KR100483957B1 - 불완전한 다면체망의 오프셋 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불완전한 다면체망의 오프셋 보정방법에 관한 것으로서, 컴퓨터를 이용한 다면체망의 오프셋에 있어서, 꼭지점 공유법칙, 모서리 공유법칙 등을 만족하지 않는 불완전한 다면체망의 꼭지점과 모서리를 불완전 꼭지점과 불완전 모서리로 구분하는 과정과 불완전한 꼭지점에는 반구, 불완전한 모서리에는 반원통을 추가하고 다면체는 꼭지점을 법선 방향으로 이동해 오프셋하는 과정과 오프셋 후 불필요한 다면체의 제거방법으로 높이 비교를 통해 다른 다면체 아래에 있는 다면체를 제거하는 과정을 특징으로 한다. CAD 시스템에서 만들어 지는 다면체망이 대부분 불완전한 망임을 감안할 때 본 발명의 방법을 이용할 경우 모든 다면체망에 대해 빠르고 안정적인 오프셋이 가능하다.

Description

불완전한 다면체망의 오프셋 보정방법 {A Revising Method Of Incomplate Mash Offset}

본 발명은 불완전한 다면체 모델의 오프셋 보정방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 NC가공경로 생성에 있어 완전한 다면체만을 다루는 종래의 방법과 달리 완전한 다면체 뿐만 아니라 불완전한 다면체에 대한 오프셋의 방법을 제시하는 불완전한 다면체 모델의 오프셋 보정방법에 관한 것이다.

일반적으로 항공기의 동체, 자동차의 외판, 가전제품의 외형 등 복잡한 형상의 대부분은 여러개의 자유곡면 들로 구성된 복합곡면으로 표현된다. 이 복합곡면 형상을 가공하기 위해 보통 NC기계를 이용한다.

여기서 NC란, numerical control의 약자로 '부호나 수치로써 구성된 수치정보로 기계의 운전을 자동제어 하는 것'을 의미한다. 즉 사람이 이해할 수 있게 작성된 설계나 도면을 기계가 받아들일 수 있는 고유의 언어로 정보화하고 이를 천공 테입 또는 플로피 디스켓(floopy disket) 등을 이용하여 수치제어장치에 입력시켜 입력된 정보대로 기계를 자동제어하는 것을 말한다. 최근에는 컴퓨터의 발달로 NC공작기계에 컴퓨터를 내장한 CNC 공작기계가 널리 이용되고 있으며 통상 NC라고 하면 CNC를 가르키고 있다.

이러한 NC기계의 입력 정보인 NC 데이터를 만들 때 가장 중요한 문제 중의 하나가 공구의 간섭을 해결하는 것이다. 이러한 공구의 간섭을 피하기 위하여 다양한 방법으로 공구의 경로를 생성하려는 시도가 계속되어 왔다.

종래의 공구의 경로를 생성하는 방법 중 다면체를 이용한 방법은 '점기반 접근 방법'이었고, 이에서 발전된 '곡선기반 접근 방법'이 등장했다.

이 중 '곡선기반 접근 방법'에 기한 최근의 연구는, 꼭지점 공유법칙을 만족하는 다면체 모델에 위상정보를 부여하여 오프셋된 요소들을 정확하게 구하고, 드리이브 평면과의 교선을 구한 후 트리밍 작업시 간섭이 발생할 만한 부분들을 제거하여 CL곡선을 생성하기 때문에 볼록간섭이 전혀 발생하지 않으며, 오목한 부분에서의 교점(sharp-turn point)을 정확하게 구할 수 있어 3축 NC 가공시 오차없이 다면체 모델을 가공할수 있도록 하는 방법을 제시하였다.

그러나, 이러한 방법은 완전한 다면체를 기준으로 하는 방법으로서, 꼭지점 공유법칙, 모서리 공유법칙 등을 만족해야 하므로 현재 복잡화된 기계의 가공시 발생하는 불완전 다면체망의 오프셋시에 역시 불완전한 다면체망이 생성되어 이에 대한 해결이 곤란했다.

즉, 이러한 종래의 방법은 에러가 없이 완전한 다면체망을 오프셋하는 것에 국한되어 있다는 문제점이 있기 때문에, 대부분의 곡면 모델에서 생성되는 다면체망이 불완전함을 감안할 때 불완전한 다면체망을 오프셋하기 위한 알고리즘이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 완전한 다면체망 뿐만 아니라, 불완전한 다면체망을 오프셋하고 NC가공경로를 생성하기 위한 불완전 다면체망의 오프셋 보정방법을 제공하는 것이다.

즉 복잡한 공작물에 대한 NC 가공경로 생성시 완전한 다면체 뿐만 아니라 불완전한 다면체망에 대한 오프셋을 가능하게 하여 절삭 작업시 공구가 설계된 형상 그대로의 복합곡면으로 가공될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적들은, NC 가공경로를 생성하기 위해 컴퓨터를 이용하여 공작물을 형상화한 다면체망을 오프셋하는 방법에 있어서, 형상적으로 대응하는 각 다각형 간의 꼭지점 공유법칙 및/또는 모서리 공유법칙에 대한 만족 여부를 판별하는 단계; 상기 만족여부에 기초하여 상기 다면체망에서 불완전 꼭지점, 불완전 모서리 및 완전다면체를 구분하는 단계;

상기 불완전한 꼭지점 및 불완전한 모서리에 서로 다른 형상의 제 1보조다면체 및 제 2보조다면체를 추가하여 오프셋하고, 상기 다면체를 꼭지점을 기준으로 법선 방향으로 오프셋하여 오프셋면을 생성하는 단계; 및

상기 오프셋면에 대해 해당 높이방향에 대해 중첩되는 부분 중 상대적으로 낮은 높이에 위치한 부분을 선별적으로 제거하는 단계;에 의하여 달성될 수 있다.

또한, 상기 제 1보조다면체는 상기 오프셋면에 대한 상기 공구중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 반경을 갖는 반구 형상이고, 상기 제 1보조다면체는 상기 반구의 볼록한 부분이 상기 공구의 가공 경로상에 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제 2보조다면체는 상기 오프셋면에 대한 상기 공구중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 반경을 갖는 반원통 형상이고, 상기 제 2보조단면체는 상기 반원통의 볼록한 부분이 상기 공구의 가공 경로상에 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적들, 분명한 장점들 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 따른 바람직한 실시예들로 부터 더 분명해 질것이다.

본 발명은, 컴퓨터를 이용한 다면체망의 오프셋 보정방법에 있어서, 가공하고자 하는 부품 등에 대한 3차원 그림을 CAD/CAM으로 완성한 후, 상기 그림대로 실제 NC 가공이 이루어 지도록 하는 방법을 제시하는 것이다.

이를 위해서는, 먼저 CAD/CAM에 의한 그림에서 다면체면(100)에 대한 검토가 필요한데, 즉 상기 CAD/CAM에 의한 그림에서 불완전한 다면체(200)를 구분하는 것이다. 상기 불완전 다면체(200)를 이용해 오프셋면(300)을 생성하게 되면, 오프셋면(300) 또한 불완전한 형상을 가지게 되므로, 본 발명은 상기에서 구분된 불완전 다면체의 꼭지점(210)은 오프셋면(300)에 대한 공구(400)중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 반경을 갖는 반구형상을 추가하고, 모서리(220)는 오프셋면(300)에 대한 공구(400)중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 반경을 갖는 반원통형을 추가하며, 완전 다면체(100a)는 오프셋면(300)에 대한 공구(400) 중심의 상대적인 위치에 기초하는 소정 길이로 법선 방향으로 오프셋하여 오프셋 다면체망(300)을 형성한다. 마지막으로, 오프셋 다면체망(300)에서 불필요한 면을 제거함으로써 완전한 NC 가공 경로를 생성하는 것이다.

본 발명의 용어들에 대해 먼저 상세히 설명하면,

'다면체망(100)'이란, CAD 모델은 B-Spline 곡면으로 되어있는데 이것으로부터 직접 NC 가공 데이터를 만들기 힘들기 때문에, 곡면을 다각형 평면들로 근사하고 가공 공구(400)의 반경만큼 오프셋하는 과정을 거치는데, 삼각형 평면은 빠르게 화면에 디스플레이 할 수 있고 삼각형들로만 이루어진 모델은 특히 STL파일로 쾌속조형의 표준 자료구조로 쓰이고 있어 많은 CAD 모델러들이 STL파일 입출력 기능을 가지고 있기 때문에 곡면을 화면에 보일 때는 다각형, 특히 삼각형들로 바꾸는 다면체망 생성 과정을 거치는데 이렇게 형성되는 것을 가리키는 것이다.

'불완전한 다면체망(200)'이란, 다면체망(100)의 일종으로, 다면체 모델이 완전하기 위해서는 물체의 내부 외부를 명확히 구분하고, 다각형 사이에 간격이 없어야 하는 등 완전한 고체가 되기 위한 조건들을 만족해야 하는데, 그렇지 못한 경우를 일컫는다. 반대로 이러한 조건을 만족하는 것이 완전 다면체망(100a)이다.

'꼭지점 공유법칙'과 '모서리 공유법칙'은 다각형의 꼭기점은 다른 다각형의 꼭지점과 만나고, 모서리는 모서리와 만나야 한다는 규칙을 말한다.

이하에서는 상기 용어들을 토대로, 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거해 상세히 설명한다.

도 1은 NC 공구경로를 생성하는 방법을 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 복합 곡면을 NC에서 가공하기 위한 가공경로를 생성하기 위해서는 먼저 다면체(100)에 대한 도면이 필요하다. 상기 도면은 CAD/CAM에 의해 작성되어 진다. 다면체(100)에 대한 도면 작업이 마무리 되면, 가공계획을 수립하고 가공 공구(400)의 선택과 사용순서 등을 정하게 된다. 그 다음으로 다면체(100) 도면을 공구(400)의 중심에 따른 소정 반경만큼 상향으로 이동시키는 오프셋과정이 수행된다. 즉 공구(400)의 경로를 결정하는 과정이다. 이러한 과정에 의해 NC 가공경로가 생성되고 실제 선반 등에서 상기 경로를 통한 가공을 하게 된다.

도 2a는 종래 오프셋 방법을 도시한 구성도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 불완전한 다면체(200)를 종래의 방법으로 오프셋하면, 즉 완전한 다면체(100a)로 가정하여 오프셋하게 되면, 각 면에서 일정한 거리만큼 직각상향으로 이동된 선들을 연결한 연결선은 부분적으로 단절된 형태의 오프셋면(300)으로 생성된다. 이것은 종래의 방법이 에러가 없이 완전한 다면체망을 오프셋하는 것에 국한되어 있어, 꼭지점 공유법칙을 만족하지 않거나, 다면체(100)가 서로 교차하거나, 다면체(100) 사이에 간격이 있는 등 불완전한 다면체망의 오프셋에서는 불완전하다는 것을 보여주는 것이다.

도 2b는 종래 오프셋 방법을 보정한 상태를 도시한 구성도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 불완전 다면체망을 종래의 오프셋 방법으로 하여 얻은 오프셋면(300)은 단절되거나 교차하며, 겹치는 구간이 발생하므로 이에 대해 보정을 한 것이다.

그러므로, 불완전한 다면체망의 오프셋면(300)이 단절됨이 없이 연속된 곡선으로 나타나기 위해서는, 오프셋시 불완전한 오프셋 다면체망이 생성되지 않도록 하는 일정한 처리가 필요하다. 즉, 불완전한 다면체망이 되게하는 불완전 꼭지점(210), 불완전 모서리(220)에 대한 처리방법이 강구되지 않는다면, 오프셋면(300)에 대한 재처리 작업이 당연히 수반되어 진다.

도 3는 본 발명에 따른 오프셋 보정방법에 대한 순서도이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 컴퓨터를 이용한 다면체망의 오프셋에 있어서는, 먼저, 오프셋하고자 하느 다면체 모델에 대한 도면을 작성해야 한다. 상기 도면은 CAD/CAM에 의해 제작되어 지는데 CAD/CAM상에 표현된 다면체망이 완전한 다면체망(100a)인지 불완전한 다면체망(200)인지에 따라 오프셋면(300) 생성방법에 차이가 있다. 따라서 상기 다면체망에서 꼭지점과 모서리가 꼭지점 공유법칙, 모서리 공유법칙을 만족하는 지의 여부를 판별하는 단계를 행한다(S1000).

다음은, 상기 법칙들의 만족 여부에 기초하여 상기 다면체망에서 불완전 꼭지점(210), 불완전 모서리(220)와 완전다면체(100a)를 구분하는 단계를 행한다(S2000).

상기 단계에서 구분한 결과를 토대로 불완전한 꼭지점(210)에는 제 1보조다면체(310), 불완전한 모서리(220)에는 제 2보조다면체(320)를 추가하고 완전 다면체(100a)는 꼭지점을 기준으로 법선 방향으로 오프셋하여 오프셋면(300)을 생성한다(S3000).

상기에서 생성된 오프셋면(300)은 공구(400)이동 경로상 불필요한 다면체면을 포함하고 있는 경우가 많다. 따라서 오프셋 후 불필요한 다면체를 제거해야 하며, 이러한 제거방법으로 오프셋면(300)에 대해 해당 높이방향에 대해 중첩되는 부분 중 상대적으로 낮은 높이에 위치한 부분을 선별적으로 제거하는 단계를 행한다(S4000).

도 4는 본 발명에 따라 보정된 오프셋면을 생성하기 위한 알고리즘의 순서도이다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 절차는,

먼저 다면체망에서 꼭지점 공유법칙 및/또는 모서리 공유법칙에 대한 만족 여부를 판별하고, 불완전한 꼭지점과 모서리를 구분한다. 그리고 구분된 불완전 꼭지점(210)에는 제 1보조다면체(310)를 추가하고, 불완전 모서리(220)에는 제 2보조다면체(320)를 추가한다. 그리고 완전 다면체(100a)는 꼭지점 법선 방향으로 이동시킨다.

상기에서 제 1보조다면체(310)는 오프셋면(300)에 대한 공구(400) 중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정반경을 갖는 반구 형상으로, 상기 반구 형상은 볼록한 부분이 공구(400)의 가공 경로상에 있도록 배치된다.

또한, 제 2보조다면체(320)는 오프셋면(300)에 대한 공구(400) 중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정반경을 갖는 반원통 형상으로, 상기 반원통 형상은 볼록한 부분이 공구(400)의 가공 경로상에 있도록 배치된다.

여기서 상기의 꼭지점과 모서리를 구분하는 단계에서 완전한 꼭지점과 모서리를 따로 구분하는 단계가 없는 것은, 다면체(100)는 꼭지점 공유법칙과 모서리 공유법칙을 만족한다면 완전한 다면체(100a)이므로 종래의 오프셋면 형성방법으로 법선 방향으로의 이동만으로 오프셋면(300)을 형성할 수 있으므로 별도의 완전한 꼭지점과 모서리를 분류할 필요는 없는 것이다.

상기의 불완전한 다면체망(200)을 제 1보조다면체망(310), 제 2보조다면체망(320), 꼭지점 법선 방향이동으로 생성된 오프셋 다면체망(300)은 공구(400)의 이동경로와 관계없는 다면체망을 포함하고 있다. 따라서 완전한 다면체망(100a)을 생성하기 위해서는 오프셋면에 대해 높이방향으로 중첩되는 부분 중 상대적으로 낮은 높이에 위치한 부분을 선별적으로 제거하여야 하며, 이렇게 해서 생성되는 것이 본 발명에 따른 오프셋 다면체망이다.

여기서 불필요한 오프셋면의 제거에 대해서는 도 7c에서 보다 상세히 설명하겠다.

도 5a는 다면체의 법선방향이 구분되지 않는 불완전한 다면체망의 구성도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 동일한 형상의 제 1삼각형(230a)과 제 2 삼각형(230b)은 인접한 다른 다면체와 접하거나 교차하거나 하는 등의 상관관계가 없으므로 해서 즉, 전체 꼭지점과 모서리가 불완전하므로 두개의 삼각형(230a,230b)에서 법선 벡터를 그렸을 때, 상기 벡터가 물체의 내부 방향인지 외부 방향인지 결정하기가 쉽지 않다. 여기서 법선 벡터는 각 다면체의 꼭지점을 따라 오른손으로 쥐든이 할 때 엄지손가락이 가리키는 방향으로, 즉 오른손 법칙에 의한 방향이다.

그런데 삼각형(230a,230b)의 다면체 꼭지점에 일정 방향으로 순서대로 번호를 붙여 법선벡터를 찾아 보면, 제 1 삼각형(230a)에서 시계방향으로 된 곡면의 화살표를 따라 오른손 법칙을 이용해 그린 법선벡터는 하부를 향하고 있고, 제 2삼각형(230b)은 반시계방향으로 된 곡면의 화살표를 따라 오른손법칙을 이용해 그린 법선벡터는 상부를 향하고 있다. 즉 화살표의 방향에 따라 법선벡터의 방향이 달라짐을 알 수 있다.

만일 완전한 다면체라면, 완전한 다면체의 각 다각형들은 물체의 경계를 나타내며 각 다각형에서 오른손 법칙에 의한 법선 벡터의 방향은 물체의 외부를 나타내도록 그릴 수 있다. 그러므로 법선 벡터의 방향이 물체의 내부 방향인지 외부 방향인지 여부를 분간할 수 없는 다면체는 불완전 다면체로 보는 것이다.

도 5b는 꼭지점 공유법칙을 만족하지 않는 불완전 다면체망의 구성도이다. 다각형의 꼭기점은 다른 다각형의 꼭지점과 만나고 모서리는 모서리와 만나야 한다는 규칙이 '꼭지점 공유법칙’과 '모서리 공유법칙'인데, 도 5b에 도시된 바와 같이, 중앙의 해치된 부분에서는 세 개의 삼각형(230c,230d,230e)이 만나고 있는데, 꼭지점과 꼭지점, 모서리와 모서리가 만나지 않고, 제 3삼각형(230c)의 모서리와 제 4삼각형(230d), 제 5삼각형(230e)의 꼭지점이 만나고 있다. 즉 상기 해치된 부분으로 인해 세 개의 삼각형(230c,230d,230e)은 꼭지점 공유법칙과 모서리 공유법칙을 만족하지 않게 되므로 불완전한 다면체(200)로 판단되는 것이다.

도 5c는 교차되는 다면체로 이루어지는 불완전 다면체망의 구성도이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 제 6삼각형(230f)과 제 7삼각형(230g)이 각을 가지고 교차하고 있는데, 이와 같이 제 6삼각형(230f)과 제 7삼각형(230g)가 교차하고 있으면 십자가와 유사한 형태가 됨으로써 물체의 외부와 내부를 구분할 수 없게 되어 경계가 불명확해 진다. 즉, 두 삼각형(230f,230g)의 어느 면 방향이 물체의 외부를 향한다고 단정짓기 곤란하다는 것이다.

따라서, 이러한 형상을 가진 다면체망도 불완전한 다면체망으로 보는 것이다.

도 5d는 각 다면체 사이에 간격이 존재하는 불완전 다면체망의 구성도이다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 제 1다면체(230h)와 제 2다면체(230i)가 있을 때 상기 다면체들 사이에 갭이 형성되어 있다. 이렇게 제 1다면체(230h)의 모서리와 제 2다면체(230i)의 모서리가 만나지 않는 현상은 완전한 솔리드 모델에서 만들어진 다면체에서는 제거될 수 있지만, 모델링부터 곡면 사이에 허용오차를 가지는 곡면 모델이나 불완전한 솔리드 모델에서 만들어진 다면체는 상기와 같이 인접한 다면체의 면과 면 사이에 간격이 생기는 경우가 많다.

그러므로, 다면체들(230h,230i)은 꼭지점 공유법칙 및 모서리 공유법칙을 만족하지 않는 불완전한 다면체인 것이다.

도 6a는 본 발명에 따른 불완전한 꼭지점(210)의 오프셋 방법을 도시한 구성도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 불완전한 꼭지점(210)은 제 1보조다면체(310)를 추가하는데, 제 1보조다면체(310)는 오프셋면에 대한 공구(400) 중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정반경을 가진 반구형의 다면체망이다. 상기 반구형의 다면체망을 추가하여 불완전 꼭지점(210)에 대한 오프셋면을 형성한다.

그런데, 상기 반구형의 다면체망은, 상기 반구의 볼록한 면이 공구의 가공경로 상에 있도록 배치한다. 즉 가공기구인 선반등의 가공평면을 기준면으로 하여 항상 상부를 향하도록 배치된다.

도 6b는 본 발명에 따른 불완전한 모서리(220)의 오프셋 방법을 도시한 구성도이다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 불완전한 모서리(220)는 제 2보조다면체(320)를 추가하는데, 제 2보조다면체(320)는 오프셋면에 대한 공구(400) 중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정반경을 가진 원통형의 다면체망이다. 상기 반원통형의 다면체망을 추가하여 불완전 모서리(220)에 대한 오프셋면을 형성한다.

그런데, 상기 반원통형의 다면체망도 상기 반구형의 다면체망과 유사하게, 상기 반원통의 볼록한 면이 공구(400)의 가공경로 상에 있도록 배치한다. 즉 가공기구인 선반등의 가공평면을 기준면으로 하여 항상 상부를 향하도록 배치된다.

도 6c는 본 발명에 따른 다면체면의 오프셋 방법을 보여주는 구성도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 다면체는 꼭지점을 법선 방향으로 오프셋면(300)에 대한 공구(400) 중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 길이로 이동해 오프셋한다.

도 7a, 도 7b, 도 7c는 본 발명의 방법으로 다면체망을 오프셋한 예를 보여주는 도면이다.

먼저, 도 7a는 소정 형상의 부품에 대한 다면체망(100)을 도시한 예시도이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 소정 형상의 부품은 복잡한 3차원적인 표면을 가지고 있는데, 상기 부품에 대한 NC 가공경로를 생성하기 위한 최초의 작업으로서 제작된 CAD/CAM에 의한 3차원 그림을 보여주는 것이다.

도 7b는 도 7a의 다면체망(100)의 불완전한 꼭지점(210) 및 모서리(220)를 도시한 구성도이다. 일반적인 다면체망(100)에서도 불완전한 꼭지점(210), 모서리(220)를 포함할 것이고 이들을 NC 가공경로 생성을 위한 오프셋을 하면 불완전한 오프셋 다면체망(300)을 형성할 것이므로 그것을 방지하기 위해 먼저 불완전한 꼭지점(210)과 모서리(220)를 일반적인 다면체망(100)에서 분리하는 단계가 필요하다.

따라서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 부품에 대한 오프셋면(300)을 생성하기 전에 상기 부품의 CAD/CAM에 의한 3차원 그림상에서 불완전한 꼭지점(210)과 불완전한 모서리(220)를 구분한 것이다.

도 7c는 도 7a의 부품이 본 발명에 따라 오프셋된 것을 도시한 구성도이다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 도 7b에서 구분된 불완전한 꼭지점(210), 불완전한 모서리(220)에 대해, 꼭지점(210)은 반구형의 제 1보조다면체(310)를 추가하고, 모서리(220)는 반원통형의 제 2보조다면체(320)를 추가하며, 완전 다면체(100a)에 대해서는, 법선 방향으로 이동하여 오프셋 다면체망(300)을 형성하여, 상기 부품 전체에 대한 오프셋 다면체망을 생성한다.

그런데, 도 7c는 완성된 오프셋 다면체망이라 할 수는 없다. 왜냐하면, 이러한 오프셋에 의해 형성된 다면체망(300)은 NC 가공경로 생성에 필요치 않은, 즉 최외곽의 오프셋면의 내부에 형성된 다면체면을 포함하고 있기 때문이다. 이러한 다면체를 제거함이 없이 그대로 NC 가공을 한다면 공구(400)의 간섭으로 인해 상기 부품은 의도된 형상으로 가공되지 않을 것이다. 그러므로, 도면에는 표현되지 않았지만, 이러한 필요없는 다면체를 제거하는 단계가 요구된다.

이러한 제거 과정의 원리는, NC 가공은 선반 상을 X, Y평면으로 하여 Z축에 평행하게 이동하는 절삭공구(400)가 X, Y평면상의 공작물을 가공하게 되는데, 절삭공구(400)가 Z축에 평행하므로 같은 X, Y좌표에 중복되는 다면체(300)가 있는 경우 가장 높은 다면체(300)가 NC 가공경로 생성에 영향을 주게 된다. 따라서 같은 X, Y좌표를 가지면서 둘 이상의 Z 좌표를 가진 다면체에서 Z 좌표가 제일 큰것을 제외하고 그보다 작은 다면체는 제거해 오프셋 다면체(300)를 완성한다는 것이다.

이와 같은 방법으로 형성되는 오프셋면(300)을 NC 가공경로로 사용한다면 의도된 공구(400)의 형상을 보다 정확하게 제작할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 대부분의 곡면 모델에서 생성되는 다면체망이 완전하지 않다는 필요성에 의해 불완전한 다면체망의 오프셋면을 보정하는 방법을 제시했다.

따라서, 완전한 다면체망의 경우의 NC 가공경로 생성에 응용됨은 물론이고, 불완전한 다면체망의 NC 가공경로 생성을 위해서도 완전한 다면체망으로 수정한 후 오프셋해야 하는 문제점 없이 본 발명에서 제시한 방법을 이용해 안정적으로 오프셋 할 수 있게 된다.

본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시례와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

도 1은 NC 공구경로를 생성하는 방법을 도시한 구성도,

도 2a는 종래 오프셋 방법을 도시한 구성도,

도 2b는 종래 오프셋 방법을 보정한 상태를 도시한 구성도,

도 3는 본 발명에 따른 오프셋 보정방법에 대한 순서도,

도 4는 본 발명에 따라 보정된 다면체를 생성하기 위한 알고리즘의 순서도,

도 5a는 다면체의 법선방향이 구분되지 않는 불완전한 다면체망의 구성도,

도 5b는 꼭지점 공유법칙을 만족하지 않는 불완전 다면체망의 구성도,

도 5c는 교차되는 다면체로 이루어지는 불완전 다면체망의 구성도,

도 5d는 각 다면체 사이에 간격이 존재하는 불완전 다면체망의 구성도,

도 6a는 본 발명에 따른 불완전한 꼭지점의 오프셋 방법을 도시한 구성도,

도 6b는 본 발명에 따른 불완전한 모서리의 오프셋 방법을 도시한 구성도,

도 6c는 본 발명에 따른 다면체면의 오프셋 방법을 도시한 구성도,

도 7a는 소정 형상의 부품에 대한 다면체망을 도시한 예시도,

도 7b는 도 7a의 다면체망의 불완전한 꼭지점 및 모서리를 도시한 구성도,

도 7c는 도 7a의 부품이 본 발명에 따라 오프셋된 것을 도시한 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 다면체 100a : 완전 다면체

200 : 불완전 다면체 210 : 불완전 꼭지점

220 : 불완전 모서리 300 : 오프셋면

310 : 제 1보조다면체 320 : 제 2보조다면체

400 : 공구

Claims (5)

1. 수치제어 가공경로를 생성하기 위해 컴퓨터를 이용하여 공작물을 형상화한 다면체망을 오프셋하는 방법에 있어서,

   형상적으로 대응하는 각 다각형 간의 꼭지점 공유법칙 및/또는 모서리 공유법칙에 대한 만족 여부를 판별하는 단계(S1000);

   상기 만족여부에 기초하여 상기 다면체망에서 불완전 꼭지점(110a), 불완전 모서리(120a) 및 완전다면체(100a)를 구분하는 단계(S2000);

   상기 불완전한 꼭지점(210) 및 불완전한 모서리(220)에 서로 다른 형상의 제 1보조다면체(310) 및 제 2보조다면체(320)를 추가하여 오프셋하고, 상기 다면체(100a)를 꼭지점을 기준으로 법선 방향으로 오프셋하여 오프셋면(300)을 생성하는 단계(S3000); 및

   상기 오프셋면(300)에 대해 해당 높이방향에 대해 중첩되는 부분 중 상대적으로 낮은 높이에 위치한 부분을 선별적으로 제거하는 단계(S4000);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불완전 다면체망의 오프셋 보정방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1보조다면체(310)는 상기 오프셋면(300)에 대한 상기 공구(400)중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 반경을 갖는 반구 형상인 것을 특징으로 하는 불완전 다면체망의 오프셋 보정방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1보조다면체(310)는 상기 반구의 볼록한 부분이 상기 공구(400)의 가공 경로상에 있도록 배치되는 것을 불완전 다면체망의 오프셋 보정방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2보조다면체(320)는 상기 오프셋면(300)에 대한 상기 공구(400)중심의 상대적인 위치에 기초하여 소정 반경을 갖는 반원통 형상인 것을 특징으로 하는 불완전 다면체망의 오프셋 보정방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2보조단면체(320)는 상기 반원통의 볼록한 부분이 상기 공구(400)의 가공 경로상에 있도록 배치되는 것을 불완전 다면체망의 오프셋 보정방법.