KR0176498B1 - Cutting path setting method in the computerized numerical control graphic method for cutting tool - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절삭 공구용 CNC(computer neumeric control) 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 선반등의 절삭 공구로 금속 재료를 절삭할 때 먼저 볼록점을 구하고, 이 볼록점으로부터 그 공구의 날끝(tip nose)의 경사각에 따라 점촉점을 구하여 그 경로에 따라 재료를 절삭하는 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a machining path in a CNC (computer neumeric control) graphic method for cutting tools. Specifically, when cutting a metal material with a cutting tool such as a lathe, a convex point is first obtained, and from this convex point, It relates to a machining path determining method in a CNC graphic method for a cutting tool, in which a point of contact is obtained according to the inclination angle of the tip nose of the tool and the material is cut along the path.
즉, 본 발명에 따른 절삭 공구용 컴퓨터 수치 제어 그래픽법에 있어서의 절삭 경로 결정 방법은 절삭되는 전체 형상을 직선 또는 원호의 세그먼트들로 분할하여 메모리에 기억시키고, 상기 세그먼트와 세그먼트 사이의 직선들의 교점에서 또는 원호 상에서 볼록점들을 구한 다음, 상기 소정의 볼록점에서 그 다음 세그먼트에 절삭 공구의 날끝 각도와 같은 각도를 가진 사선을 그어서 점촉점을 찾고, 그리고 상기 단계들을 세그먼트 마다 반복하면서 마지막 세그먼트인가를 판단하는 방법을 사용하여, 절삭 재료의 절삭 가공 가능한 구역을 쉽고 간단하게 결정할 수 있는 효과가 있다.That is, the cutting path determining method in the computer numerical control graphic method for cutting tools according to the present invention divides the entire shape to be cut into segments of straight lines or arcs and stores them in a memory, and the intersection point of the straight lines between the segments and the segments. Find convex points at or on an arc and then draw a diagonal line with the same angle as the cutting edge angle of the cutting tool on the next segment at the given convex point to find the point of contact, and repeat the steps for each segment Using the judging method, it is possible to easily and simply determine the cuttable area of the cutting material.
Description
제1도는 종래의 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법의 예를 나타내는 설명도이고,1 is an explanatory diagram showing an example of a machining path determining method in a conventional CNC graphical method for cutting tools,
제2도 내지 제11도는 본 발명에 따른 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법의 예를 나타내는 설명도로서,2-11 is explanatory drawing which shows the example of the machining path determination method in the CNC graphic method for cutting tools which concerns on this invention.
제2도는 전체 형상을 이루는 직선, 원호들을 각각 하나의 세그먼트로 메모리에 기억하는 것을 나타내는 설명도.FIG. 2 is an explanatory diagram showing storing of straight lines and circular arcs forming an overall shape in a memory in one segment.
제3도는 전체 형상을 이루는 직선, 원호들을 각각 하나의 세그먼트로 메모리에 기억하기 위해 제1 볼록점에서 제1 접촉점을 찾는 방법을 나타내는 설명도.3 is an explanatory diagram showing a method of finding a first contact point at a first convex point in order to store a straight line and circular arcs forming a whole shape in a memory in one segment each;
제4도는 전체 형상을 이루는 직선, 원호들을 각각 하나의 세그먼트로 메모리에 기억하기 위해 제2 볼록점에서 제2 접촉점을 찾는 방법을 나타내는 설명도.FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method for finding a second contact point at a second convex point in order to store a straight line and circular arcs forming the entire shape in a memory in one segment each
제5도는 두 탄젠트 벡트의 크로스 프로덕트(積)한 값이 음일 경우의 접촉점 결정 방법을 나타내는 설명도.5 is an explanatory diagram showing a method of determining a contact point when the cross-product value of two tangent vectors is negative.
제6도는 두 탄젠트 벡트의 크로스 프로덕트(積)한 값이 양일 경우의 접촉점 결정 방법을 나타내는 설명도.6 is an explanatory diagram showing a method of determining a contact point when the cross-product value of two tangent vectors is positive.
제7도 및 제8도는 원호 세그먼트 상에 볼록점이 있을 경우의 접촉점을 찾는 방법을 나타내는 설명도.7 and 8 are explanatory views showing a method of finding a contact point when there is a convex point on an arc segment.
제9도는 제3도 내지 제8도의 접촉점 찾기 방법에 의해 찾아진 경로에 따른 공구의 절삭 이동을 나타내는 설명도.9 is an explanatory diagram showing a cutting movement of a tool along a path found by the contact point finding method of FIGS. 3 to 8;
제10도는 제9도의 절삭 공구의 절삭 이동에 따라 절삭된 후의 형상을 나타내는 도면.10 is a view showing a shape after being cut in accordance with the cutting movement of the cutting tool of FIG.
제11도는 보다 날카로운 절삭 공구를 사용했을 경우의 절삭된 후의 형상을 나타내는 도면.11 is a diagram showing a shape after cutting when a sharper cutting tool is used.
제12도는 본 발명에 따른 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법의 순서도.12 is a flowchart of a machining path determining method in the CNC graphic method for a cutting tool according to the present invention.
그리고 제13도는 본 발명에 따른 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법을 사용하는 선반의 제어 장치의 블럭도이다.13 is a block diagram of a lathe control apparatus using the machining path determination method in the CNC graphic method according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 프로세서 2 : 롬(ROM)1: Processor 2: ROM
3 : 램(RAM) 4 : 코프로세서(CO-PROCESSOR)3: RAM 4: CO-PROCESSOR
5 : 그래픽 표시 장치 6 : CRT5: graphic display device 6: CRT
본 발명은 절삭 공구용 CNC(computer neumeric control) 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 선반등의 절삭 공구로 금속 재료를 절삭할 때 먼저 볼록점을 구하고, 이 볼록점으로 부터 그 공구의 날끝(tip nose)의 경사각에 따라 점촉점을 구하여 그 경로에 따라 재료를 절삭하는 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a machining path in a CNC (computer neumeric control) graphic method for cutting tools. Specifically, when cutting a metal material with a cutting tool such as a lathe, the convex point is first obtained, And a method for determining a machining path in a CNC graphic method for a cutting tool, which obtains a point of contact point according to the inclination angle of the tip nose of the tool and cuts the material along the path.
일반 그래픽 분야, CNC용 그래픽 소프트웨어 및 CAD/CAM 등에서 형상을 그릴때 선과 선사이에 있는 모서리를 라운드 묘화하는 경우와 마찬가지로 원하는 직선 및 곡선으로 구성된 면으로 금속 재료를 절삭할 경우가 많이 있다. 이러한 CNC 절삭 방법에 대해서는 미국 특허 US 4,723,203에 소개되어 있다.When drawing shapes in general graphics, CNC graphics software, and CAD / CAM, there are many cases where metal materials are cut into planes of straight lines and curves, as in the case of round drawing of edges in lines and lines. This CNC cutting method is described in US Pat. No. 4,723,203.
일반적으로 선과 선사이의 모서리를 절삭할 경우 종래의 절삭 경로 결정 방법은 볼록점(convex point)을 구할 때, 벡터 크로스 프로덕트를 사용하지 않고 세그먼트와 세그먼트 사이의 교차점에서 각도를 구해서 그 각도의 크기에 따라 절삭 공구의 날끝(tip nose) 각도가 적용된 사선을 그을 것인지를 판단한다. 즉, 제1도에 도시된 바와 같이, p1점에서의 각도 θ가 작으면 사선(절삭 공구의 팁 노우즈 각도를 가진)을 적용하지 않고 θ가 크면 절삭 공구의 팁 노우즈의 각도를 가진 사선을 적용하여 절삭한다.In general, when cutting the edges of lines and lines, the conventional cutting path determination method determines the angle at the intersection point between segments without using a vector cross product when determining the convex point. It is determined whether the oblique line to which the tip nose angle of the cutting tool is applied is drawn. That is, as shown in FIG. 1 , when the angle θ at the point p 1 is small, an oblique line (with a tip nose angle of the cutting tool) is not applied, and when θ is large, a diagonal line having an angle of the tip nose of the cutting tool is applied. Apply and cut
그러나 이와 같은 방법은 직선과 직선의 교차점에서는 가능하지만 원호 세그먼트에서는 그 적용이 어려워 다른 방법을 찾아야 하는 단점이 있다.However, this method is possible at the intersection point of the straight line and the straight line, but it is difficult to apply the arc segment, which has the disadvantage of finding another method.
본 발명은 이러한 문제점을 개성하고자 창안된 것으로, 어느 경우이든 관계없이 원하는 점에서 두 벡터를 구하고 그 벡터들의 크로스 프로덕트 값을 알면 볼록점을 확인할 수 있으며, 이 볼록점과 절삭 공구의 날끝 각에 따른 접촉점을 구하여 재료의 절삭 경로를 용이하게 결정할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve such a problem, and in any case, it is possible to determine the convex point by obtaining two vectors at a desired point and knowing the cross-product values of the vectors, and according to the convex point and the cutting edge angle of the cutting tool. It is an object of the present invention to provide a method for easily determining a cutting path of a material by obtaining a contact point.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 절삭 경로 결정 방법은,In order to achieve the above object, the cutting path determination method in the CNC graphic method for a cutting tool according to the present invention,
절삭되는 전체 형상을 직선 또는 원호의 세그먼트들로 분할하여 메모리에 기억시키는 단계 ;Dividing the entire shape to be cut into segments of straight lines or circular arcs and storing them in a memory;
상기 세그먼트와 세그먼트 사이의 직선들의 교점 또는 원호 상에 절삭 공구의 날끝 각도와 같은 경사선을 근접시켰을 때 가장 먼저 접촉되는 볼록점들을 구하는 단계 ;Finding convex points that are first contacted when an oblique line, such as a cutting edge angle of a cutting tool, is approached on an intersection or a circle of straight lines between the segments;
상기 소정의 볼록점에서 그 다음 세그먼트에 절삭 공구의 날끝 각도와 같은 각도를 가진 사선을 그어서 점촉점을 찾아가는 단계 ;Drawing an oblique line having an angle equal to the blade tip angle of the cutting tool from the predetermined convex point to the next segment to find a point of contact;
그리고 상기 단계들을 세그먼트마다 반복하면서 마지막 세그먼트인가를 판단하는 단계 ; 를And repeating the above steps for each segment and determining whether it is the last segment; To
포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including.
본 발명에 있어서, 상기 세그먼트와 세그먼트 사이의 직선들의 교점들에서의 두 직선의 벡터들의 크로스 프로덕트 값이 양이면 상기 교점들이 볼록점인 것으로 판단하는 것이 바람직하며,In the present invention, it is preferable to determine that the intersections are convex if the cross-product value of the vectors of the two straight lines at the intersections of the segment and the straight lines between the segments is positive.
상기 원호 세그먼트에서 접촉점을 구하기 위한 접촉선의 교차점이 두 개 생길 경우 이들 교점에서의 두 선의 벡터의 크로스 프로덕트 값이 양이면 상기 교점에서 가까운 쪽의 교점을 접촉점으로 판단하고, 음이면 상기 교점에서 먼 쪽의 교점을 접촉점으로 판단하는 것이 바람직하며,If two intersections of contact lines for contact points are obtained in the arc segment, if the cross-product value of the vector of two lines at these intersections is positive, the intersection point closer to the intersection point is determined as the contact point, and if it is negative, the far point away from the intersection point It is desirable to judge the intersection of as a contact point,
상기 원호 세그먼트 상의 볼록점은 이 원호 세그먼트 상에 상기 절삭 공구의 날끝각과 같은 각을 가지는 사선의 접선을 그어, 이 접선의 접점을 볼록점으로 판단하는 것이 바람직하다.It is preferable that the convex point on the said circular arc segment draws the tangent of the diagonal line which has the same angle as the blade tip angle of the said cutting tool on this circular segment, and judges the contact of this tangent as a convex point.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 절삭 공구용 컴퓨터 수치 제어 그래픽법에 있어서의 절삭 경로 결정 방법을 설명한다.A cutting path determination method in a computer numerical control graphic method for a cutting tool according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
제13도는 본 발명에 따른 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 절삭 경로 결정 방법을 사용하는 선반의 제어 장치의 블럭도이다. 여기서 ROM(2)은 프로그램을 저장하고, RAM(3)은 형상 데이타를 저장한다. 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.13 is a block diagram of a lathe control device using a cutting path determining method in the CNC graphical method for cutting tools according to the present invention. Here, the ROM 2 stores a program, and the RAM 3 stores shape data. The operation is as follows.
먼저 화면에 그려진 형상의 2차원 데이타 정보(예를 들면 형상을 구성하는 선이나 원호들)를 RAM(3)에 저장한다.First, two-dimensional data information (for example, lines or arcs constituting the shape) of a shape drawn on the screen is stored in the RAM 3.
다음으로 사용자가 입력한 절삭 공구의 날끝(tip nose) 각도를 RAM(3)에 저장하고 ROM(2)에 있는 프로그램이 그 값을 읽어 들인다.Next, the tip nose angle of the cutting tool input by the user is stored in the RAM 3 and the program in the ROM 2 reads the value.
다음으로 프로세서(1)는 RAM(3)의 2차원 형상 데이타 정보를 사용하여 ROM(2)에 저장된 프로그램에 따라 새로운 절삭 가능한 형상을 구한다.Processor 1 then uses the two-dimensional shape data information of RAM 3 to find a new cutable shape in accordance with the program stored in ROM 2.
다음으로 프로세서(1)는 ROM(2)에 저장된 프로그램에 따라 위에서 구한 새 세그먼트들을 직선 혹은 원호 보간을 하여 그 결과를 그래픽 표시 장치(5)에 있는 비디오램(RAM)에 저장하여 CRT(6)에 최종적으로 표시되게 한다.Next, the processor 1 performs a straight line or circular interpolation of the new segments obtained according to the program stored in the ROM 2, and stores the result in the video RAM of the graphic display device 5 so as to store the CRT 6. Finally displayed on the
이상 설명한 장치를 사용하여 본 발명에 따른 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 절삭 경로 결정 방법을, 제12도의 본 발명에 따른 절삭 공구용 CNC 그래픽법에 있어서의 가공 경로 결정 방법의 순서도에 따라, 제2도 내지 제11도를 참조하면서 설명하면 다음과 같다.According to the flowchart of the cutting path determination method in the CNC graphic method for cutting tools according to the present invention of FIG. 12 according to the flowchart of the cutting path determination method in the cutting tool CNC graphic method which concerns on this invention using the apparatus demonstrated above, The following description will be made with reference to FIGS. 2 to 11.
먼저 제2도에 도시된 바와 같이, 절삭되는 재료의 전체 형상을 이루는 직선, 원호들을 각각 하나의 세그먼트들로 메모리에 기억시킨다.First, as shown in FIG. 2, straight lines and circular arcs forming the overall shape of the material to be cut are stored in the memory as one segment each.
다음 제3도에 도시된 바와 같이, 각 세그먼트를 이루는 직선의 교차점 마다, 원호들의 모든 점마다 볼록점을 확인한다.As shown in FIG. 3, the convex points are identified at every intersection point of the straight lines constituting each segment and at every point of the circular arcs.
여기서,here,
1. 세그먼트와 세그먼트의 교점에 볼록점이 있을 때1.When there is a convex point at the intersection of a segment and a segment
제2도에 도시된 바와 같이, 두 벡터의 크로스 프로덕트(cross product) 값이 양이면 그 점을 볼록점(convex point)으로 한다. 즉, P1에서의 두 벡터의 크로스 프로덕트 값이 양이면 P1은 볼록점이다.As shown in Figure 2, two vectors If the cross product value of is positive, that point is the convex point. That is, two vectors at P1 If the cross-product value of is positive, P1 is a convex point.
그리고 볼록점(P1)에서 절삭 공구의 날끝 각도와 같은 각도를 가진 사선을 다음 세그먼트들을 향해 그어서(점선 표시) 점촉점(P2)을 구한다. 즉, 제3도에 도시된 바와 같이, P1에서 사선(점선)을 그었을 때 세그먼트 1, 2에 접촉점이 없고 세그먼트 3에서 접촉점 P2가 생긴다.Then, at the convex point P1, an oblique line having an angle equal to the cutting edge angle of the cutting tool is drawn toward the next segments (dotted line display) to obtain the point of contact point P2. That is, as shown in Fig. 3, when an oblique line (dotted line) is drawn at P1, there is no contact point in segments 1 and 2, and a contact point P2 is generated in segment 3.
또한 제4도에 도시되 바와 같이, 다른 볼록점인 P3에서 이전과 같이 절삭 공구의 날끝 각도와 같은 각도의 사선을 다음 세그먼트들에 그어서(점선) 접촉점을 찾는다.In addition, as shown in FIG. 4, at the other convex point P3, as shown before, an oblique line having the same angle as the cutting edge angle of the cutting tool is drawn on the next segments (dotted line) to find the contact point.
그런데, 제4도에 도시된 바와 같이, p3점에서 그은 사선이 원호 세그먼트에 접촉점을 가질 경우에는, 직선 세그먼트와 달리, 제5도 및 제6도에 도시된 바와 같이 접촉점이 두 개 생길 수가 있다. 제5도의 경우는 두 벡터의 크로스 프로덕트 값이 음이면 Q1을 접촉점으로 선택하는 경우이고, 제6도는 두 벡터의 크로스 프로덕트 값이 양이면 Q2를 접촉점으로 선택하는 경우이다.However, as shown in FIG. 4, when the diagonal line drawn at the point p3 has a contact point at the arc segment, unlike the straight line segment, two contact points may be generated as shown in FIGS. 5 and 6. . Figure 5 shows two vectors If the cross-product value of is negative, then Q1 is selected as the point of contact. If the cross-product value of is positive, Q2 is selected as the contact point.
2. 원호 세그먼트 상에 볼록점이 있을 때2. When there are convex points on circular segments
제7도 및 제8도에 도시된 바와 같이, 원호상에서의 볼록점(P5)을 구한다. 원호의 중심(Cx, Cy)에서 원호를 향해 각도n(=180-k)인 직선을 그어 접점인 P5를 구한다. 이점을 볼록점으로 하고, 이 볼록점 P5에서 앞서의 방법처럼 접촉점 P6를 구한다.As shown in Figs. 7 and 8, the convex point P5 on the arc is obtained. The contact point P5 is obtained by drawing a straight line having an angle n (= 180-k) from the center of the arc (Cx, Cy) to the arc. This point is taken as a convex point, and at this convex point P5, the contact point P6 is obtained as in the previous method.
이상과 같은 방법으로 P7, P8, P9, P10을 각각 구한다. 그리고 최종 공구의 절삭 가능한 형상은 제7도의 점선과 같이 구성된다. 이 절삭 공구의 절삭 이동은 제9도에 도시된 바와 같고, 절삭후의 남은 형상은 제10도에 도시된 바와 같이된다.P7, P8, P9, and P10 are obtained in the same manner as described above. And the cuttable shape of the final tool is constructed like the dotted line in FIG. The cutting movement of this cutting tool is as shown in FIG. 9, and the remaining shape after cutting is as shown in FIG.
그리고 앞서의 방법에서 사용한 절삭 공구의 날끝 각도(k) 보다 더 날끝 각도가 더 작은 날카로운 절삭 공구를 사용할 경우에는 제11도에 도시된 점선과 같이 더욱 정밀한 가공이 가능하게 된다.In the case of using a sharp cutting tool having a smaller cutting edge angle than the cutting edge angle k of the cutting tool used in the above method, more precise machining is possible, such as a dotted line shown in FIG.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 공구용 컴퓨터 수치 제어 그래픽법에 있어서의 절삭 경로 결정 방법은 절삭되는 전체 형상을 직선 또는 원호의 세그먼트들로 분할하여 메모리에 기억시키고, 상기 세그먼트와 세그먼트 사이의 직선들의 교점에서 또는 원호 상에서 볼록점들을 구한 다음, 상기 소정의 볼록점에서 그 다음 세그먼트에 절삭 공구의 날끝 각도와 같은 각도를 가진 사선을 그어서 점촉점을 찾고, 그리고 상기 단계들을 세그먼트 마다 반복하면서 마지막 세그먼트인가를 판단하는 방법을 사용하여, 절삭 재료의 절삭 가공 가능한 구역을 쉽고 간단하게 결정할 수 있는 효과가 있다.As described above, the cutting path determination method in the computer numerical control graphic method for a cutting tool according to the present invention divides the entire shape to be cut into segments of straight lines or circular arcs and stores them in a memory. After finding the convex points at the intersection of the straight lines or on the arc, find the point of contact by drawing an oblique line at the predetermined convex point with the same angle as the cutting edge angle of the cutting tool, and repeating the steps step by step Using the method of judging whether the segment is applied, there is an effect that can easily and simply determine the cuttable area of the cutting material.
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| KR1019940038343A KR0176498B1 (en) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Cutting path setting method in the computerized numerical control graphic method for cutting tool |
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Family Applications (1)
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20051028 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |