JPS6327748B2 - - Google Patents

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JPS6327748B2
JPS6327748B2 JP56089626A JP8962681A JPS6327748B2 JP S6327748 B2 JPS6327748 B2 JP S6327748B2 JP 56089626 A JP56089626 A JP 56089626A JP 8962681 A JP8962681 A JP 8962681A JP S6327748 B2 JPS6327748 B2 JP S6327748B2
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JP
Japan
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dimensional model
dimensional
graphic
processing
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JP56089626A
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Japanese (ja)
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JPS57204967A (en
Inventor
Hideo Kataoka
Toshio Ochi
Shinji Tokumasu
Myako Nio
Kyoshi Miura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6327748B2 publication Critical patent/JPS6327748B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は立体図形作成システムに係り、更に具
体的には3次元構造物を作成する対話型立体図形
処理システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a three-dimensional figure creation system, and more specifically to an interactive three-dimensional figure processing system for creating three-dimensional structures.

〔従来の技術およびその問題点〕[Conventional technology and its problems]

従来自由曲面を有する物体や複雑な形状を有す
る機械構造物を設計する場合、概略設計、詳細設
計、図面作成後に形状その他の1次評価を加え、
さらに木型や石膏でモデルを作成して2次評価
し、必要に応じて手直しを加え最終形状を決定し
ていた。このような方法による場合、図面やモデ
ルの作成や修正に多大な労力と日数を要するとい
う問題があつた。一方、図面作成を対話型図形処
理装置で行ない、結果をNC(数値制御)データ
に変換して紙テープに出力し、その紙テープを
NC装置に入力して3次元モデルを作成するとい
う方法もある。(例、昭和55年7月発行「日立評
論」第26巻第7号、第17〜20頁参照) この方法では、グラフイツクデイスプレイ上で
3次元形状を設計するので、作成した3次元形状
が設計者の意図通りに作られていることは限らな
い。特に曲面形状を、2次元座標入力装置と2次
元図形しか表示できない図形表示装置を用いて正
確に入力することは困難である。そのため試切削
を行なわないと、設計者が意図した通りの曲面た
入力できたかどうかを知るのは困難である。この
ように、作成した3次元モデルの一部に直接、人
手で手直しを加えたような場合、最初に作成した
設計データを修正する手段が非常に面例である
上、修正結果の確認のためにはもう一度3次元モ
デルを作り直す必要があり、これに多大な労力を
要するという問題が生じていた。
Conventionally, when designing an object with a free-form surface or a mechanical structure with a complex shape, a primary evaluation of the shape and other aspects is added after the rough design, detailed design, and drawing creation.
In addition, a model was created using wooden molds or plaster, and a secondary evaluation was made, and adjustments were made as necessary to determine the final shape. When using such a method, there is a problem in that it takes a great deal of labor and time to create and modify drawings and models. On the other hand, drawings are created using an interactive graphics processing device, and the results are converted to NC (numerical control) data and output on paper tape.
Another method is to create a 3D model by inputting it into an NC device. (For example, see "Hitachi Hyoron," Vol. 26, No. 7, pp. 17-20, published in July 1980.) In this method, a three-dimensional shape is designed on a graphic display, so the created three-dimensional shape is It may not always be made according to the designer's intentions. In particular, it is difficult to accurately input the shape of a curved surface using a two-dimensional coordinate input device and a graphic display device that can only display two-dimensional figures. Therefore, without trial cutting, it is difficult to know whether the curved surface was input as intended by the designer. In this way, when a part of the created 3D model has been directly modified manually, there is no way to modify the design data that was initially created, and it is difficult to confirm the modification results. The problem has arisen in that it is necessary to recreate the three-dimensional model once again, which requires a great deal of effort.

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を解消
し、自由曲面形状を有する各種機器や複雑な形状
を有する機械構造物の部品の立体モデルを高速且
つ正確に作成することが可能な対話型立体図形処
理システムを提供することにある。
The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide an interactive 3D model that can quickly and accurately create 3D models of various devices with free-form shapes and parts of mechanical structures with complex shapes. The purpose of the present invention is to provide a graphics processing system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため、本発明はデイジタ
ル計算機と、該計算機に図形情報と図形処理指令
を入力する2次元座標入力装置と、前記計算機の
図形情報処理結果を表示する図形表示装置と、前
記計算機からの図形処理情報を受け、該図形処理
情報と実際の立体モデルの3次元座標情報との照
合結果に基づいて駆動信号を出力する立体モデル
作成装置と、該立体モデル作成装置からの駆動信
号を受けて、立体モデルを作成する加工手段及び
前記加工手段の工具主軸に装着される測定子を有
し、前記立体モデルの測定時に前記計算機からの
指令により該加工手段を介して測定子を操作して
立体モデルの形状を測定し3次元座標情報として
前記立体モデル作成装置に出力する座標計測手段
とからなり、前記測定結果から前記2次元座標入
力装置に修正情報を入力することにより前記計算
機で予め求められた図形処理情報を修正し、該修
正された図形処理情報に基づいて立体モデルの修
正加工を可能としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a digital computer, a two-dimensional coordinate input device for inputting graphic information and graphic processing commands into the computer, a graphic display device for displaying the graphic information processing results of the computer, and a graphic display device for displaying the graphic information processing results of the computer. A three-dimensional model creation device that receives graphic processing information from a computer and outputs a drive signal based on a result of matching the graphic processing information with three-dimensional coordinate information of an actual three-dimensional model; and a drive signal from the three-dimensional model creation device. and a measuring element attached to a tool spindle of the processing means, and the measuring element is operated via the processing means in response to a command from the computer when measuring the three-dimensional model. coordinate measuring means for measuring the shape of the three-dimensional model and outputting it as three-dimensional coordinate information to the three-dimensional model creation device; Graphical processing information obtained in advance is modified, and a three-dimensional model can be modified based on the modified graphical processing information.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below based on the drawings.

第1図に本発明に係る対話型立体図形処理シス
テムの構成、特に対話型図形処理装置によつて自
由曲面を有する意匠設計や複雑な機構を有する機
械構造物設計結果を、直接3次元形状で表示でき
る対話型立体図形処理システムの概略構成を示
す。ここで設計、製造情報データ・ベースを有す
るデイジタル計算機1に、2次元座標入力装置2
から図形処理情報及び図形処理指令を入力するこ
とにより、前記デイジタル計算機内の記憶装置に
格納されている図形処理プログラムによつて3次
元数値モデルが作られ、それを一旦2次元図形情
報に変換し図形表示装置3に表示する。この表示
図形は任意の視点からの鳥瞰図、断面図、展開図
及び3面図などである。その表示図を観察しなが
ら設計者は不具合個所のチエツクや形状の検討を
行ない、変更が必要ならば再び2次元座標入力装
置2を介して修正情報を前記図形処理プログラム
に与え、先に作成した該3次元数値モデルを修正
する。この3次元数値モデルは、デイジタル計算
機内の記憶装置に格納されている変換プログラム
によつてNCデータに変換された後、立体モデル
作成装置4に送られ、立体モデル作成機5で樹脂
や石膏、ロウなどの素材を加工し立体モデルを作
成する。
Figure 1 shows the configuration of the interactive 3D graphics processing system according to the present invention, in particular, the interactive graphics processing device allows the design of designs with free-form surfaces and the design results of mechanical structures with complex mechanisms to be directly converted into 3D shapes. A schematic configuration of an interactive 3D graphic processing system that can be displayed is shown. Here, a two-dimensional coordinate input device 2 is connected to a digital computer 1 having a design and manufacturing information database.
By inputting graphic processing information and graphic processing commands from the digital computer, a three-dimensional numerical model is created by a graphic processing program stored in the storage device of the digital computer, which is then temporarily converted into two-dimensional graphic information. It is displayed on the graphic display device 3. This display figure is a bird's-eye view, a sectional view, a developed view, a three-view view, etc. from an arbitrary viewpoint. While observing the displayed diagram, the designer checks for defective parts and examines the shape, and if changes are necessary, he again sends correction information to the graphic processing program via the two-dimensional coordinate input device 2, and changes the shape created earlier. Modify the three-dimensional numerical model. This three-dimensional numerical model is converted into NC data by a conversion program stored in the storage device in the digital computer, and then sent to the three-dimensional model creation device 4, where the three-dimensional model creation device 5 uses resin, plaster, etc. Create a three-dimensional model by processing materials such as wax.

なお、立体をモデル作成機は、立体モデルの素
材が軟らかい材質のものであるから、鉄などの硬
い材料を加工する通常のNC工作機に比べて機械
的強度が低い構造で良く、また切削速度も大きく
とることができるため、加工時間は鉄加工に比べ
大巾(1/30〜1/50)に短縮できる。
In addition, since the material of the three-dimensional model is a soft material, the three-dimensional modeling machine requires a structure with lower mechanical strength than a normal NC machine tool that processes hard materials such as iron, and also has a lower cutting speed. Since the material can be made larger, the machining time can be significantly shortened (1/30 to 1/50) compared to iron machining.

この立体モデル作成機5は、素材を切削、切断
及び穴開けする機能など通常のNC工作機が有す
る機能の他に、立体形状測定機能を有する。立体
形状測定機能は、作成された立体モデルがデイジ
タル計算機中の3次元数値モデルと許容誤差内で
一致するかどうかを検証するためのものである。
即ち、一旦加工した物体に対し、その表面点の座
標値を立体形状測定機能を用いて逆に計算機内に
とり込み、削り出したい形状の表面点の計算機内
の座標値と実際に削り出した形状の表面点座標値
との差異をチエツクする。
This three-dimensional model creation machine 5 has a three-dimensional shape measurement function in addition to the functions that a normal NC machine tool has, such as the functions of cutting, cutting, and drilling a material. The three-dimensional shape measurement function is for verifying whether the created three-dimensional model matches the three-dimensional numerical model in the digital computer within tolerance.
In other words, once the object has been machined, the coordinate values of the surface points are imported into the computer using the three-dimensional shape measurement function, and the coordinate values of the surface points of the shape to be machined in the computer are compared with the actual machined shape. Check the difference from the surface point coordinate values.

また、作成された立体モデルが設計者の意図し
た形状やイメージに反した場合、別装置で修正、
再加工することもあり、最終の形状データを前記
立体モデル作成機5から立体モデル作成装置4を
介してデイジタル計算機1に再入力し、先に作成
した3次元数値モデルを修正するためのものであ
る。さらに、本装置以外の手段で作られた立体の
形状を3次元データとして、前記デイジタル計算
機に入力するためにも利用される。
In addition, if the created 3D model does not match the shape or image intended by the designer, we can correct it using a separate device.
This is to correct the previously created three-dimensional numerical model by re-inputting the final shape data from the three-dimensional model creating device 5 to the digital computer 1 via the three-dimensional model creating device 4, as it may be reprocessed. be. Furthermore, it can also be used to input three-dimensional shapes created by means other than this apparatus into the digital computer as three-dimensional data.

次に第2図に本発明に係る対話型立体図形処理
システムの一実施例の具体的構成を示す。同図に
おいてデイジタル計算機1で処理された3次元数
値モデル・データは、NCデータに変換され、立
体モデル作成装置4のオンライン・コントローラ
41に送られる。オンライン・コントローラ41
は送られた3次元数値モデル・データをNC命令
に変換し、制御部42でパルスを発生させ、主軸
の移動距離ΔX,ΔY,ΔZ、移動加速度ΔF、回転
数変分ΔNに分配し、インタフエース43を介し
立体モデル作成機5のカツタ部51を制御する。
Next, FIG. 2 shows a specific configuration of an embodiment of an interactive three-dimensional figure processing system according to the present invention. In the figure, three-dimensional numerical model data processed by the digital computer 1 is converted into NC data and sent to the online controller 41 of the three-dimensional model creation device 4. Online controller 41
converts the sent three-dimensional numerical model data into NC commands, generates pulses in the control unit 42, distributes them to the main axis travel distances ΔX, ΔY, ΔZ, travel acceleration ΔF, and rotational speed variation ΔN, and outputs them to the interface. The cutter section 51 of the three-dimensional model creation machine 5 is controlled via the ace 43.

次に、作成した立体モデルを修正加工したい場
合や外部で作つた立体の外形を前記デイジタル計
算機1に入力するための立体形状測定機能につい
て説明する。形状測定の場合は、まず前記2次元
座標入力装置2及び図形表示装置3を利用して測
定範囲を平面的に指示し、デイジタル計算機1で
測定点を発生し、測定指令データと併せてオンラ
イン・コントローラ41に送出する。オンライ
ン・コントローラ41は、受取つたデータから立
体モデル作成機の主軸の移動のみを指令するNC
命令を制御部42に送出すると共に、測定器制御
部44に測定指令を与える。制御部42以降の動
作は前述の通りであるが、主軸移動の動作が終了
したとき、制御部42から測定器制御部44に測
定開始信号が出力され、主軸に取付けられた垂直
距離測定器52を動作させる。測定距離はパル
ス・カウンタ45を経由して、オンライン・コン
トローラ41に送られ、測定点(Xi,Yi)に対
する高さ(Zi)として対応付けられ、デイジタル
計算機1に戻される。デイジタル計算機では、与
えられた測定点、換言すれば3次元空間中に浮
ぶ、複数の離散点を通る曲面を決定する処理(平
滑処理)を行う。これによつて、上記離数点(す
なわち、形状測定器より入力した格子上の点)以
外の任意の点(補間点)の座標値が求められ、そ
の結果が図面表示装置3に表示される。
Next, a three-dimensional shape measurement function for modifying a created three-dimensional model or for inputting the external shape of a three-dimensional object made externally into the digital computer 1 will be explained. In the case of shape measurement, first, the two-dimensional coordinate input device 2 and the graphic display device 3 are used to designate the measurement range in a two-dimensional manner, the digital computer 1 generates measurement points, and the data is sent online along with the measurement command data. It is sent to the controller 41. The online controller 41 is an NC that instructs only the movement of the main axis of the three-dimensional model creation machine based on the received data.
The command is sent to the control section 42, and a measurement command is given to the measuring instrument control section 44. The operations after the control unit 42 are as described above, but when the main axis movement operation is completed, a measurement start signal is output from the control unit 42 to the measuring instrument control unit 44, and the vertical distance measuring device 52 attached to the main axis make it work. The measured distance is sent to the online controller 41 via the pulse counter 45, correlated as a height (Zi) with respect to the measurement point (Xi, Yi), and returned to the digital computer 1. A digital computer performs processing (smoothing processing) for determining a curved surface passing through a given measurement point, or in other words, a plurality of discrete points floating in three-dimensional space. As a result, the coordinate values of any point (interpolation point) other than the above-mentioned discrete point (i.e., the point on the grid input from the shape measuring device) are determined, and the result is displayed on the drawing display device 3. .

なお、立体モデルの形状に特異な突起個所や穴
などがある場合はその部分だけをさらに分割し、
再測定することにより、精度の高い数値モデルを
作成することも可能である。
In addition, if there are any unusual protrusions or holes in the shape of the 3D model, only those parts are further divided.
By remeasuring, it is also possible to create a highly accurate numerical model.

次に、オンライン・コントローラ41の処理内
容を第3図乃至第5図を参照しながら説明する。
Next, the processing contents of the online controller 41 will be explained with reference to FIGS. 3 to 5.

第4図に示すようなメツシユ上の格子点を測定
する場合、デイジタル計算機1に2次元座標入力
装置2から以下の測定指令データを入力する。
When measuring grid points on a mesh as shown in FIG. 4, the following measurement command data is input into the digital computer 1 from the two-dimensional coordinate input device 2.

(i) 計測開始点(X0,Y0,Z0) (ii) 測定針先端の許容最下限Z座標値Z1 (iii) X方向及びY方向のメツシユ巾ΔX,ΔY (iv) X方向及びY方向の測定メツシユ数M,N 以上の測定指令データから計算機は、測定子9
0を動かすための(M×N)点のNCデータを作
成し、数点分のデータ・ブロツク毎にオンライ
ン・コントローラ41に転送する。測定は第4図
に示すように、始点(X0,Y0)から開始し、以
下(X0+ΔX,Y0)→(X0+2ΔX,Y0)…(X0
+MΔX,Y0)→(X0,Y0+ΔY)…の順序で行
なう。測定子90はZ軸方向の座標を計測するも
のであり、第5図に示すように、まず測定針90
Aの先端を測定開始点O(X0,Y0,Z0)に置く。
次に針の動作範囲lだけ降ろす。この時の測定針
90Aの値を第3図に示すフローチヤートに沿つ
て読み取り、Z座標の絶対値を次式で計算する。
(i) Measurement starting point (X 0 , Y 0 , Z 0 ) (ii) Minimum allowable Z coordinate value of the tip of the measuring needle Z 1 (iii) Mesh width ΔX, ΔY in the X and Y directions (iv) X direction and the number of measurement meshes M and N in the Y direction. From the above measurement command data, the calculator calculates the
NC data of (M×N) points for moving 0 is created and transferred to the online controller 41 every data block of several points. As shown in Figure 4, the measurement starts from the starting point (X 0 , Y 0 ), and as follows: (X 0 +ΔX, Y 0 )→(X 0 +2ΔX, Y 0 )...(X 0
+MΔX, Y 0 ) → (X 0 , Y 0 +ΔY)... The measuring stylus 90 measures coordinates in the Z-axis direction, and as shown in FIG.
Place the tip of A at the measurement starting point O (X 0 , Y 0 , Z 0 ).
Next, lower the needle by the operating range l. The value of the measuring needle 90A at this time is read according to the flowchart shown in FIG. 3, and the absolute value of the Z coordinate is calculated using the following formula.

Z=Z0+ΔZ−l …(1) ここで、ΔZは測定針90Aが被測定物94に
衝突して、測定針の先が測定針本体に入り込んだ
場合における針先の没入距離である。
Z=Z 0 +ΔZ−l (1) Here, ΔZ is the immersion distance of the measuring needle tip when the measuring needle 90A collides with the object to be measured 94 and the tip of the measuring needle enters the measuring needle body.

尚、第5図において座標ZMAXは測定子90の先
端の最上限の位置を示すものとする。
Note that in FIG. 5, the coordinate Z MAX indicates the uppermost position of the tip of the probe 90.

以下、第3図によりZ座標の測定手順を説明す
る。
The procedure for measuring the Z coordinate will be explained below with reference to FIG.

オンライン・コントローラ41において、Z座
標値の測定が開始(ステツプ60)されると、ス
テツプ62ではデイジタル計算機1より、主軸に
関するn組の初期測定開始位置座標値(X,Y,
Z)を受信しこれらのデータをオンライン・コン
トローラ内のバツフアメモリに記憶する。そし
て、初期設定(i=1)した後(ステツプ63)
バツフアメモリから第i番目の座標値(X,Y,
Z)を取り出す(ステツプ66)。この座標値
(X,Y,Z)iを立体モデル作成機5に送り、
主軸位置を設定する(ステツプ68)。続いて、
ステツプ70では現在のモードは切削か測定のい
ずれのモードかを判定する。このモードは、デイ
ジタル計算機1が設定する。仮に測定モードであ
れば、次に進みZ値を測定する。切削モードであ
れば、主軸に加工器(カツター)が装着されてお
り、ステツプ68で主体モデル作成機5に位置制
御指令を送つた段階で、切削が完了しているた
め、ステツプ80にジヤンプする。
When the measurement of the Z coordinate value is started in the online controller 41 (step 60), in step 62, the digital computer 1 calculates n sets of initial measurement start position coordinate values (X, Y,
Z) and store these data in buffer memory within the online controller. After initial setting (i=1) (step 63)
i-th coordinate value (X, Y,
Z) is taken out (step 66). Send this coordinate value (X, Y, Z) i to the three-dimensional model creation machine 5,
The spindle position is set (step 68). continue,
In step 70, it is determined whether the current mode is cutting or measuring. This mode is set by the digital computer 1. If it is in the measurement mode, proceed to the next step and measure the Z value. If it is in the cutting mode, a processing tool (cutter) is attached to the main axis, and cutting is completed when the position control command is sent to the main model creation machine 5 in step 68, so the process jumps to step 80. .

測定モードにある場合、主軸に平行に装着され
たZ座標を測定する測定針のパルスカウンター4
5を読み取つて、ΔZに代入する(ステツプ7
2)。
When in measurement mode, the pulse counter 4 of the measuring needle that measures the Z coordinate is mounted parallel to the main axis.
5 and substitute it into ΔZ (Step 7)
2).

ステツプ74では、ΔZ=0かどうかを判定す
る。ΔZ=0ならば測定針は被測定物にまだ接触
していない状況であるので、ステツプ78に移
る。ΔZ≠0であれば、測定針の先は被測定物の
接触して測定針本体に入り込んだと判断でき、こ
の時は測定が完了したという判断でステツプ76
に移る。
In step 74, it is determined whether ΔZ=0. If ΔZ=0, the measuring needle has not yet contacted the object to be measured, so the process moves to step 78. If ΔZ≠0, it can be determined that the tip of the measuring needle has come into contact with the object to be measured and entered the measuring needle body, and in this case, it is determined that the measurement has been completed and step 76 is performed.
Move to.

即ち、ステツプ74において、測定針が被測定
物に接触していないと判定(ΔZ=0)されると、
主軸を距離lだけ下げることによつて被測定物体
に測定針をlだけ近づけ、現在の主軸位置(X,
Y,Z)iのZ位置をZ=Z−lとし新たな位置
(X,Y,Z)iを立体モデル作成機に指定する
ためステツプ68にジヤンプする。この時、現在
の測定針の先端のZ値Z0をZ0=Z0−lに修正する
(ステツプ78)。
That is, when it is determined in step 74 that the measuring needle is not in contact with the object to be measured (ΔZ=0),
By lowering the spindle by a distance l, the measuring needle approaches the object to be measured by l, and the current spindle position (X,
The process jumps to step 68 to set the Z position of (Y, Z)i to Z=Z-l and specify the new position (X, Y, Z)i to the three-dimensional model generator. At this time, the current Z value Z 0 of the tip of the measuring needle is corrected to Z 0 =Z 0 -l (step 78).

一方、ステツプ74において、測定針が被測定
物に当接していると判定(ΔZ≠0)されると、
測定針のパルスカウンターから変換して得られた
測定針の入り込んだ距離ΔZより前記(1)式で測定
針先端のZ値を補正する(ステツプ76)。ステ
ツプ76でi番目のZ座標が測定されると、ステ
ツプ80において、バツフアメモリに末測定の点
座標値が残つているか否かを調べる。測定すべき
座標値が残つている場合には、ステツプ66にジ
ヤンプし、前述と同様に次の測定点(i+1)の
測定が行なわれる。全ての座標値n測定が完了
(ステツプ80のYES)すると、次の測定点座標
群をデイジタル計算機に要求(ステツプ82)
し、メモリバツフアに格納する(ステツプ62)。
On the other hand, if it is determined in step 74 that the measuring needle is in contact with the object to be measured (ΔZ≠0),
The Z value at the tip of the measuring needle is corrected using equation (1) above from the distance ΔZ into which the measuring needle enters, which is obtained by converting from the pulse counter of the measuring needle (step 76). When the i-th Z coordinate is measured in step 76, it is checked in step 80 whether or not the last measured point coordinate value remains in the buffer memory. If coordinate values to be measured remain, the process jumps to step 66, and the next measurement point (i+1) is measured in the same manner as described above. When all coordinate values n have been measured (YES in step 80), the next measurement point coordinate group is requested from the digital computer (step 82).
and stores it in the memory buffer (step 62).

このようにして立体モデル作成機によつて作成
された立体モデルの形状が測定される。この立体
モデルの測定結果は、3次元座標情報として立体
モデル作成装置に取り込まれ、先の計算機に記憶
されている図形処理情報としての数値モデル・デ
ータと照合される。また既存の立体モデルや他の
装置で加工した立体モデルを基準として作成する
場合には、前記立体モデルを測定台92に載置
し、Z座標の測定を行い、その結果をデイジタル
計算機1へ返送することにより、これから加工し
ようとする立体モデルの基準となる数値モデル・
データとして記憶される。
In this way, the shape of the three-dimensional model created by the three-dimensional model creating machine is measured. The measurement results of this three-dimensional model are taken into the three-dimensional model creation device as three-dimensional coordinate information, and compared with numerical model data as graphic processing information stored in the previous computer. In addition, when creating a three-dimensional model based on an existing three-dimensional model or a three-dimensional model processed with other equipment, the three-dimensional model is placed on the measuring table 92, the Z coordinate is measured, and the result is sent back to the digital computer 1. By doing this, you can create a numerical model that will serve as the standard for the three-dimensional model that you are going to process.
Stored as data.

上記Z座標測定によれば、デイジタル計算機1
からの切削又は測定データは、通常のNCデータ
で送られるが、各データの先頭に区分コードを付
加することによつて切削モードが測定モードかの
弁別ができるようにしている。また、NCデータ
は、複数の座標点がまとめて送られ、オンライ
ン・コントローラ41に内蔵されたバツフアメモ
リに記憶させるようにして、デイジタル計算機1
とのデータ送受時間を短縮させるようにしてい
る。
According to the above Z coordinate measurement, digital calculator 1
The cutting or measurement data from the machine is sent as normal NC data, but by adding a classification code to the beginning of each data, it is possible to distinguish whether the cutting mode is the measurement mode. Further, the NC data is sent to the digital computer 1 in such a way that multiple coordinate points are sent together and stored in a buffer memory built into the online controller 41.
We are trying to shorten the time it takes to send and receive data.

次に、数値モデルと実際の立体モデルの照合に
ついて説明する。
Next, matching between the numerical model and the actual three-dimensional model will be explained.

数値モデルは計算機内の仮想3次元空間XYZ
内に存在する。実際の立体モデルは、立体モデル
作成機の切削台の上で切削され出き上る。この2
つの仮想空間と実空間の対応は自明である。すな
わち、NCデータは、上記XYZの座標系に従つて
作成すれば、仮想空間のX軸方向は実空間の切削
台に平行なX′軸方向に、仮想空間のY軸方向は
切削台に平行でかつX′軸に垂直なY′軸方向に等
しく、仮想空間Z軸は切削台に垂直なZ′軸方向に
等しくなります。換言すれば、NCデータを作成
する際に基準とした仮想空間内の直交3軸が規定
する仮想空間内に配置された数値モデルの、対仮
想空間3軸との相対位置は、そのNCデータに従
つて立体モデル作成機が切削台で素材を切削して
作成した場合、作成後の実際の立体モデルの切削
台上での据付位置を動さない限りにおいては、立
体モデル作成機が個有に定める実空間直交3軸
X′,Y′,Z′と実際の立体モデルとの相対位置は
等しくなる。
The numerical model is a virtual three-dimensional space XYZ inside the computer.
exists within. The actual three-dimensional model is cut on a cutting table of a three-dimensional model creation machine. This 2
The correspondence between virtual space and real space is self-evident. In other words, if the NC data is created according to the above XYZ coordinate system, the X-axis direction in virtual space will be parallel to the cutting table in real space, and the Y-axis direction in virtual space will be parallel to the cutting table. and is equal to the Y' axis direction perpendicular to the X' axis, and the virtual space Z axis is equal to the Z' axis direction perpendicular to the cutting table. In other words, the relative position of a numerical model placed in the virtual space defined by the three orthogonal axes in the virtual space that was used as a reference when creating the NC data, with respect to the three axes of the virtual space is determined by the NC data. Therefore, if a three-dimensional model creation machine creates a material by cutting the material on a cutting table, as long as the installation position of the actual three-dimensional model on the cutting table after creation is not changed, the three-dimensional model creation machine will be 3 orthogonal axes in real space
The relative positions of X', Y', Z' and the actual three-dimensional model are the same.

従つて、立体モデル作成機がデイジタル計算機
側から指定されたXYZ軸仮想空間上での測定XY
座標位置は、実空間上でのX′,Y′座標位置と全
く等しく一対一に対応する。仮に、数値モデルか
らNCデータに変換する際の誤差が0でかつNC
データに従つて立体モデル作成機が切削する場合
の加工誤差も0であるなら、仮想空間上のZ軸に
平行な直線l(X=a,Y=b)が数値モデルに
仮想空間内で交差する点のZ座標値は、立体モデ
ル作成機が規定する実空間上の直線lに対応する
直線l′(X′=a,Y′=b)が実際の立体モデルに
交差する点のZ′座標値に等しくなる。
Therefore, the 3D model creator can measure XY in the XYZ axis virtual space specified by the digital computer.
The coordinate positions have exactly the same one-to-one correspondence with the X' and Y' coordinate positions in real space. Suppose that the error when converting from numerical model to NC data is 0 and NC
If the machining error when the three-dimensional model creator cuts according to the data is also 0, then a straight line l (X = a, Y = b) parallel to the Z axis in virtual space intersects the numerical model in virtual space. The Z coordinate value of the point is Z' of the point where the straight line l'(X' = a, Y' = b) corresponding to the straight line l in real space defined by the three-dimensional model creator intersects the actual three-dimensional model. will be equal to the coordinate value.

以上の対応によつて、逆に、立体モデル作成機
によつて測定された実際の立体モデルの表面点の
Z座標値(直線l′と実際の立体モデルとの交点の
Z′座標値)仮想空間上の数値モデルと直線lとの
交点のZ座標値とを比較すれば切削誤差が判明す
る。
By the above correspondence, conversely, the Z coordinate value of the surface point of the actual three-dimensional model measured by the three-dimensional model creation machine (the intersection point of the straight line l' and the actual three-dimensional model)
Z' coordinate value) The cutting error can be found by comparing the Z coordinate value of the intersection of the numerical model in virtual space and the straight line l.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のとおり、本発明によれば、次のような効
果がある。
As described above, the present invention has the following effects.

(1) 計算機で処理した3次元図形処理結果を、実
際の立体モデルとして出力できるので、設計か
ら製作確認までを1貫して行なうことができ、
立体モデルを高速且つ正確に作成することが可
能となる。
(1) Since the results of 3D graphic processing processed by a computer can be output as an actual 3D model, it is possible to carry out the entire process from design to manufacturing confirmation.
It becomes possible to create a three-dimensional model quickly and accurately.

(2) 直接加工した立体モデルだけではなく、一般
の物の形状も測定可能で、かつ立体モデル作成
機能の大部分が形状測定に利用できるため装置
が安価になる。
(2) It is possible to measure not only directly processed 3D models but also the shape of general objects, and most of the 3D model creation functions can be used for shape measurement, making the device inexpensive.

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

第1図は本発明に係る対話型立体図形処理シス
テムの概略構成を示すブロツク図、第2図は本発
明に係る対話型立体図形処理システムの一実施例
の具体的構成を示すブロツク図、第3図は第2図
の実施例におけるオンライン・コントローラの処
理内容を示すフローチヤート、第4図及び第5図
はオンライン・コントローラの測定処理を説明す
るための図である。 1……デイジタル計算機、2……2次元座標入
力装置、3……図形表示装置、4……立体モデル
作成装置、5……立体モデル作成機、41……オ
ンライン・コントローラ、42……制御部。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an interactive three-dimensional figure processing system according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of an embodiment of an interactive three-dimensional figure processing system according to the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the online controller in the embodiment of FIG. 2, and FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining the measurement processing of the online controller. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Digital computer, 2... Two-dimensional coordinate input device, 3... Graphic display device, 4... Three-dimensional model creation device, 5... Three-dimensional model creation machine, 41... Online controller, 42... Control unit .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 デイジタル計算機と、該計算機に図形情報と
図形処理指令を入力する2次元座標入力装置と、
前記計算機の図形情報処理結果を表示する図形表
示装置と、前記計算機からの図形処理情報を受
け、該図形処理情報と実際の立体モデルの3次元
座標情報との照合結果に基づいて駆動信号を出力
する立体モデル作成装置と、該立体モデル作成装
置からの駆動信号を受けて、立体モデルを作成す
る加工手段及び前記加工手段の工具主軸に装着さ
れる測定子を有し、前記立体モデルの測定時に前
記計算機からの指令により該加工手段を介して測
定子を操作して立体モデルの形状を測定し3次元
座標情報として前記立体モデル作成装置に出力す
る座標計測手段とを備えた立体モデル作成機とか
らなり、前記測定結果から前記2次元座標入力装
置に修正情報を入力することにより前記計算機で
予め求められた図形処理情報を修正し、該修正さ
れた図形処理情報に基づいて立体モデルの修正加
工を可能としたことを特徴とする対話型立体図形
処理システム。
1. A digital computer, a two-dimensional coordinate input device for inputting graphic information and graphic processing commands to the computer,
a graphic display device that displays graphic information processing results of the computer; and a graphic display device that receives graphic processing information from the computer and outputs a drive signal based on a result of matching the graphic processing information with three-dimensional coordinate information of an actual three-dimensional model. a three-dimensional model creation device that receives a drive signal from the three-dimensional model creation device, a processing device that creates a three-dimensional model in response to a drive signal from the three-dimensional model creation device, and a measuring element that is attached to a tool spindle of the processing device, when measuring the three-dimensional model. a three-dimensional model creation machine, comprising: a coordinate measuring means for measuring the shape of the three-dimensional model by operating a probe via the processing means in response to a command from the computer; and outputting the shape of the three-dimensional model to the three-dimensional model creation apparatus as three-dimensional coordinate information; modifying the graphic processing information obtained in advance by the computer by inputting modification information into the two-dimensional coordinate input device from the measurement results, and modifying the three-dimensional model based on the modified graphic processing information. An interactive three-dimensional figure processing system characterized by making it possible to.
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JPS6444581A (en) * 1987-08-04 1989-02-16 Fmc Corp Method and apparatus for inspecting component part
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