KR0162718B1 - Cnc공구이동에 있어서, 기울기를 이용한 보간방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Reference-pulse 방법에서 보간을 할때 기울기를 이용함으로써 보간시간의 단축을 얻는 방법에 대한 것이다. Reference-pulse 방법에서 가장 큰 단점은 얻을 수 있는 최대 이송속도값이 작다는 것이다. 본 발명은 기존의 SAM, DSM 방법에 기울기를 이용하는 방법을 적용시킴으로써 M_SAM, M_DSM 방법을 새로 개발하여 보간시간의 단축을 얻도록 하는 것이다.

Description

CNC공구이동에 있어서, 기울기를 이용한 보간방법
제1도는 본 발명의 M-SAM의 플로우챠트.
제2도는 본 발명의 M-DSM의 플로우챠트.
제3도는 본 발명과 기존 보간방법의 실제적용 비교도.
본 발명은 CNC(Computer Numrical Control)공구이동에 있어서, 기울기를 이용한 보간(Interpolation)방법에 관한 것으로, 특히 레퍼런스 펄스(Reference-pulse) 방법에서 보간시 기울기를 이용하여 기존의 보간방법보다 보간시간을 빠르게 구현하도록 하는 것에 관한 것으로 NC공작기계, 플로터(Poltter)등과 같은 자동이동 장치의 이동경로에 적용하고자 하는 것이다.
잘알려진 바와 같이 다축 CNC공작기계의 중요하고 공통적인 요구사항은 공작물에 대하여 상대적으로 공구를 원하는 경로로 이동하도록 테이블의 이동을 발생시키는 것이다.
이와같이 공구를 원하는 경로로 이동을 발생시키는 방법으로는 레퍼런스 펄스방법이 널리 알려져 있다. 이러한 레퍼런스 펄스방법은 최대보간속도가 작다는 단점이 지적된다.
더욱 구체적으로 설명하면, 레퍼런스 펄스방식인 기존의 SAM(Stairs Approximation Method) 방법은 보간하고자 하는 선을 기준으로 한 영역에서 반대영역으로 이동하도록 하는 것이며, 그 이동은 X축 또는 Y축의 한축으로만 이동하게 하는 것이다. 이때 이동하는 방법은 0도(X축) 또는 90(Y축)도 이동만을 사용하기 때문에 보간후의 경로형상은 마치 계단과 같이 된다. 따라서 종래 SAM방법은 이동속도값이 작다는 문제점이 지적되고 있다.
또한 기존의 DSM(Direct Search Method) 방법은 X축 또는 Y축 또는 대각선 이동의 세가지중 최소오차를 가지는 방향으로 자동이동장치가 이동하도록 하는 것이다. 즉 상기 DSM방법은 0도, 45도, 95도의 이동중에서 이동하고자 하는 경로와 가장 근저한 경로로 이동하도록 하는 것이어서 계산시간이 길어지고 이에 따라 보간경로를 빨리 얻을 수 없는 단점이 지적되고 있다.
본 발명은 CNC 공작기계의 콘트롤러부에서 각축으로 이동지령을 발생시키는 보간방법인 렙런스 펄스방법에서 기울기를 이용하게 함으로써, 기존 SAM방법 또는 DSM방법보다 보간시간을 크게 단축시키도록함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 컴퓨터그래픽에서 직선 및 원의 표현시 기울기를 이용함으로써, 기존의 방법보다 빠르게 형상표현을 할 수 있게 하고, 기타 다축형상의 표현시에도 적용할 수 있도록함을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기존의 SAM방법 또는 DSM방법에 기울기를 적용한 M-SAM(Modified SAM) 또는 M-DSM(Modified DSM)에 의한 보간방법을 제공하기 위한 것이다.
즉, 기울기를 계산하는 단계와; 상기 단계에서 계산된 기울기를 1과 비교판단하는 단계와; 상기 단계에서 기울기가 1보다 클 경우에는 보간영역이 선아래 있는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 계산된 기울기가 1보다 작을 경우에는 보간영역이 선아래 있는 가를 판단하는 단계와; 를 거쳐 기존의 X, Y축 이동이외에 대각선으로의 이동을 수행하도　 하는 단계와; 로 이루어지는 M-SAM방법을 제공하는 것이다.
또한, 기울기를 계산하는 단계와; 상기 단계에서 계산된 기울기를 1과 비교판단하는 단계와; 상기 단계에서 계산된 기울기가 1보다 클 경우에는 Y축 이동오차와 대각선 이동오차를 비교판단하는 단계와; 상기 단계에서 대각선 이동오차가 Y축이동오차보다 작을 경우에는 대각선으로 이동케하는 단계와; 계산된 기울기가 1보다 작을 경우에는 X축 이동오차와 대각선 이동오차를 비교판단하는 단계와; 상기 단계에서 대각선이동오차가 대각선 X축이동오차보다 작을 경우에는 대각선으로 이동하는 단계와; 로 이루어지는 M-DSM방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명은 기존의 SAM방법에서 보간하고자 하는 선을 기준으로 한 영역에서 반대영역으로 이동하도록하는 알고리즘에 기울기를 적용해 대각선으로의 이동단계를 거치게함으로써 그 축이동을 한단계로 수행하게 되므로 기존 SAM방법에 비해 형상의 보간시 10-15%정도의 시간단축을 얻게 되는 것이다.
또한, 본 발명은 기존의 DSM방법에서 택해진 점주위의 세점중에서 하나를 다음점으로 택했던 알고리즘에 기울기를 적용함으로써 한점을 제외시켜 두점중에서 선태하도록 함으로써 기존의 DSM방법에 의해 형상보간시 7%정도의 시간단축을 얻게 되는 것이다.
본 발명을 첨부한 제1도 내지 제3도에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명이 구현하고자 하는 M-SAM의 플로유챠트이다.
즉, 기울기를 계산하는 단계(S1)와; 상기 단계(S1)에서 계산된 기울기를 1과 비교판단하는 단계(S2)와; 상기 단계(S2)에서 기울기가 1이상일 경우에 보간영역이 선아래 있는 가를 판단하는 단계(S3)와; 상기 단계(S3)에서 보간영역이 선아래 있지 않으면 대각선으로 이동하는 단계(S4)와; 상기 단계(S3)에서 보간영역이 선아래 있으면 Y축으로 이동하는 단계(S5)와; 상기 단계(S2)에서 기울기가 1이하일 경우에 보간영역이 선아래 있는 가를 판단하는 단계(S6)와; 상기 단계(S6)에서 보간영역이 선아래 있으면 대각선으로 이동하는 단계(S7); 상기 단계(S6)에서 보간영역이 선아래 있지 않으면 X축으로 이동하는 단계(S8)와로 이루어진다.
이와 같은 단계(S1)∼(S8)를 거쳐 끝점을 확인하고 끝점이 확인되지 않으면 다시 기울기를 계산하며 끝점이 확인되면 종료하게 한다.
제2도는 본 발명의 M-DSM의 플로유챠트이다.
즉, 기울기를 계산하는 단계(S10)와; 상기 단계에서 계산된 기울기를 1과 비교판단하는 단계(S11)와; 상기 단계(S11)에서 계산된 기울기가 1이상일 경우에는 Y축 이동오차와 대각선 이동오차를 비교판단하는 단계(S12)와; 상기 단계(S12)에서 대각선 이동오차가 Y축 이동오차보다 작을 경우에는 대각선으로 이동케하는 단계(S13)와; 상기 단계(S12)에서 대각선이동오차가 Y축 이동오차보다 클 경우에는 Y축으로 이동케하는 단계(S14)와; 상기 단계(S11)에서 기울기가 1이하일 경우에는 X축 이동오차와 대각선 이동오차를 비교케 하는 단계(S15)와; 상기 단계(S15)에서 대각선 이동오차가 X축 이동오차보다 작을 경우에는 대각선으로 이동케 하는 단계(S16)와; 상기 단계(S15)에서 대각선 이동오차가 X축 이동오차보다 클 경우에는 X축으로 이동케하는 단계(S17)와; 로 이루어진다.
이와 같은 단계 (S10)∼(S17)를 거쳐 끝점을 확인하고, 끝점이 확인되지 않으면 다시 기울기를 계산하며 끝점이 확인되면 종료하게 된다.
이와 같이 이루어진 본 발명은 기존의 SAM방법에 45도 이동(대각선 이동)을 추가하고, 기울기를 이용하여 기울기가 1이하인 경우에는 0도 이동(X축이동) 또는 45도 이동(대각선 이동)을 사용하며 기울기가 1이상인 경우에는 45도 이동(대각선 이동) 또는 90도 이동(Y축이동)을 사용하게 함으로써 유연하고도 빠른 보간경로를 얻게 되는 것이다.
따라서 0도 이동(X축 이동) 또는 90도 이동(Y축 이동)만을 사용하는 SAM방법에 비하여 보간시간을 크게 단축시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명은 기존의 DSM방법에 기울기가 1이하인 경우에는 0도 이동(X축 이동)과 45도 이동(대각선 이동)중에 근접한 경로를 찾고, 기울기가 1이상인 경우에는 45도 이동(대각선 이동)과 90도 이동(Y축이동)중에 근접한 경로를 찾도록 함으로써 빠른 보간경로를 얻을 수 있게 된다.
따라서 0도 이동(X축 이동), 45도 이동(대각선 이동), 90도 이동(Y축이동)중에서 이동하고자 하는 경로와 가장 근접한 경로로 이동하고자 하는 경로와 가장 근접한 경로로 이동하는 방법인 종래 DSM방법에 비하여 보간시간이 크게 단축되게 되는 것이다.
제3도는 퍼스날컴퓨터상에 기존의 SAM, DSM방법과 본 발명의 방법인 M-SAM, M-DSM 보간방법을 프로그래밍하여 직선과 원호에 대해 보간성능을 테스트하는 비교도이다.
이에 비하면, 기존의 SAM 또는 DSM에 비하여 본원 발명인 M-SAM 또는 M-DSM방법에 의한 보간속도가 빠름을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 NC공작기계, 플로터 등와 같은 자동이동장치에 있어서, 자동이동을 얻기 위한 레퍼런스 펄스방식에 기울기를 이용한 보간방법을 제공함으로써 기존 레퍼런스 펄스방법에 비해 동일한 오차이내에서 보간시간을 크게 단축시키는 효과를 가진다.

Claims (2)

  1. 기울기를 계산하는 단계(S1)와; 상기 단계(S1)에서 계산된 기울기를 1과 비교판단하는 단계(S2)와; 상기 단계(S2)에서 기울기가 1이상일 경우 보간영역이 선아래 있는 가를 판단하는 단계(S3)와; 상기 단계(S2)에서 기울기가 1이하일 경우에 보간영역이 선아래 있는 가를 판단하는 단계(S6)와; X축, Y축 이동이외에 대각선으로의 이동을 수행하도록 하는 단계(S4)(S7)와; 로 이루어진 M-SAM방법을 특징으로 하는 CNC공구이동에 있어서, 기울기를 이용한 보간방법.
  2. 기울기를 계산하는 단계(S10)와; 상기 단계에서 계산된 기울기를 1과 비교판단하는 단계(S11)와; 상기 단계(S11)에서 계산된 기울기가 1이상일 경우에는 Y축 이동오차와 대각선 이동오차를 비교판단하는 단계(S12)와; 상기 단계(S12)에서 대각선 이동오차가 Y축 이동오차보다 작을 경우에는 대각선으로 이동케하는 단계(S13)와; 계산된 기울기가 1이하일 경우에는 X축 이동오차와 대각선 이동오차를 비교케 하는 단계(S15)와; 상기 단계(S15)에서 대각선 이동오차가 X축 이동오차보다 작을 경우에는 대각선으로 이동케 하는 단계(S16)와; 로 이루어진 M-DSM방법을 특징으로 하는 CNC공구이동에 있어서, 기울기를 이용한 보간방법.
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