KR100397979B1 - 지그재그 공구경로 생성방법 - Google Patents

Abstract

지그재그 공구경로 생성방법이 개시된다. 개시된 지그재그 공구경로 생성방법은, (a) 사용자로부터 바운더리와 아일랜드의 형상을 입력받는 단계와; (b) 상기 바운더리와 아일랜드의 형상을 공구반경과 정삭량을 더한 만큼 옵셋시키는 단계와; (c) XY방향 절입량과 바운더리 옵셋 형상으로부터 가공 횟수를 계산하고, 가공각도는 사용자의 정의에 의해 결정되며, 상기 가공 횟수만큼의 가공직선식을 계산하여 생성한 후, 상기 직선식과 옵셋형상과의 교점을 계산하여 구하는 단계와; (d) 아일랜드와 교점이 발생한 경우에는 현재의 포인트에서 다음으로 이동해야 할 포인트를 계산하는 제1단계와, 상기 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 될 때까지 이동하고 현재 라인에서 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 되면 아일랜드 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하는 제2단계와, 상기 제1,2단계와 동일한 방법으로 이동하여 교점을 재배열하는 제3단계로 이루어지는 Z방향으로의 이동이 없는 지그재그 경로를 생성하는 단계와; (e) 재배열된 교점과 상기 바운더리와 아일랜드의 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하는 단계;를 포함하는 그 특징으로 한다.

Description

지그재그 공구경로 생성방법{METHOD OF MAKING A ZIGZAG TOOL PATH}

본 발명은 지그재그 공구경로 생성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공구의 파손이나 가공면이 좋게 나오도록 하는 지그재그 공구경로 생성방법에 관한 것이다.

종래의 지그재그 경로 생성방법은, 지그재그 경로가 쓰이는 경우가 대부분 황삭가공에서 쓰이는 이유로 가공시간을 최소화하기 위한 노력으로 공구 경로를 생성하는 도중에 더 이상 생성하지 못할 경우에는 공구를 Z축 방향으로 다시 가공할 위치로 내려간 후에 공구경로를 생성한다.

실제 현장에서 포켓 가공을 할 경우에 플랫 엔드밀 공구를 사용하는 경우, Z방향으로 이동이 있게 되면 이동 후, 시작하는 위치에서 공구가 절입량만큼 Z방향으로 가공을 해야 하기 때문에 공구에 많은 부하를 받아 파손이 일어나거나, 가공면이 좋지 않게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 공구의 파손이나 가공면이 좋게 나오도록 한 지그재그 공구경로 생성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 지그재그 공구경로 생성방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시된 설명도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지그재그 공구경로 생성방법은, (a) 사용자로부터 바운더리와 아일랜드의 형상을 입력받는 단계와; (b) 상기 바운더리와 아일랜드의 형상을 공구반경과 정삭량을 더한 만큼 옵셋시키는 단계와; (c) XY방향 절입량과 바운더리 옵셋 형상으로부터 가공 횟수를 계산하고, 가공각도는 사용자의 정의에 의해 결정되며, 상기 가공 횟수만큼의 가공직선식을 계산하여 생성한 후, 상기 직선식과 옵셋형상과의 교점을 계산하여 구하는 단계와; (d) 아일랜드와 교점이 발생한 경우에는 현재의 포인트에서 다음으로 이동해야 할 포인트를 계산하는 제1단계와, 상기 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 될 때까지 이동하고 현재 라인에서 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 되면 아일랜드 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하는 제2단계와, 상기 제1,2단계와 동일한 방법으로 이동하여 교점을 재배열하는 제3단계로 이루어지는 Z방향으로의 이동이 없는 지그재그 경로를 생성하는 단계와; (e) 재배열된 교점과 상기 바운더리와 아일랜드의 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하는 단계;를 포함하는 그 특징으로 한다.이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 8에는 본 발명에 따른 지그재그 공구경로 생성방법을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 설명도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 지그재그 공구경로 생성방법의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.설명에 앞서, 도 1 내지 도 8에 도시된 좌표는 XY축 평명도이다. 일반적인 밀링용 3축 공작기계는 공구의 움직임은 Z축 방향으로만 그리고 아래 선반은 XY축으로 움직이게 되어있다. 그 특성상 복잡한 가공물의 공구경로 생성은 Z축은 절삭깊이(Depth of Cut)으로 Z좌표를 중심으로 XY평면을 생성하여 그 위에 공구경로를 생성하게 된다. 또한 밀링절삭시 절삭없는 공구이동(air-cut)이 생기게 되며 가공시간도 늘어나고 가공면도 좋지않고 공구도 금방 마모된다. 이러한 원리를 참조하여 본원 발명을 설명하기로다.도면을 참조하면, 본 발명에 따른 지그재그 공구경로 생성방법은, 우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자로부터 바운더리(boundary)와 아일랜드(island)의 형상을 입력받는다.(단계 10)

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바운더리와 아일랜드의 형상을 공구반경과 정삭량을 더한 만큼 옵셋(offset)시킨다.(단계 20)

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, XY방향 절입량과 바운더리 옵셋 형상으로부터 가공 횟수(number of cut)를 계산한다.(단계 30)

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, Z방향으로의 이동이 없는 지그재그 경로를 생성하기 위한 교점을 재배열한다.(단계 40)

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 재배열된 교점과 상기 바운더리와 아일랜드의 옵셋 형상으로부터 형상을 추적(shape following)하는 경로를 생성한다.(단계 50)

상기 단계 30에서, 가공각도는 사용자 정의에 의하여 결정되고 여기서는 0도로 세팅되어 있다. 그런 후, 상기 가공횟수만큼의 가공 직선식을 계산하여 생성한 후, 상기 직선식과 옵셋 형상과의 교점을 계산하여 구한다.

상기한 바와 같은 지그재그 포켓 사이클을 보다 구체적으로 설명하면, 단계 40에서와 같이, 상기 Z방향으로의 이동이 없는 지그재그 경로 생성은, 도 6에 도시된 바와 같이, 아일랜드와 교점이 발생한 경우에는 현재의 포인트(point)에서 다음으로 이동해야 할 포인트(next＿i)를 계산하고, 같은 라인의 다른 포인트는 프리저브 포인트(preserve point)로 보관한다.(단계 61)

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 될 때까지 이동하고, 현재 라인에서 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 되면 아일랜드 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로(굵은 선으로 표시)를생성하여 프리저브 포인트로 이동한다.(단계 62)

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 단계 61, 62와 동일한 방법으로 이동하여 교점을 재배열한다.(단계 63)

상술한 바와 같이, Z방향으로 이동이 없는 경로를 생성하기 위한 방법은, 하나의 직선 경로에 아일랜드와 교점이 없는 경우엔 바운더리 교점을 따로 경로를 생성한다. 경로를 생성하는 중에 하나의 직선 경로에서 아일랜드와 교점이 있는 경우엔 현재 포인트와 같은 직선에 있는 다음 포인트는 프리저브 포인트로 저장한다.

그리고, 현재 포인트에서 다음에 있는 직선 경로의 교점 중에서 아일랜드와의 교점이고, 교점에서의 백터값이 다른 포인트로 이동을 하며 경로를 생성한다.

또한, 아일랜드와 교점이 생기는 마지막 부분까지 경로를 생성한 후에는 아일랜드 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하여 프리저브 포인트로 이동하여 나머지 경로를 생성한다.이와 같이, 본 싸이클은 공구경 크기로 인한 형상간의 간섭이 발생하지 않는 한 Z방향으로의 이동이 없는 경로를 생성하였으며 특히, 플랫 엔드밀(Flat Endmill) 공구로 실제 포켓가공을 하는 경우에는 Z방향으로의 이동 경로가 없어 공구파손이 적고 가공면 상태가 좋게 나왔다. 또한 어떤 경우에도 과절삭이 발생하지 않음을 알 수 있었다.결론적으로 Z방향으로의 이동이 없는 지그재그 경로 생성 알고리즘을 사용하여 실가공에 적합한 가공싸이클을 개발할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 지그재그 공구경로 생성방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

어떤 경우에도 Z방향으로 이동이 없는 지그재그 경로가 생성되어 있으며, 이로 인하여 부하에 의한 공구의 파손이 없고, 가공면이 좋게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. (정정) (a) 사용자로부터 바운더리와 아일랜드의 형상을 입력받는 단계와;

   (b) 상기 바운더리와 아일랜드의 형상을 공구반경과 정삭량을 더한 만큼 옵셋시키는 단계와;

   (c)XY방향 절입량과 바운더리 옵셋 형상으로부터 가공 횟수를 계산하고, 가공각도는 사용자의 정의에 의해 결정되며, 상기 가공 횟수만큼의 가공직선식을 계산하여 생성한 후, 상기 직선식과 옵셋형상과의 교점을 계산하여 구하는 단계와;

   (d)아일랜드와 교점이 발생한 경우에는 현재의 포인트에서 다음으로 이동해야 할 포인트를 계산하는 제1단계와, 상기 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 될 때까지 이동하고 현재 라인에서 다음으로 이동해야 할 포인트의 값이 0이 되면 아일랜드 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하는 제2단계와, 상기 제1,2단계와 동일한 방법으로 이동하여 교점을 재배열하는 제3단계로 이루어지는 Z방향으로의 이동이 없는 지그재그 경로를 생성하는 단계와;

   (e) 재배열된 교점과 상기 바운더리와 아일랜드의 옵셋 형상으로부터 형상을 추적하는 경로를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그재그 공구경로 생성방법.
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