KR100397981B1

KR100397981B1 - Method for grouping a tool path

Info

Publication number: KR100397981B1
Application number: KR10-2000-0081884A
Authority: KR
Inventors: 유제석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2003-09-19
Also published as: KR20020053118A

Abstract

공구경로 그룹핑 방법이 개시된다. 개시된 공구경로 그룹핑 방법은, (a) 바운더리 형상의 극대점을 계산한 후, 상기 극대점과 소정의 가공 각도로부터 탄젠트 라인을 계산하는 단계와; (b) 상기 탄젠트 라인과 상기 바운더리 형상으로부터 오목면 형상을 추출하는 단계와; (c) 상기 오목면 형상 내의 교점의 그룹값을 변경하는 단계와; (d) 각 그룹의 시작점과 가장 가까운 제0그룹의 최단거리 점을 찾는 단계와; (e) 상기 제0그룹의 점으로 지그재그 경로를 형성하다가 최단거리 점을 만나면 다른 제1그룹으로 이동하는 단계와; (f) 상기 제1그룹의 점으로 지그재그 경로를 생성하는 단계와; (g) 상기 제1그룹의 경로가 결정되면 다시 상기 제0그룹의 점으로 이동한 후, 또 다른 제2그룹의 최단거리 점까지 경로를 생성하는 단계와; (h) 상기 제2그룹의 점으로 지그재그 경로를 형성하는 단계와; (i) 상기 제2그룹의 경로가 결정되면, 다시 상기 제0그룹의 나머지 점으로 경로를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 최적의 공구경로를 생성할 수 있는 이점이 있다.A toolpath grouping method is disclosed. The disclosed toolpath grouping method comprises the steps of: (a) calculating a maximum of a boundary shape and then calculating a tangent line from the maximum and a predetermined machining angle; (b) extracting a concave surface shape from the tangent line and the boundary shape; (c) changing a group value of intersection points in the concave shape; (d) finding the shortest distance point of the zeroth group closest to the starting point of each group; (e) forming a zigzag path with the point of the 0th group and moving to another first group when the shortest point is encountered; (f) generating a zigzag path from the points of the first group; (g) if the path of the first group is determined, moving back to the point of the 0 group, and generating a path to the shortest distance point of another second group; (h) forming a zigzag path with the second group of points; (i) if the path of the second group is determined, generating a path to the remaining points of the 0 group again. According to the present invention, there is an advantage that can generate an optimal tool path.

Description

How to group toolpaths {METHOD FOR GROUPING A TOOL PATH}

본 발명은 공구경로 그룹핑 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Z축 방향으로의 이동이 없고 미절삭이나 과절삭이 생기지 않도록 개선된 공구경로 그룹핑 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a toolpath grouping method, and more particularly, to an improved toolpath grouping method such that there is no movement in the Z-axis direction and no uncut or overcut occurs.

종래에는 바운더리(boundary) 형상 또는 아일랜드(island) 형상이 여러 개의 오목면(concave) 형상으로 이루어진 경우에도, 이러한 특수한 형상을 고려하지 않고, 공구경로를 생성한다.Conventionally, even when a boundary shape or an island shape is formed of several concave shapes, a tool path is generated without considering such a special shape.

그런데, 상기한 바운더리 형상 또는 아일랜드 형상이 여러 개의 오목면 형상으로 이루어진 경우, 이러한 특수한 형상을 고려하지 않는 경우에는, 대부분 공구가 Z축 방향으로 이동을 자주 하게 된다.By the way, when the boundary shape or the island shape is formed of a plurality of concave shapes, most of the tools often move in the Z-axis direction when such a special shape is not taken into consideration.

이에 따라 많은 가공시간이 소요되고, 최적화되지 못한 공구경로 생성으로 인한 가공면이 좋지 못하다. 즉, 과절삭이나 미절삭이 발생하게 된다.As a result, a lot of processing time is required, and the machining surface due to the generation of an unoptimized tool path is not good. That is, overcutting or non-cutting occurs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 최적의 공구경로가 이루어지도록 그룹핑하여 Z축 방향으로의 이동이 없고 미절삭이나 과절삭이 생기지 않도록 한 공구경로 그룹핑 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a tool path grouping method in which there is no movement in the Z-axis direction and no cutting or overcutting occurs by grouping to achieve an optimal tool path. There is this.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 공구경로 그룹핑 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시된 설명도.1 to 8 are schematic views for explaining the toolpath grouping method according to the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공구경로 그룹핑 방법은, (a) 바운더리 형상의 극대점을 계산한 후, 상기 극대점과 소정의 가공 각도로부터 탄젠트 라인을 계산하는 단계와; (b) 상기 탄젠트 라인과 상기 바운더리 형상으로부터 오목면 형상을 추출하는 단계와; (c) 상기 오목면 형상 내의 교점의 그룹값을 변경하는 단계와; (d) 각 그룹의 시작점과 가장 가까운 제0그룹의 최단거리 점을 찾는 단계와; (e) 상기 제0그룹의 점으로 지그재그 경로를 형성하다가 최단거리 점을 만나면 다른 제1그룹으로 이동하는 단계와; (f) 상기 제1그룹의 점으로 지그재그 경로를 생성하는 단계와; (g) 상기 제1그룹의 경로가 결정되면 다시 상기 제0그룹의 점으로 이동한 후, 또 다른 제2그룹의 최단거리 점까지 경로를 생성하는 단계와; (h) 상기 제2그룹의 점으로 지그재그 경로를 형성하는 단계와; (i) 상기 제2그룹의 경로가 결정되면, 다시 상기 제0그룹의 나머지 점으로 경로를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The toolpath grouping method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) calculating a maximum point of a boundary shape, and then calculating a tangent line from the maximum point and a predetermined machining angle; (b) extracting a concave surface shape from the tangent line and the boundary shape; (c) changing a group value of intersection points in the concave shape; (d) finding the shortest distance point of the zeroth group closest to the starting point of each group; (e) forming a zigzag path with the point of the 0th group and moving to another first group when the shortest point is encountered; (f) generating a zigzag path from the points of the first group; (g) if the path of the first group is determined, moving back to the point of the 0 group, and generating a path to the shortest distance point of another second group; (h) forming a zigzag path with the second group of points; (i) if the path of the second group is determined, generating a path to the remaining points of the 0 group again.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 8에는 본 발명에 따른 공구경로 그룹핑 방법을 설명하기 위해 도시된 설명도가 도시되어 있다.설명에 앞서, 도 1 내지 도 8의 좌표는 XY축 평면도이다. 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 각각 참조하면, 본 발명에 따른 공구경로 그룹핑 방법은, 우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 바운더리 형상의 극대점을 계산한 후, 상기 극대점과 소정의 가공 각도로부터 탄젠트 라인(tangent line)을 계산한다.(단계 110)도 1의 가공각도는 0도이어서 X축을 따라서 공구경로가 생성되어 있으며, 만약에 가공각도가 90도가 된다면 공구경로는 Y축을 따라서 움직이게 된다.그리고 XY 평면 형상의 모양이 도 1과 같이 오목면(concave)이 심하면 공구경로가 한 번에 생성될 수가 없다. 한 번에 생성될 수도 있겠지만 그렇다면, 여러 번의 절삭없는 공구이동(air-cut)이 생기게 되며 가공시간도 늘어나고, 가공면도 좋지 않고 공구도 금방 마모된다.그 이유로 형상이 도 1에 도시된 바와 같이, 형상에 따라 가공면을 나누어 첫번째 가공면을 제0그룹이라 하고, 다음을 제1그룹으로 계속해서 가공면이 생기는 만큼 그룹이 생기며 첫번째 그룹면의 공구경로를 생성한 후에 가장 가까운 다음 그룹면으로 옮겨가면서 공구경로를 생성한다.1 to 8 illustrate explanatory diagrams for explaining a toolpath grouping method according to the present invention. Prior to description, the coordinates of FIGS. 1 to 8 are XY axis plan views. In a typical three-axis machine tool for milling, the tool moves only in the Z direction and the lower lathe in the XY axis. Due to its characteristics, the tool path generation of complex workpieces generates the XY plane around the Z coordinate at the depth of cut, and creates a tool path thereon. ), The machining time increases, the machining surface is bad, and the tool wears out quickly. The present invention will be described with reference to these principles. Referring to the drawings, the toolpath grouping method according to the present invention, first, as shown in Figure 1, after calculating the maximum point of the boundary shape, and then the maximum point and The tangent line is calculated from the predetermined machining angle (step 110). The machining angle of FIG. 1 is 0 degrees, so that a tool path is generated along the X axis. If the machining angle is 90 degrees, the tool path is Y. If the shape of the XY plane is concave as shown in Fig. 1, the tool path cannot be generated at once. It may be generated at one time, but if so, there will be several air-cuts without cutting, longer machining time, poor surface and tools wear out. For this reason, as shown in FIG. The machining surface is divided according to the shape, and the first machining surface is called the 0 group, and the next is the first group. Create a toolpath as you go.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄젠트 라인과 바운더리 형상으로부터 오목면 형상을 추출한다.(단계 120)Next, as shown in FIG. 2, the concave shape is extracted from the tangent line and the boundary shape (step 120).

그리고 상기 오목면 형상 내의 교점의 제1,2그룹의 값을 변경한다.(단계 130)Then, the values of the first and second groups of intersection points in the concave shape are changed (step 130).

또한, 각 그룹 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1,2그룹의 시작점과 가장 가까운 제0그룹의 최단거리 점(shortest point)을 찾는다.(단계 140)Further, as shown in FIG. 3, for example, the shortest point of the zeroth group closest to the starting point of the first and second groups is found (step 140).

이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제0그룹의 점으로 지그재그 경로를 형성하다가 최단거리 점을 만나면 제1그룹으로 이동한다.(단계 150)Then, as illustrated in FIG. 4, the zigzag path is formed from the point of the 0th group, and when the shortest point is encountered, the process moves to the first group (step 150).

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1그룹의 점으로 지그재그 경로를 생성한다.(단계 160)As shown in FIG. 5, a zigzag path is generated from the points of the first group (step 160).

한편, 상기 단계 160에서, 상기 제1그룹의 경로가 결정되면 다시, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제0그룹의 점으로 이동한 후, 제2그룹의 최단거리 점까지 경로를 생성한다.(단계 210)Meanwhile, in step 160, when the path of the first group is determined, as shown in FIG. 6, after moving to the point of the 0 group, the path is generated to the shortest distance point of the second group. (Step 210)

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2그룹의 점으로 지그재그 경로를 형성한다.(단계 220)Subsequently, as shown in FIG. 7, a zigzag path is formed from the points of the second group (step 220).

그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2그룹의 경로가 결정되면, 다시 상기 제0그룹의 나머지 점으로 경로를 생성한다.(단계 230)As shown in FIG. 8, when the path of the second group is determined, a path is generated again to the remaining points of the 0th group (step 230).

상술한 바와 같이, 공구경로를 그룹핑하는 방법 또는 알고리즘은 바운더리 또는 아일랜드 형상이 여러 개의 오목면 형상으로 이루어진 경우, 최적 경로를 생성하기 위하여 형상의 교점을 그룹핑 한다.As described above, a method or algorithm for grouping toolpaths groups intersections of shapes to create an optimal path when the boundary or island shape consists of multiple concave shapes.

이러한 알고리즘은 먼저 형상의 극대점으로부터 오목면 형상을 추출한다. 그리고 추출된 오목면 형상과 입력 형상으로 교점을 그룹핑하고, 그룹핑한 교점과 Z축 방향으로 이동이 없는 지그재그 경로 생성 알고리즘을 이용하여 경로를 생성한다.This algorithm first extracts the concave shape from the maximum of the shape. The intersection is grouped into the extracted concave shape and the input shape, and the path is generated by using a zigzag path generation algorithm without movement in the Z-axis direction.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공구경로 그룹핑 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the tool path grouping method according to the present invention has the following effects.

바운더리 형상 또는 아일랜드 형상이 오목면 형상으로 되어 있을 때, 그룹핑 알고리즘을 적용하여 Z축 방향으로 이동이 없고, 과절삭 또는 미절삭이 생기지 않는 최적의 공구경로를 생성할 수 있다.When the boundary shape or the island shape is in the concave shape, the grouping algorithm can be applied to generate an optimal tool path without movement in the Z-axis direction and without overcutting or uncutting.

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 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

(Correction) (a) calculating a tangent line from the maximum point and a predetermined machining angle after calculating the maximum point of the boundary shape;

(b) extracting a concave surface shape from the tangent line and the boundary shape;

(c) changing a group value of intersection points in the concave shape;

(d) finding the shortest distance point of the zeroth group closest to the starting point of each group;

(e) forming a zigzag path with the point of the 0th group and moving to another first group when the shortest point is encountered;

(f) generating a zigzag path from the points of the first group ;

(g) if the path of the first group is determined, moving back to the point of the 0 group, and generating a path to the shortest distance point of another second group;

(h) forming a zigzag path with the second group of points;

(i) if the path of the second group is determined, generating a path to the remaining points of the 0 group again; Tool path grouping method characterized in that it comprises a.

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