KR100440152B1

KR100440152B1 - 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법

Info

Publication number: KR100440152B1
Application number: KR10-2002-0030032A
Authority: KR
Inventors: 김종헌
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2004-07-12
Also published as: KR20030092389A

Abstract

수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법이 개시된다. 개시된 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법은, 수치 제어장치에서 수평선과 원호의 교점을 구하기 위한 사분면을 결정하는 방법에 있어서, (a) 원호의 시작점, 끝점, 중심점을 이용하여 상기 원호의 형상이 통과하는 사분면을 계산하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)에서의 계산 결과 3개 이상의 사분면을 통과하는지 판정하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 디지털 오차가 발생한 경우로 인식하여 아래 식을 이용하여 디지털 오차값을 구하는 단계와; (d) 상기 식에서 dx = 0 또는 dy = 0인지 판정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하는 경우, 근사값을 0으로 결정하는 단계와; (f) 상기 시작점 및 상기 끝점에서 구한 근사값이 작은 쪽의 사분면은 디지털 오차가 발생한 사분면으로 인식하여 그 점의 인접 사분면을 삭제하는 단계와; (g) 상기 수평선과 상기 원호의 교점을 계산하여 원하는 교점의 좌표를 구하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

[식]

dx = fabs(x - ix)

dy = fabs(y - iy)

여기서 x, y는 시작점 또는 끝점이고,

ix, iy는 원호의 중심점이다.

본 발명에 따르면, 디지털 오차로 인한 사분면 판정을 정확하게 할 수 있어시스템의 비정상적인 작동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법{METHOD OF DETERMINATING INTERSECTION POINT OF AN ARC WITH THE HORIZON FOR COMPUTER NUMERICAL CONTROL APPARATUS}

본 발명은 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 오차를 고려하여 수평선과 원호의 교점에서 원하는 정확한 교점을 구하기 위한 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법에 관한것이다.

일반적으로 수치 제어장치에서 각종 가공 사이클 프로그램을 자동적으로 생성할 때에 원호의 경우에 주어진 몇 가지 정보만을 가지고 원의 중심점, 시작점, 끝점 등을 구할 때가 많다.

그런데 디지털 시스템의 오차로 인해 정확한 좌표점을 구하지는 못하고 대개의 경우는 근사값으로 구해진다.

그리고 경우에 따라서는 이렇게 구한 근사값에 의한 오차로 인해 의도하지 않은 전혀 다른 결과를 초래하여 시스템이 오작동하는 경우가 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같은 황삭 및 정삭 가공은 수평으로 이루어지기 때문에 가공형상이 속하는 사분면을 결정하는 것이 중요하다. 즉 형상이 지나는 사분면을 구하여 구해진 사분면 중의 어느 한 사분면을 기준으로 가공 수평선과 원호 형상면 사이의 원호를 구하기 때문이다.

그런데, 형상이 지나는 사분면을 판정하는데 있어서 도 2에 도시된 바와 같이, 시각적으로 보기에는 점선 부분(A)이 원점에 닿아 있는 것처럼 보이지만 엄밀한 값을 따지면 몇 번의 반복된 계산 결과 디지털 오차값을 가져 도 3과 같이 되어 있는 경우가 간혹 발생한다.

물론 이러한 디지털 오차값의 차이는 0.00001 이하의 극히 작은 값이어서 가공에는 문제가 되지 않을 수 있으나, 크기 비교를 하는 어떤 조건을 따질 때는 예기치 못한 결과 차이를 낼 수 있다.

즉, 상기와 같은 경우엔 이 형상이 통과하는 사분면이 2개가 아닌 3개로 오인식 되어 전혀 다른 결과를 야기 시키게 된다.

도 4는 사분면을 나타내 보인 도면이고, 도 5는 디지털값 오차에 의한 비정상적인 작동으로 엉뚱한 가공 결과를 나타내 보인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 디지털 오차의 값을 고려하여 정확한 수평선과 원호의 교점을 구하여 정확한 가공이 이루어지도록 한 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 3은 일반적인 수치 제어장치의 가공 수평선과 원호의 교점 상태를 황삭 및 정삭 가공시를 예를 들어 나타내 보인 도면.

도 4는 사분면에 대한 설명을 하기 위해 나타내 보인 도면.

도 5는 디지털 오차값에 의한 엉뚱한 가공 결과를 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.

도 7은 본 발명에 따른 방법을 이용한 정상적인 수행 결과를 나타내 보인 도면.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법은, 수치 제어장치에서 수평선과 원호의 교점을 구하기 위한 사분면을 결정하는 방법에 있어서, (a) 원호의 시작점, 끝점, 중심점을 이용하여 상기 원호의 형상이 통과하는 사분면을 계산하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)에서의 계산 결과 3개 이상의 사분면을 통과하는지 판정하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 디지털 오차가 발생한 경우로 인식하여 아래 식을 이용하여 디지털 오차값을 구하는 단계와; (d) 상기 식에서 dx = 0 또는 dy = 0인지 판정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하는 경우, 근사값을 0으로 결정하는 단계와; (f) 상기 시작점 및 상기 끝점에서 구한 근사값이 작은 쪽의 사분면은 디지털 오차가 발생한 사분면으로 인식하여 그 점의 인접 사분면을 삭제하는 단계와; (g) 상기 수평선과 상기 원호의 교점을 계산하여 원하는 교점의 좌표를 구하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

[식]

dx = fabs(x - ix)

dy = fabs(y - iy)

여기서 x, y는 시작점 또는 끝점이고,

ix, iy는 원호의 중심점이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 6에는 본 발명에 따른 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법을 순차적으로 나타낸 개략적인 플로차트가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법은, 전술한 바 있는 도 1에서와 같은 황삭 및 정삭 가공시 디지털 오차를 고려하여 수평선과 원호와의 교점에서 원하는 정확한 교점을 구하는 방법을 제시하기로 한다.

도 6을 참조하면, 우선, 원호의 시작점, 끝점, 중심점을 이용하여 상기 원호의 형상이 통과하는 사분면을 계산한다.(단계 110)

상기 단계 110에서 계산한 결과 3개 이상의 사분면을 통과하는지 판정한다.(단계 120)

그리고 상기 단계 120에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 3개 또는 그 이상의 사분면을 통과하였다면 디지털 오차가 발생한 경우로 인식하여 아래 식 1을 이용하여 디지털 오차값을 구한다.(단계 130) 예컨대, 선반 가공의 경우에는 반드시 2개의 사분면만을 통과하게 되어 있다.

[식 1]

dx = fabs(x - ix)

dy = fabs(y - iy)

여기서 x, y는 시작점 또는 끝점이고,

ix, iy는 원호의 중심점이다.

상기 식 1에서 dx = 0 또는 dy = 0인지 판정한다.(단계 140)

상기 단계 140에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 상기 dx와 dy의 값이 0일 때 근사값을 0으로 결정한다.(단계 141)

그리고 상기 원호의 시작점과 끝점의 각각에 대해 상기 130 내지 150단계를 수행하고, 상기 시작점 및 끝점에서 구한 근사값이 작은 쪽의 사분면은 디지털 오차가 발생한 사분면으로 인식하여 그 점의 인접 사분면을 삭제한다.(단계 150)

또한 수평선과 원호의 교점을 계산하여 원하는 교점의 좌표를 구한다.(단계 160)

한편, 상기 단계 140에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, dx의 값 또는 dy의 값이 0이 아닐 때, 상기 dx의 값이 dy의 값보다 큰지 비교 판정한다.(단계 170)

그런데, 상기 단계 170에서의 조건을 만족하는 경우에는, 근사값을 dy/dx로 결정하고, 상기 단계 150 및 160을 순차적으로 수행한다.(단계 171)

다른 한편으로, 상기 단계 170에서의 조건을 만족하지 못하는 경우에는, 근사값을 dx/dy로 결정한다.(단계 180) 그런 후, 다시 상기 단계 150 및 160을 순차적으로 수행한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법을 이용하면, 전술한 바 있는 도 5와 같은 문제점이 발생되는 것이 아니라 도 7에 도시된 바와 같이 정상적인 수행 결과를 얻을 수 있다.

이와 같이 디지털 오차값은 사용자가 지정한 값에 비해 아주 작다는 원리를 이용하여 본 발명의 식 1과 로직으로 판정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법은 디지털 오차로 인한 사분면 판정을 정확하게 할 수 있어 시스템의 비정상적인 작동을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

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

Claims

수치 제어장치에서 수평선과 원호의 교점을 구하기 위한 사분면을 결정하는 방법에 있어서,

(a) 원호의 시작점, 끝점, 중심점을 이용하여 상기 원호의 형상이 통과하는 사분면을 계산하는 단계와;

(b) 상기 단계 (a)에서의 계산 결과 3개 이상의 사분면을 통과하는지 판정하는 단계와;

(c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 디지털 오차가 발생한 경우로 인식하여 아래 식을 이용하여 디지털 오차값을 구하는 단계와;

(d) 상기 식에서 dx = 0 또는 dy = 0인지 판정하는 단계와;

(e) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하는 경우, 근사값을 0으로 결정하는 단계와;

(f) 상기 시작점 및 상기 끝점에서 구한 근사값이 작은 쪽의 사분면은 디지털 오차가 발생한 사분면으로 인식하여 그 점의 인접 사분면을 삭제하는 단계와;

(g) 상기 수평선과 상기 원호의 교점을 계산하여 원하는 교점의 좌표를 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법.

[식]

dx = fabs(x - ix)

dy = fabs(y - iy)

여기서 x, y는 시작점 또는 끝점이고,

ix, iy는 원호의 중심점이다.
제1항에 있어서,

(h) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 dx의 값이 dy의 값보다 큰지 비교 판정하는 단계와;

(i) 상기 단계 (h)에서의 조건을 만족하는 경우, 근사값을 dy/dx로 결정하고, 상기 단계 (f), (g)를 순차적으로 수행하는 단계;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법.
제2항에 있어서,

상기 단계 (h)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 근사값을 dx/dy로 결정하고, 상기 단계 (f), (g)를 순차적으로 수행하는 단계;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 수치 제어장치의 수평선과 원호의 교점 결정방법.