calculated based on the above equations (1) and (2), and the adjacent patches S (un vl l and S(u
n V) between 2, S <un vl z and S(un
It is detected when the normal vectors n1 and n2 for the boundary curve between vl, 1, . . . do not match, and secondly, it is detected when there is no patch adjacent to the boundary curve.

オフセット曲面データ作成装置は続くステップSP5に
おいて、接平面連続の条件が成り立たない境界曲線につ
いて管状の第2のオフセット曲面Gorr(すなわち第
4図の場合C0F□2、また第5図の場合G OF t
 t t s COF F t ! 、G OF F 
z l)を生成する。
In the following step SP5, the offset curved surface data creation device generates a tubular second offset curved surface Gorr (that is, C0F□2 in the case of FIG. 4, and G OF t in the case of FIG. 5) for the boundary curve where the condition of tangent plane continuity does not hold.
t t s COF F t! , G.O.F.F.
z l).

例えば第13図について上述したように、2枚のパッチ
S (un v) I及びS 、、、 v、 、が境界
面icOM12において接平面連続の条件が成り立たな
いような条件の下に接続されているとき、オフセット曲
面データ作成装置は、境界曲線C0M12上の各点につ
いて第2図に示すようにオフセットベクトルF (n)
の長さIP(n)l(ボールエンドミルの場合半径R)
を半径としかつ断面が半円形の管状曲面を生成し、この
管状曲面を第2のオフセット曲面Copy (= Co
rrtx)として用いる。
For example, as described above with reference to FIG. 13, two patches S (un v) I and S , , v, are connected under the condition that the condition of tangent plane continuity does not hold at the interface icOM12. 2, the offset curved surface data creation device generates an offset vector F (n) for each point on the boundary curve C0M12 as shown in FIG.
Length IP(n)l (radius R for ball end mill)
Generate a tubular curved surface with a radius of
rrtx).

かくして第2のオフセット曲面Corr (=C0t□
2)は、境界面1cOM12上の任意の点において、パ
ッチ5(Ill vl I及びS (un IT) t
に対向するオフセット曲面SOF□及びS。FFtに連
接し、かつオフセット曲面S。F□及びS。FF2間の
不連続空間CPを境界曲線C0M12から距離IF(n
)l(−R)だけ離れた位置においてオフセット曲面G
oer (=Govvlt>によって覆うようなオフセ
ット曲面の補間ができることになる。
Thus, the second offset curved surface Corr (=C0t□
2) at any point on the interface 1cOM12, the patch 5(Ill vl I and S (un IT) t
Offset curved surfaces SOF□ and S facing each other. An offset curved surface S connected to FFt. F□ and S. Discontinuous space CP between FF2 is defined by distance IF(n
)l(-R) at a position away from the offset curved surface G
It is possible to interpolate an offset curved surface that is covered by oer (=Govvlt>).

ところで実際上3軸制御型ボールエンドミルでなる工具
は、Z軸方向に上方から下方に向かって取り付けられて
いるので、第2のオフセット曲面CarF(= Cor
rtz)に沿って工具を移動させる際には、管状曲面の
うち上半部だけが有効に使用されることになる。 従っ
てオフセット曲面データ作成装置は第3図に示すように
、境界曲線C0M12上の切出し点P0〜P4の位置に
ついて上半円(P@、〜P、、)〜(p、^〜P4.)
を描くように断面が半円形の管状曲面が第2のオフセッ
ト曲面Gorr (= Corrtx)として用いられ
る。
By the way, in practice, a tool consisting of a 3-axis controlled ball end mill is installed from top to bottom in the Z-axis direction, so the second offset curved surface CarF (= Cor
rtz), only the upper half of the tubular curved surface is effectively used. Therefore, as shown in FIG. 3, the offset curved surface data creation device calculates the positions of the cutout points P0 to P4 on the boundary curve C0M12 from the upper semicircle (P@, ~P,,) to (p, ^ ~ P4.)
A tubular curved surface with a semicircular cross section as shown in FIG. 1 is used as the second offset curved surface Gorr (=Corrtx).

同様にして第14図について上述したように、3枚のパ
ッチS (Ill vl I % S (Ill IT
l 2、S (u、vl 3が境界曲線C0M12、C
0M23、C0M31において接平面連続の条件が成り
立たないような条件の下に情続されているとき、オフセ
ット曲面データ作成装置は、境界曲線C0M12、C0
M23、C0M31上の各点についてオフセットベクト
ルF (n)の長さIF (n)I  (=R)を半径
とする断面が半円形の管状曲面でなるオフセット曲面c
orpを生成する。
Similarly, as described above with respect to FIG.
l 2, S (u, vl 3 is the boundary curve C0M12, C
When data is generated under conditions such that the tangent plane continuity condition does not hold at 0M23 and C0M31, the offset curved surface data creation device generates boundary curves C0M12 and C0.
For each point on M23 and C0M31, the offset vector F (n) length IF (n) I (=R) is the offset curved surface c whose cross section is a semicircular tubular curved surface.
Generate orp.

オフセット曲面データ作成装置は続くステップSP6に
おいて、パッチS (un Vl 1、S (un ’
vl K・・・・・・の曲面データから、尖っている角
部を検出する。
In the following step SP6, the offset surface data creation device creates the patch S (un Vl 1, S (un '
vl K... Detect sharp corners from the curved surface data.

この検出処理は、各パッチを取り囲む境界曲線の両端の
節点について、当該節点に複数本の境界曲線が集まって
来ているとき、オフセット曲面データ作成装置は接平面
連続の条件を満足する境界曲線が少なくとも1本台まれ
ていれば、当該節点が存在する角部は尖っていないと判
断し、これに対して第1に、接平面連続の条件を満足す
る境界曲線がないとき、又は第2に隣接位置に接続すべ
きパッチがないとき、当該節点がある角部は尖っている
と判断する。
In this detection process, when multiple boundary curves are gathered at the node at both ends of the boundary curve surrounding each patch, the offset curve data creation device detects the boundary curve that satisfies the condition of tangent plane continuity. If at least one corner exists, it is determined that the corner where the node exists is not sharp. When there is no patch to be connected to the adjacent position, the corner where the node is located is determined to be sharp.

例えば、3枚のパッチS (u+ Ill l、 S 
(III Vl t、S(+a、vl sを互いに接続
するとき、節点P、。)1)mには3本の境界曲線C0
M12、C0M23、C0M31が集まって来ているが
、これらの境界曲線C0M12、C0M23、C0M3
1はいずれも接平面連続の条件が成り立っていないので
、オフセット曲面データ作成装置は境界曲線C0M12
、C0M23、 C0M31の一端部にある節点P、。
For example, three patches S (u+ Ill l, S
(III Vl t, S (+a, vl s when connected to each other, node P,.) 1) m has three boundary curves C0
M12, C0M23, C0M31 are coming together, but these boundary curves C0M12, C0M23, C0M3
1, the condition of tangent plane continuity is not satisfied in any case, so the offset curved surface data creation device uses the boundary curve C0M12.
, C0M23, and the node P at one end of C0M31.

、l!、が存在する部分は、尖っていると判断する。,l! , is judged to be sharp.

このようにして尖っているかどうかを検出した後オフセ
ット曲面データ作成装置は続くステップSP7において
、 第6図に示すように、尖っている角部に球状曲面で
なる第3のオフセット曲面DOFFを生成する。
After detecting whether the corner is sharp in this way, the offset curved surface data creation device generates a third offset curved surface DOFF having a spherical curved surface at the sharp corner, as shown in FIG. 6, in the following step SP7. .

このオフセット曲面り。2Fは、尖っている角部の節点
P、。1)13を中心とし、かつ工具のオフセット量I
F (n)l  (=R)を半径とする断面が半円形の
球面で構成されている。
This offset curve. 2F is a node P at a sharp corner. 1) Centered on 13 and offset amount I of the tool
It is composed of a spherical surface with a semicircular cross section having a radius of F (n)l (=R).

この実施例の場合工具は3軸制御型ボールエンドミルで
あるので、第3のオフセット曲面り。F。
In this embodiment, the tool is a 3-axis controlled ball end mill, so the third offset curved surface is used. F.

は、工具が加工のために移動し得る範囲として、球の上
半部でなる半球面に選定されており、この第3のオフセ
ット曲面DOFFのデータはメモリに蓄積される。
is selected as the hemispherical surface formed by the upper half of the sphere as the range in which the tool can move for machining, and the data of this third offset curved surface DOFF is stored in the memory.

かくしてオフセット曲面データ作成装置は、例えば第5
図の場合のように、パッチを形成する曲面データに基づ
いて形成された第1のオフセット曲面5OFF (” 
5OFFI、5orvt、5orts)について、境界
曲線C0M12、C0M23、C0M31に沿って不連
続空間CP(=GP12、GP23、GP31)があれ
ば管状の第2のオフセット曲面Gorr (=Gorr
+z 、Gorrzy 、Gorv3+>を生成すると
共に、尖っている角部があればこれにより生ずる不連続
空間GP123に球状の第3のオフセット曲面り。FF
 (”DOF□、)を生成した後、ステップSP8にお
いてこれら第1、第2、第3のオフセット曲面5OFF
 % Cart % DOFFに基づいて工具径路を生
成し、ステップSP9において当該処理プログラムを終
了する。
In this way, the offset curved surface data creation device, for example,
As in the case shown in the figure, the first offset curved surface 5OFF ("
5OFFI, 5orvt, 5orts), if there is a discontinuous space CP (=GP12, GP23, GP31) along the boundary curves C0M12, C0M23, C0M31, a tubular second offset curved surface Gorr (=Gorr
+z, Gorrzy, Gorv3+>, and a third spherical offset curve in the discontinuous space GP123 caused by sharp corners, if any. FF
After generating ("DOF□,), in step SP8, these first, second, and third offset curved surfaces 5OFF
A tool path is generated based on % Cart % DOFF, and the processing program is ended in step SP9.

以上の構成において第4図に示すように、パッチS (
1)1VI +及びS (u、vl tの境界曲線C0
M12が接平面連続の条件が成立しない状態において接
続されているために、パッチS (u+ VI及びS(
u、□2に対向するオフセット曲面S。FFI及びS。
In the above configuration, as shown in FIG.
1) 1VI + and S (u, vl t boundary curve C0
Since M12 is connected in a state where the condition of tangent plane continuity does not hold, the patch S (u + VI and S (
Offset curved surface S facing u, □2. FFI and S.

FF1間に不連続空間CP (=CI’ 12)がある
場合、オフセット曲面データ作成装置は当該不連続空間
GP(=GP12)に境界曲線C0M12を中心として
形成された管状の第2のオフセット曲面C0F。
When there is a discontinuous space CP (=CI' 12) between FF1, the offset curved surface data creation device creates a second tubular offset curved surface C0F formed around the boundary curve C0M12 in the discontinuous space GP (=GP12). .

(=C,、、、□)が補間される。(=C, , , □) is interpolated.

このとき管状オフセット曲面G。rr (=Gotxt
>は、第7図に示すように、不連続空間GP (=GP
 12)において、境界曲線C0M12からオフセット
量IF (n)l  (=R)だけ離れた管状曲面によ
ってパッチS 、、、 V) 、及びS (141VI
 Zに対向するオフセット曲面S。FFI及びS。F2
□間を接続し得る。
At this time, the tubular offset curved surface G. rr (=Gotxt
> is a discontinuous space GP (=GP
12), patches S , , V) and S (141VI
Offset curved surface S facing Z. FFI and S. F2
□Can be connected between.

ここでオフセット曲面データ作成装置は、第2のオフセ
ット曲面C0FFI2のうち、パッチS 、、、 V)
 、及びS (Il、 ill zに対向するオフセッ
ト曲面So、、、及びS。2oの内側に隠れる曲面部分
はこれをオフセット曲面として使用しないように選択処
理し、かくして生成したオフセット曲面S。2FいSO
F。、C0,□2の最も外側の位置データを有する曲面
部分だけを選択して工具の移動径路を表すオフセット曲
面を得る。
Here, the offset curved surface data creation device generates patches S, , V) of the second offset curved surface C0FFI2.
, and S (Il, the offset curved surface So facing ill z, , and S.2o are selectively processed so that they are not used as offset curved surfaces, and the offset curved surface S.2F that is generated in this way is S.O.
F. , C0, □2, only the curved surface portion having the outermost position data is selected to obtain an offset curved surface representing the movement path of the tool.

か(して工具がパッチ5(IJI V) 1を加工しな
がら接平面連続の条件が成り立たない境界曲線C0M1
2の位置に来たとき、不連続空間GP12を覆うように
補間されたオフセット曲面C0FFIffi上を移動す
るように制御され・その後パッチS(・・・)2に対向
するオフセット曲面s orvt上に移行する。
(Then, while the tool is machining patch 5 (IJI V) 1, the boundary curve C0M1 where the condition of tangent plane continuity does not hold)
When it reaches position 2, it is controlled to move on the offset curved surface C0FFiffi interpolated to cover the discontinuous space GP12, and then moves onto the offset curved surface s orvt facing the patch S(...)2. do.

従って工具が不連続空間GP12を渡る際に、その刃先
が境界曲線C0M12より深い位置に落ち込むことがな
いので、結局接平面連続の条件を満足しない境界曲線C
0M12によって接続された2つのパッチS工+v)I
及びS (un v、tを過不足なく切削加工すること
ができる。
Therefore, when the tool crosses the discontinuous space GP12, the cutting edge does not fall deeper than the boundary curve C0M12, so the boundary curve C does not satisfy the condition of tangent plane continuity.
Two patch S + v) I connected by 0M12
and S (un v, t) can be cut with just the right amount.

またオフセット曲面データ作成装置は、ステップSP8
において、第5図に示すように、3つのパッチS (u
n v) 1% S (ul vl !、S (ul 
V) 2を接平面連続の条件が成り立たないように接続
してなる自由曲面を切削する場合には、これらのパッチ
に対向するオフセット曲面5OFFI% 5oyyts
 5OFF3間に生ずる不連続空間GP12、CP23
、GP31をそれぞれ第2のオフセット曲面C0FFI
Z、G o F F z 3 % G o r F 3
1によって補間する。
In addition, the offset curved surface data creation device performs step SP8.
In, as shown in FIG. 5, three patches S (u
n v) 1% S (ul vl!, S (ul
V) When cutting a free-form surface formed by connecting 2 in such a way that the condition of tangential plane continuity does not hold, the offset curved surface facing these patches 5OFFI% 5oyyts
Discontinuous space GP12, CP23 that occurs between 5OFF3
, GP31 respectively as the second offset curved surface C0FFI
Z, G o F F z 3% G o F F 3
Interpolate by 1.

これに加えて3つのパッチS (un vl l s 
S (ul vl is。
In addition to this, there are three patches S (un vl l s
S (ul vl is.

S (u、 V) 3が共通に接続される節点P(。、
1.3は第14図について上述したように尖っている角
部を形成しており、 この角部を第3のオフセット曲面
DOFFI23によって補間する。
The node P(.,
1.3 forms a sharp corner as described above with reference to FIG. 14, and this corner is interpolated by the third offset curved surface DOFFI23.

この場合オフセット曲面データ作成装置は第8図に示す
ように、 管状の第2のオフセット曲面G o r F
 l ! % G o r r z x 、G o r
 F 21及び球状の第3のオフセット曲面DOFF1
!3と・ パッチS(u・VII%S(ul vl z
、S (Ill V13に対向する第1のオフセット曲
面S。F6.5oFF!、S、、、、のうち、最も外側
にあるオフセット曲面だけを選択して全体として工具の
移動軌跡すなわち工具径路を決めるオフセット曲面を全
体として形成することができる。
In this case, the offset curved surface data creation device generates a tubular second offset curved surface G or F as shown in FIG.
l! % G o r r z x , G o r
F21 and spherical third offset curved surface DOFF1
! 3 and Patch S(u・VII%S(ul vl z
, S (first offset curved surface S facing Ill V13. F6.5oFF!, S, , , , select only the outermost offset curved surface to determine the tool movement locus, that is, the tool path as a whole. An offset curved surface can be formed as a whole.

以上の構成によれば、加工目標となる自由曲面を形成す
る各パッチの境界曲線について、接平面連続の条件が成
り立たない境界曲線について、管状のオフセット曲面C
0FFを補間し、また境界曲線の端部の角部が尖ってい
る状態にあるときには球状のオフセット曲面DOFFを
補間するようにしたことにより、加工目標となる自由曲
面に対して工具を移動することによって切削加工をしよ
うとするとき、1つのパッチに対する加工が終了した後
工具を境界曲線を渡って移動させる際に、刃先が切削目
標となるパッチの境界曲線を過度に削り落とすような異
常な動きをするおそれを未然に防止し得るような工具径
路を容易に形成し得る。
According to the above configuration, for the boundary curve of each patch forming the free-form surface that is the processing target, for the boundary curve where the condition of tangent plane continuity does not hold, the tubular offset curved surface C
By interpolating 0FF and also interpolating the spherical offset curved surface DOFF when the end corner of the boundary curve is sharp, the tool can be moved relative to the free-form surface that is the machining target. When attempting to perform cutting using a cutting tool, when moving the tool across the boundary curve after finishing machining on one patch, the cutting edge moves abnormally, causing the cutting edge to excessively cut down the boundary curve of the target patch. It is possible to easily form a tool path that can prevent the risk of damage.

(G2)他の実施例 (1)上述の実施例においては、刃先がZ方向に下方に
向くように工具が取り付けられた3軸制御型工具を使用
したフライス盤を用いて加工するようにした実施例につ
いて述べたが、工具としてはこれに限らず、例えば刃先
方向を任意に変更し得るような構成の工具を使用するフ
ライス盤に用いても上述の場合と同様の効果を得ること
ができる。
(G2) Other embodiments (1) In the above embodiment, processing was carried out using a milling machine using a 3-axis controlled tool with the tool attached so that the cutting edge faced downward in the Z direction. Although an example has been described, the tool is not limited to this. For example, the same effect as described above can be obtained even if the tool is used in a milling machine that uses a tool configured such that the direction of the cutting edge can be changed arbitrarily.

(2)上述の実施例においては、 接平面連続の条件を
満足しない状態で接続されている境界曲線について、 
管状の第2のオフセット曲面C6FF (G o r 
F I z 、G OF r Z 3 、G o r 
r 31 )を形成すると共に、尖った角部に球状の第
3のオフセット曲面り。FF(DOFF+23)を形成
する際に、3軸制御型ボールエンドミルの工具がZ方向
に上方から下方に取り付けられていることを考えて、管
状オフセット曲面C0,F及び球状オフセット曲面り。
(2) In the above embodiment, for boundary curves that are connected without satisfying the tangent plane continuity condition,
Tubular second offset curved surface C6FF (G or
F I z , G O F r Z 3 , G or
r 31 ) and a spherical third offset curved surface at the sharp corner. When forming FF (DOFF+23), considering that the tool of the 3-axis controlled ball end mill is installed from above to below in the Z direction, the tubular offset curved surfaces C0, F and the spherical offset curved surface are formed.

FFのうち下半分は、実際上工具径路を形成するために
使用することはないので、これを省略するようにした場
合について述べたが、刃先の向きが任意に変更できるよ
うにした工作機械を用いる場合には、第2のオフセット
曲面として断面円形の円管状曲面を生成し、また第3の
オフセット曲面として断面円形の円球状曲面を生成する
ようにしても、上述の場合と同様の効果を得ることがで
きる。
The lower half of the FF is not actually used to form the tool path, so we have discussed the case where it is omitted, but it is also possible to create a machine tool in which the direction of the cutting edge can be changed arbitrarily. When used, a cylindrical curved surface with a circular cross section is generated as the second offset curved surface, and a cylindrical curved surface with a circular cross section is generated as the third offset curved surface, but the same effect as in the above case can be obtained. Obtainable.

(3)  上述の実施例においては、刃先が球状のボー
ルエンドミルを使用したフライス盤を用いて加工する実
施例について述べたが、工具としてはこれに限らず、例
えば刃先がフラットのフラットエンドミルや、刃先がボ
ールエンドミル及びフラットエンドミルの組合せ形状を
もった工具などのように種々の形式の工具を使用するこ
とができ、この場合には(5)式及び(6)式第2項の
オフセットベクトルF (n)を工具の形状に基づいて
選定することにより、オフセット曲面S。FFに対して
第2及び第3のオフセット曲面C8□、DOFFを補間
することによって工具の刃先が過度に切削目標を切削す
るような異常動作をするおそれを有効に防止し得る。
(3) In the above embodiment, an example was described in which processing was performed using a milling machine that uses a ball end mill with a spherical cutting edge, but the tool is not limited to this. For example, a flat end mill with a flat cutting edge or a cutting edge Various types of tools can be used, such as a tool with a combination shape of a ball end mill and a flat end mill, and in this case, the offset vector F ( n) is selected based on the shape of the tool, the offset curved surface S. By interpolating the second and third offset curved surfaces C8□ and DOFF with respect to FF, it is possible to effectively prevent the possibility that the cutting edge of the tool will perform an abnormal operation such as excessively cutting the cutting target.

(4)上述の実施例においては、 第1のオフセット曲
面S。F4、 第2及び第3のオフセット曲面C0FF
及びD04.を、所定の大きさの四辺形面素に切り出し
て、その頂点位置のデータに基づいてオフセット多面体
を形成するようにした場合について述べたが、これに代
えヘジエ式、B−スプライン式などの関数を演算するこ
とによって形成するようにしても上述の場合と同様の効
果を得ることができる。
(4) In the above embodiment, the first offset curved surface S. F4, second and third offset curved surfaces C0FF
and D04. We have described the case where the polyhedron is cut out into quadrilateral plane elements of a predetermined size and an offset polyhedron is formed based on the data of the vertex positions. Even if it is formed by calculating , the same effect as in the above case can be obtained.

H発明の効果 上述のように本発明によれば、加工目標となる自由曲面
を構成するパッチに対向するように形成される第1のオ
フセット曲面を利用して工具の移動径路を設定するにつ
き、不連続空間が生じるような境界曲線又は角部につい
て、管状の第2のオフセット曲面及び球状の第3のオフ
セット曲面を補間するようにしたことにより、工具の刃
先が過度に加工曲面を削り落とすようなおそれを有効に
防止し得るようにしたオフセット曲面データを容易に作
成し得る。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the movement path of the tool is set using the first offset curved surface formed to face the patch constituting the free-form surface that is the machining target. By interpolating the tubular second offset curved surface and the spherical third offset curved surface for boundary curves or corners where a discontinuous space occurs, the cutting edge of the tool does not excessively scrape off the machined curved surface. Furthermore, offset curved surface data that can effectively prevent this can be easily created.

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

第1図は本発明によるオフセット曲面データ作成方法の
一実施例を示すフローチャート、第2図及び第3図は境
界曲線に生じた不連続空間を補間する管状オフセット曲
面の生成方法を示ず路線図、第4図及び第5図は管状オ
フセット曲面及び球状゛オフセット曲面によって補間さ
れたオフセット曲面を示す路線図、第6図は尖った角部
に対する球状オフセット曲面を示す路線図、第7図及び
第8図はオフセット曲面の選択方法の説明に供する路線
図、第9図は2つのパッチを接続する境界曲線の説明に
供する路線図、第1O図はその接平面連続の条件の説明
に供するベクトル図、第1)図はオフセットベクトルの
説明に供するベクトル図、第12図は工具の移動軌跡の
説明に供する路線図、第13図及び第14図はオフセッ
ト曲面間に生ずる不連続空間を示す路線図、第15図及
び第16図は工具の移動径路の説明に供する路線図であ
る。 S+u+ vl 、5(ll+ vl l、S (u+
 Vl z、S (1)1V) 、・・・・・・パッチ
、CP、C;Pi−Gl)3・・・・・・不連続空間、
5OFF 、5ortイ5OFF!、5o412.・・
・・・・第1のオフセット曲面、 Co y F 、C
OF r I2 % G o r y Z 3、COF
 r 3 +・・・・・・第2のオフセラ[曲面、 D
、、、。 DOFFI23・・・・・・第3のオフセット曲面。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the method for creating offset curved surface data according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are route maps showing a method for generating a tubular offset curved surface that interpolates discontinuous spaces generated in boundary curves. , FIGS. 4 and 5 are route maps showing an offset curved surface interpolated by a tubular offset curved surface and a spherical offset curved surface, FIG. 6 is a route map showing a spherical offset curved surface for a sharp corner, and FIGS. Figure 8 is a route map for explaining how to select an offset curved surface, Figure 9 is a route map for explaining a boundary curve connecting two patches, and Figure 1O is a vector diagram for explaining the conditions for continuity of the tangent plane. , 1) Figure 1) is a vector diagram for explaining the offset vector, Figure 12 is a route diagram for explaining the movement trajectory of the tool, and Figures 13 and 14 are route diagrams for showing the discontinuous space that occurs between the offset curved surfaces. , FIG. 15, and FIG. 16 are route maps for explaining the movement path of the tool. S+u+ vl ,5(ll+ vl l,S(u+
Vl z, S (1) 1V) , ... patch, CP, C; Pi-Gl) 3 ... discontinuous space,
5OFF, 5ort 5OFF! , 5o412.・・・
...First offset curved surface, Co y F , C
OF r I2 % G o r y Z 3, COF
r 3 +...Second offset [curved surface, D
,,,. DOFFI23...Third offset curved surface.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)順次接続されたパッチによつて形成された自由曲
面を切削目標として工具の移動径路を表すオフセット曲
面データを生成するオフセット曲面データ作成方法にお
いて、 上記パッチに対向する第1のオフセット曲面を表す第1
のデータと、上記パッチの境界曲線のうち接平面連続の
条件を満足しない境界曲線上の位置に対して所定の半径
だけ離れた位置に形成された管状曲面を有する第2のオ
フセット曲面を表す第2のデータとを作成し、 上記第1のデータに対して上記第2のデータを補間する
ことにより、上記接平面連続の条件を満足しない境界曲
線を上記工具が渡る際に切削目標となる上記自由曲面を
過度に切削しない移動径路を形成することを特徴とする
オフセット曲面データ作成方法。
(1) In an offset curved surface data creation method that generates offset curved surface data representing a movement path of a tool using a free-form surface formed by sequentially connected patches as a cutting target, a first offset curved surface facing the patch is representing the first
and a second offset curved surface having a tubular curved surface formed at a position separated by a predetermined radius from a position on the boundary curve of the patch that does not satisfy the tangent plane continuity condition. By interpolating the second data with respect to the first data, the above data becomes the cutting target when the tool crosses a boundary curve that does not satisfy the tangent plane continuity condition. A method for creating offset curved surface data, characterized by forming a movement path that does not excessively cut a free-formed surface.
(2)順次接続されたパッチによつて形成された自由曲
面を切削目標として工具の移動径路を表すオフセット曲
面データを生成するオフセット曲面データ作成方法にお
いて、 上記パッチに対向する第1のオフセット曲面を表す第1
のデータと、上記パッチの境界曲線のうち接平面連続の
条件を満足しない境界曲線上の位置に対して所定の半径
だけ離れた位置に形成される管状曲面を有する第2のオ
フセット曲面を表す第2のデータと、上記パッチの境界
曲線の端部にある角部のうち尖つた角部に対して所定の
半径だけ離れた位置に形成される球状曲面を有する第3
のオフセット曲面を表す第3のデータとを作成し、上記
第1のデータに対して上記第2及び第3のデータを補間
することにより、上記接平面連続の条件を満足しない境
界曲線及び上記尖つた角部を上記工具が渡る際に切削目
標となる上記自由曲面を過度に切削しない移動径路を形
成することを特徴とするオフセット曲面データ作成方法
(2) In an offset curved surface data creation method that generates offset curved surface data representing a movement path of a tool using a free-form surface formed by sequentially connected patches as a cutting target, a first offset curved surface facing the patch is representing the first
and a second offset curved surface having a tubular curved surface formed at a position separated by a predetermined radius from a position on the boundary curve of the patch that does not satisfy the tangent plane continuity condition. 2, and a third data having a spherical curved surface formed at a position separated by a predetermined radius from a sharp corner among the corners at the end of the boundary curve of the patch.
By interpolating the second and third data with respect to the first data, the boundary curve and the peak that do not satisfy the tangent plane continuity condition are A method for creating offset curved surface data, comprising forming a movement path that does not excessively cut the free-form surface, which is a cutting target, when the tool crosses the corner of the vine.
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