KR101671840B1 - A processing route generation method of rotation tool, tool path-generating device, machine tool and recording medium for processing program - Google Patents

A processing route generation method of rotation tool, tool path-generating device, machine tool and recording medium for processing program Download PDF

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KR101671840B1
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 회전공구의 경로를 정확하게 생성함에 따라 에프-세타 렌즈를 절삭가공을 통해 제작할 수 있고, 이를 통해 광학적 결함이 없는 에프-세타 렌즈를 제작할 수 있는 회전공구의 가공경로 생성방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 회전공구의 가공경로 생성방법은, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구를 가공 대상물에 대하여 상대이동시켜서 가공 대상물의 표면을 가공하도록 하는 회전공구의 경로생성방법으로서, 가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 정의하는 표면정의단계; 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 정의하는 궤적정의단계; 및 상기 표면정의단계에서 정의된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하거나 상기 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성단계;를 포함하여 구성된다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of generating a machining path of a rotary tool capable of producing an F-theta lens without machining an optical defect through the production of an F-theta lens by precisely generating a path of a rotary tool.
A method for generating a machining path of a rotary tool according to the present invention is a method for generating a path of a rotary tool for machining a surface of an object by relatively moving a rotary tool having a cutting tool for cutting the surface of the object, A surface defining step of defining a three-dimensional surface shape of the object to be processed; A trajectory defining step of defining a three-dimensional turning trajectory of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And a tangential plane (TP1) with respect to one point (P1) of the surface shape of the object defined in the surface definition step and a tangential plane (TP2) with respect to a contact point (P2) And generating a path of movement of the rotary tool such that the normal N1 to the point P1 and the normal N2 to the contact point P2 coincide with each other, .

Description

회전공구의 경로생성방법, 공구경로 생성장치, 공작기계 및 기록매체{A PROCESSING ROUTE GENERATION METHOD OF ROTATION TOOL, TOOL PATH-GENERATING DEVICE, MACHINE TOOL AND RECORDING MEDIUM FOR PROCESSING PROGRAM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of generating a path of a rotary tool, a tool path generating apparatus, a machine tool,

본 발명은 회전공구의 경로생성방법, 공구경로 생성장치, 공작기계 및 기록매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전공구의 경로를 정확하게 생성함에 따라 에프-세타 렌즈를 절삭가공을 통해 제작할 수 있고, 이를 통해 광학적 결함이 없는 에프-세타 렌즈를 제작할 수 있는 회전공구의 경로생성방법, 공구경로 생성장치, 공작기계 및 기록매체에 관한 것이다. The present invention relates to a method of generating a path of a rotary tool, a tool path generating apparatus, a machine tool and a recording medium, and more particularly, to a method of manufacturing a path of a rotary tool by precisely generating a path of a rotary tool, , A method of generating a path of a rotary tool capable of producing an F-theta lens without an optical defect, a tool path generating apparatus, a machine tool and a recording medium.

일반적으로 레이저 스캐닝 유니트는 입력되는 신호에 따라 소정 레이저빔(Laser beam)을 발생시키고, 발생된 빔을 감광드럼 상에 결상시키는 장치를 지칭한다. Generally, a laser scanning unit refers to a device that generates a predetermined laser beam in accordance with an input signal, and images the generated beam on a photosensitive drum.

상기 레이저 스캐닝 유니트는, 예를 들어, 감광드럼상에 형성되는 잠상을 종이 등의 매개체에 전사함으로써 화상 이미지(Image)를 재현하는 레이저 프린터(Laser printer)나 복사기 및 복합기 등에 사용되며 최근에는 3D 프린터에도 적용되고 있다. The laser scanning unit is used in, for example, a laser printer, a copying machine, and a multifunction peripheral, which reproduces an image by transferring a latent image formed on a photosensitive drum onto a medium such as paper. In recent years, .

도 1은 일반적인 레이저 스캐닝 유니트의 구성을 개략적으로 도시한 개념도로서, 레이저 다이오드(Laserdiode, 11), 콜리메이터렌즈(Collimator lens, 13), 실린더렌즈(Cylindrical lens, 15), 폴리건미러(Polygon mirror, 23), 폴리건미러 구동용 스캐닝 모터(Scanningmotor, 25), 에프-세타 렌즈(20), 결상용 반사미러(18), 수평동기미러(12) 및 광센서(Photosensor,14)를 포함하여 구성된다. FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of a general laser scanning unit. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a laser scanning unit, which includes a laser diode 11, a collimator lens 13, a cylindrical lens 15, a polygon mirror 23 A scanning mirror 25 for driving a polygon mirror, an F-theta lens 20, an imaging reflection mirror 18, a horizontal synchronizing mirror 12, and a photosensor 14.

상기 레이저 다이오드(11)는 광원으로서 레이저빔을 출사시킨다. The laser diode 11 emits a laser beam as a light source.

상기 콜리메이터렌즈(13)는 상기 레이저 다이오드(11)에서 출사되는 레이저빔을 광축에 대해 평행광으로 만들어준다. The collimator lens 13 converts the laser beam emitted from the laser diode 11 into parallel light with respect to the optical axis.

상기 실린더렌즈(15)는 콜리메이터렌즈(13)를 통한 평행광을 부주사 방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어준다. The cylinder lens 15 converts parallel light through the collimator lens 13 into linear fluorescent light in the horizontal direction with respect to the sub scanning direction.

상기 폴리건미러(23)는 실린더렌즈(15)를 통한 수평방향의 선형광을 등선속으로 이동시켜 스캐닝한다. The polygon mirror 23 moves the linearly polarized light in the horizontal direction through the cylinder lens 15 to the isosceles and scans them.

상기 폴리건미러 구동용 스캐닝 모터(25)는 폴리건미러(23)를 등속도로 회전시킨다. The polygon mirror driving scanning motor 25 rotates the polygon mirror 23 at a constant speed.

상기 에프-세타 렌즈(20)는 광축에 대해 일정한 굴절율을 가지며 폴리건미러(23)에서 반사된 등속도의 광을 주 스캐닝방향으로 굴절시키고 수차를 보정하여 스캐닝면상에 초점을 맞춘다. The F-theta lens 20 has a constant refractive index with respect to the optical axis and refracts the light of constant velocity reflected by the polygon mirror 23 in the main scanning direction and corrects the aberration to focus on the scanning surface.

상기 결상용 반사미러(18)는 에프-세타 렌즈(20)를 통한 레이저빔을 소정의 방향으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(16)의 표면에 잠상으로 결상시킨다. The image-forming reflection mirror 18 reflects the laser beam through the F-theta lens 20 in a predetermined direction and forms a latent image on the surface of the photosensitive drum 16 as an image-forming surface.

상기 수평동기미러(12)는 에프-세타 렌즈(20)를 통한 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜준다. The horizontal synchronizing mirror 12 reflects the laser beam through the F-theta lens 20 in the horizontal direction.

상기 광센서(14)는 수평동기미러(12)에서 반사된 레이저빔을 수광하여 동기를 맞추어 준다. The optical sensor 14 receives the laser beam reflected by the horizontal synchronizing mirror 12 and synchronizes the laser beam.

한편, 상술한 바와 같이 구성된 레이저 스캐닝 유니트(30)에 구비되는 에프-세타 렌즈(20)는 생산성 향상 및 가격 절감 등을 위하여 대부분 광학수지와 같은 플라스틱(Plastic)으로 사출성형되고 있다. Meanwhile, the F-theta lens 20 provided in the laser scanning unit 30 constructed as described above is generally injection-molded with a plastic such as an optical resin for productivity improvement and cost reduction.

그러나, 종래의 에프-세타 렌즈의 대부분은 사출성형방식으로 성형됨에 따라 금형구조에서 온도의 불균형 차이로 부위별 물성이 달라지거나, 사출후 냉각으로 인하여 형상이 변형되는 문제점이 있었다. However, since most of the conventional F-theta lenses are formed by injection molding, there are problems in that the physical properties of the parts are changed due to unevenness in temperature in the mold structure, or the shape is deformed due to cooling after injection.

즉, 금형 구조 내에 성형품을 성형시 높은 금형 온도를 균일하게 유지해야 하지만, 실제로는 금형 중 일측은 온도가 높고, 그 반대편 쪽으로 갈수록 온도가 점점 낮아지기 때문에, 금형의 부위별 온도가 달라져서 성형되는 에프-세타 렌즈의 물성이 달라지고, 이러한 물성의 달라짐으로 인하여 렌즈의 광학적 결함이 발생하는 것이다. In other words, it is necessary to maintain a high mold temperature uniformly when molding a molded article in a mold structure. However, in reality, the temperature of one side of the mold is high and the temperature gradually decreases toward the opposite side. The physical properties of the seta lens are changed, and optical defects of the lens occur due to the change of the physical properties.

또한, 변형도 광학적 결함을 발생시키므로 변형을 최소화할 수 있는 냉각 조건을 찾는 작업도 현실적으로 시행 착오에 의하여 알아낼 수 밖에 없다.In addition, since deformation also causes optical defects, it is practically inevitable to find a cooling condition that minimizes deformation by trial and error.

등록특허 제10-1317407호(등록일자 2013년10월04일)Registration No. 10-1317407 (Registration date October 04, 2013)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 회전공구의 경로를 정확하게 생성함에 따라 에프-세타 렌즈를 절삭가공을 통해 제작할 수 있고, 이를 통해 광학적 결함이 없는 에프-세타 렌즈를 제작할 수 있는 회전공구의 경로생성방법, 공구경로 생성장치, 공작기계 및 기록매체를 제공함에 있다. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in the prior art, and it is an object of the present invention to produce an F-theta lens without optical defects through the fabrication of an F- A tool path generating device, a machine tool, and a recording medium.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전공구의 경로생성방법은, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구를 가공 대상물에 대하여 상대이동시켜서 가공 대상물의 표면을 가공하도록 하는 회전공구의 경로생성방법으로서, 가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 정의하는 표면정의단계; 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 정의하는 궤적정의단계; 및 상기 표면정의단계에서 정의된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a path of a rotary tool, the method comprising the steps of: rotating a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object, A path generation method comprising: a surface defining step of defining a three-dimensional surface shape of a workpiece to be machined; A trajectory defining step of defining a three-dimensional turning trajectory of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And a tangential plane (TP1) with respect to one point (P1) of the surface shape of the object defined in the surface definition step and a tangential plane (TP2) with respect to a contact point (P2) And a path generating step of generating a path of movement of the rotary tool so as to coincide with each other.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전공구의 경로생성방법은, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구를 가공 대상물에 대하여 상대이동시켜서 가공 대상물의 표면을 가공하도록 하는 회전공구의 경로생성방법으로서, 가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 정의하는 표면정의단계; 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 정의하는 궤적정의단계; 및 상기 표면정의단계에서 정의된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a path of a rotary tool, the method comprising the steps of: rotating a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object, A path generation method comprising: a surface defining step of defining a three-dimensional surface shape of a workpiece to be machined; A trajectory defining step of defining a three-dimensional turning trajectory of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And a normal line N1 to a point P1 of the surface shape of the object defined in the surface definition step and a normal line N2 to a contact point P2 of the three-dimensional rotation locus tangent to the point P1 And a path generating step of generating a path of movement of the rotary tool so as to coincide with each other.

바람직하게, 상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)일 수 있다. Preferably, the object to be processed is an f-theta lens.

바람직하게, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정될 수 있다. Preferably, the three-dimensional surface shape of the F-theta lens can be determined by equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015083332177-pat00001
Figure 112015083332177-pat00001

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)(Where each is defined as follows)

-

Figure 112015083332177-pat00002
-
Figure 112015083332177-pat00002

-

Figure 112015083332177-pat00003
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)-
Figure 112015083332177-pat00003
: Radius of curvature in the X-axis direction

-

Figure 112015083332177-pat00004
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)-
Figure 112015083332177-pat00004
: Radius of curvature in the Y-axis direction

-

Figure 112015083332177-pat00005
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)-
Figure 112015083332177-pat00005
: Conic coefficient in the X-axis direction

-

Figure 112015083332177-pat00006
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)-
Figure 112015083332177-pat00006
: Conic coefficient in the Y-axis direction

-

Figure 112015083332177-pat00007
:비구면 계수-
Figure 112015083332177-pat00007
: Aspherical coefficient

-

Figure 112015083332177-pat00008
:렌즈의 표면 좌표-
Figure 112015083332177-pat00008
: Surface coordinates of the lens

바람직하게, 상기 절삭툴은 볼밀(ball mull)이고, 상기 볼밀의 3차원 회전궤적은 [수학식 2]에 의해 결정될 수 있다. Preferably, the cutting tool is a ball mull, and the three-dimensional rotation locus of the ball mill can be determined by the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015083332177-pat00009
Figure 112015083332177-pat00009

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)(Where each is defined as follows)

-

Figure 112015083332177-pat00010
:렌즈의 표면 좌표-
Figure 112015083332177-pat00010
: Surface coordinates of the lens

-

Figure 112015083332177-pat00011
:회전공구의 이동 좌표-
Figure 112015083332177-pat00011
: Movement coordinates of rotary tool

-

Figure 112015083332177-pat00012
:회전공구의 회전축에서 볼밀에 의해 형성된 구의 반지름-
Figure 112015083332177-pat00012
: Radius of a sphere formed by a ball mill at the rotational axis of the rotary tool

바람직하게, 상기 회전공구의 이동 좌표는 [수학식 3] 내지 [수학식 5]에 의해 결정될 수 있다. Preferably, the movement coordinates of the rotary tool may be determined by the following formulas (3) to (5).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112015083332177-pat00013
Figure 112015083332177-pat00013

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112015083332177-pat00014
Figure 112015083332177-pat00014

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112015083332177-pat00015
Figure 112015083332177-pat00015

(단, 렌즈 표면의 볼록과 오목 및 회전공구와 렌즈 간 상대 좌표에 따라 +기호 또는 -기호가 결정됨)(However, the + or - sign is determined depending on the convex and concave of the lens surface and the relative coordinates between the rotating tool and the lens)

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)(Where each is defined as follows)

-

Figure 112015083332177-pat00016
:렌즈의 표면 좌표-
Figure 112015083332177-pat00016
: Surface coordinates of the lens

-

Figure 112015083332177-pat00017
:회전공구의 이동 좌표-
Figure 112015083332177-pat00017
: Movement coordinates of rotary tool

-

Figure 112015083332177-pat00018
:회전공구의 회전축에서 볼밀에 의해 형성된 구의 반지름-
Figure 112015083332177-pat00018
: Radius of a sphere formed by a ball mill at the rotational axis of the rotary tool

-

Figure 112015083332177-pat00019
-
Figure 112015083332177-pat00019

-

Figure 112015083332177-pat00020
-
Figure 112015083332177-pat00020

단,

Figure 112015083332177-pat00021
only,
Figure 112015083332177-pat00021

-

Figure 112015083332177-pat00022
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)-
Figure 112015083332177-pat00022
: Conic coefficient in the X-axis direction

-

Figure 112015083332177-pat00023
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)-
Figure 112015083332177-pat00023
: Conic coefficient in the Y-axis direction

바람직하게, 상기 회전공구의 좌표계는 [수학식 6]에 의해 결정될 수 있다. Preferably, the coordinate system of the rotary tool may be determined by: " (6) "

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112015083332177-pat00024
Figure 112015083332177-pat00024

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)(Where each is defined as follows)

-

Figure 112015083332177-pat00025
:렌즈의 표면 좌표-
Figure 112015083332177-pat00025
: Surface coordinates of the lens

-

Figure 112015083332177-pat00026
:회전공구의 이동 좌표-
Figure 112015083332177-pat00026
: Movement coordinates of rotary tool

-

Figure 112015083332177-pat00027
:공구장치의 좌표계와 렌즈의 좌표계의 편차 -
Figure 112015083332177-pat00027
: Deviation between the coordinate system of the tool unit and the coordinate system of the lens

- a11 내지 a33로 구성된 방향 전환 행렬의 각 성분은 0, 1, -1 중 하나의 값을 가지도록 구성되되, 하나의 행과 하나의 열에는 1, -1이 중복되게 배치되지 않음. 즉, 상기 방향 전환 행렬에는 1 또는 -1의 값을 갖는 3개의 성분과 0의 값을 갖는 6개의 성분으로 구성됨- each component of the direction conversion matrix composed of a11 to a33 is configured to have one of 0, 1, and -1, and 1 and -1 are not arranged in a row and a column in a manner of overlapping. That is, the direction conversion matrix is composed of three components having a value of 1 or -1 and six components having a value of 0

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공구공로 생성장치는, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구공로 생성장치로서, 가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부; 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부; 및 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a tool joint generating apparatus for generating a tool path for machining a surface of an object to be machined by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object, A surface setting unit for setting a three-dimensional surface shape of the object to be processed; A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And a tangential plane TP2 with respect to a point P1 of the surface shape of the object to be set in the surface setting unit and a tangential plane TP2 with respect to the contact point P2 of the three- And a path generating unit for generating a path of movement of the rotary tool so that the rotary tool and the rotary tool coincide with each other.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공구공로 생성장치는, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구공로 생성장치로서, 가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부; 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부; 및 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a tool joint generating apparatus for generating a tool path for machining a surface of an object to be machined by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object, A surface setting unit for setting a three-dimensional surface shape of the object to be processed; A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And a normal N2 to a point P1 of the surface shape of the object to be processed set in the surface setting unit and a contact point P2 of the three-dimensional rotational locus tangent to the point P1, And a path generating unit for generating a path of movement of the rotary tool so that the rotary tool and the rotary tool coincide with each other.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공작기계는, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하는 공작기계로서,가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부, 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부, 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부를 포함하는 공구경로 생성장치; 및 상기 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로를 따라 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 가공 대상물에 대해 상대이동하고, 상기 가공 대상물의 표면을 가공하는 기계본체를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a machine tool for machining a surface of an object to be processed by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object, A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; a tool setting unit for setting a three- And a path generating section for generating a path of movement of the rotary tool so that the normal line N1 and the normal line N2 to the contact point P2 of the three-dimensional rotational locus in contact with the point P1 coincide with each other. Generating device; And a machine body for moving the workpiece relative to the workpiece while rotating the rotary tool along a tool path generated by the toolpath generating device, and for machining a surface of the workpiece.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공작기계는, 가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하는 공작기계로서, 가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부, 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부, 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부를 포함하는 공구경로 생성장치; 및 상기 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로를 따라 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 가공 대상물에 대해 상대이동하고, 상기 가공 대상물의 표면을 가공하는 기계본체를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a machine tool for machining a surface of an object to be processed by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object, A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; a tool setting unit for setting a three- A tool path including a tangential plane TP1 and a tangential plane TP2 which is tangential to the contact point P2 of the three-dimensional rotational locus tangent to the point P1, Generating device; And a machine body for moving the workpiece relative to the workpiece while rotating the rotary tool along a tool path generated by the toolpath generating device, and for machining a surface of the workpiece.

상술한 바와 같은 회전공구의 경로생성방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 개시된다. A computer-readable recording medium on which a program for executing the above-described method of generating a path of a rotary tool is recorded.

상술한 바와 같은 본 발명은, 회전공구의 경로를 정확하게 생성함에 따라 에프-세타 렌즈를 절삭가공을 통해 제작할 수 있고, 이를 통해 광학적 결함이 없는 에프-세타 렌즈를 제작할 수 있다는 이점이 있다. The present invention as described above has an advantage that an F-theta lens can be fabricated through a cutting process by precisely generating a path of a rotary tool, thereby making it possible to manufacture an F-theta lens without an optical defect.

도 1은 일반적인 레이저 스캐닝 유니트의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상물인 에프-세타 렌즈의 일예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상물인 에프-세타 렌즈의 가공 지점을 표시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상물인 에프-세타 렌즈의 가공 지점에 접촉되는 3차원 회전 궤적의 접촉지점을 표시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상물인 에프-세타 렌즈와 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적이 서로 접촉하여 가공이 이뤄지는 상태를 도시한 사시도이다.
1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a general laser scanning unit.
2 is a perspective view illustrating an example of an F-theta lens as an object to be processed according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a processing point of an F-theta lens as an object to be processed according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a contact point of a three-dimensional rotation locus in contact with a processing point of the F-theta lens according to the embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating a state in which a three-dimensional rotation locus of a cutting tool located at an end of a rotary shaft of an F-setter lens as an object to be processed according to an embodiment of the present invention is in contact with each other and processing is performed.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 회전공구의 경로생성방법은, 가공 대상물(100)의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구를 가공 대상물(100)에 대하여 상대이동시켜서 가공 대상물(100)의 표면을 가공하도록 하는 회전공구의 경로생성방법이다. A method of generating a path of a rotary tool according to an embodiment of the present invention includes moving a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of an object to be processed 100 relative to the object to be processed 100, In a direction perpendicular to the rotational direction of the rotary tool.

구체적으로, 본 실시예에 따른 회전공구의 경로생성방법은, 가공 대상물(100)의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 정의하는 표면정의단계(S100), 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 정의하는 궤적정의단계(S200), 및 상기 표면정의단계(S100)에서 정의된 가공 대상물(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적)의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하거나 상기 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성단계(S300)를 포함한다. Specifically, the path generation method of the rotary tool according to the present embodiment includes: a surface defining step (S100) of defining a three-dimensional surface shape to be machined of the object to be processed (100); a cutting A trajectory defining step S200 for defining a three-dimensional trajectory of the tool and a tangential plane TP1 for a point P1 of the surface shape of the object 100 defined in the surface defining step S100, The tangential plane TP2 to the contact point P2 of the three-dimensional rotation locus tangent to the point P1 coincides with each other or the normal line N1 to the point P1 and the normal line (S300) for generating a movement path of the rotary tool so that the rotation tool (N2) and the rotation tool (N2) coincide with each other.

먼저, 표면정의단계(S100)에 대하여 설명하도록 한다. First, the surface definition step S100 will be described.

상기 표면정의단계(S100)는, 가공 대상물(100)의 가공되어야 할 3차원 표면 형상(100a)을 정의하는 단계이다. The surface defining step S100 is a step of defining a three-dimensional surface shape 100a of the object to be processed 100a.

본 발명의 일실시예에 따른 회전공구의 경로생성방법에 있어서, 상기 가공 대상물(100)은 에프-세타 렌즈(100, f-theta lens)일 수 있으며, 상기 에프-세타 렌즈(100)의 3차원 표면 형상(100a)은 하기의 [수학식 1]과 같은 biconic-Zernike 공식으로 결정될 수 있다. The object to be processed 100 may be an F-theta lens 100, and the F-theta lens 100 may be a three- The dimension surface shape 100a can be determined by the biconic-Zernike formula shown in Equation (1) below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015083332177-pat00028
Figure 112015083332177-pat00028

(단,

Figure 112015083332177-pat00029
,
Figure 112015083332177-pat00030
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature),
Figure 112015083332177-pat00031
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature),
Figure 112015083332177-pat00032
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient),
Figure 112015083332177-pat00033
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient),
Figure 112015083332177-pat00034
:비구면 계수)(only,
Figure 112015083332177-pat00029
,
Figure 112015083332177-pat00030
: Radius of curvature in the X-axis direction,
Figure 112015083332177-pat00031
: Radius of curvature in the Y-axis direction,
Figure 112015083332177-pat00032
: Conic coefficient in the X-axis direction,
Figure 112015083332177-pat00033
: Conic coefficient in the Y-axis direction,
Figure 112015083332177-pat00034
: Aspherical surface coefficient)

상기 [수학식 1]에서, 좌변의

Figure 112015083332177-pat00035
는 에프-세타 렌즈(100)의 3차원 표면 형상(100a)을 정의하는 z축 좌표값으로서, x축 좌표값이 'x'이고, y축 좌표값이 'y'일 때의 z축 좌표값이 'z'으로 설정되는 것을 의미하며, 각 축은 도 2에 도시된 바와 같이 정의될 수 있다. In Equation (1), the left side
Figure 112015083332177-pat00035
Is a z-axis coordinate value defining a three-dimensional surface shape 100a of the F-theta lens 100 and is a z-axis coordinate value when the x-axis coordinate value is 'x' and the y-axis coordinate value is 'y' Is set to 'z', and each axis can be defined as shown in FIG.

예를 들어, (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), … 등과 같이 상기 [수학식 1]로 정의되는 3차원 좌표(x, y, z)들로 상기 에프-세타 렌즈(100)의 3차원 표면 형상(100a)이 정의될 수 있다. For example, (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), ... The three-dimensional surface shape 100a of the F-theta lens 100 can be defined by three-dimensional coordinates (x, y, z) defined by the above-mentioned expression (1)

상술한 바와 같이, 상기 [수학식 1]에 의해 정의되는 3차원 좌표값들로 가공 대상물(100)의 가공되어야 할 3차원 표면 형상(100a), 즉, 에프-세타 렌즈(100)의 3차원 표면 형상(100a)이 정의될 수 있다. As described above, the three-dimensional surface shape 100a of the object to be processed 100a, that is, the three-dimensional surface shape 100a of the F-theta lens 100, The surface shape 100a can be defined.

다음으로, 상기 궤적정의단계(S200)에 대하여 설명하도록 한다. Next, the locus definition step S200 will be described.

상기 궤적정의단계(S200)는, 상기 회전공구의 회전축의 단부에 중심이 있도록 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적(200)을 정의하는 단계이다. The locus defining step S200 is a step of defining a three-dimensional rotation locus 200 of the cutting tool positioned so as to be centered on the end of the rotary shaft of the rotary tool.

본 발명의 일실시예에 따른 회전공구의 경로생성방법에 있어서, 상기 절삭툴은 볼밀(ball mull, ball end mill)일 수 있으며, 상기 볼밀의 3차원 회전궤적(200)은 하기의 [수학식 2]에 의해 결정될 수 있다. In the method of generating a path of a rotary tool according to an embodiment of the present invention, the cutting tool may be a ball mull, and the three-dimensional rotation locus 200 of the ball mill may be expressed by the following equation 2].

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015083332177-pat00036
Figure 112015083332177-pat00036

(단,

Figure 112015083332177-pat00037
:회전공구의 회전축에서 볼밀에 의해 형성된 구의 반지름, 도 4 참조)(only,
Figure 112015083332177-pat00037
: The radius of the sphere formed by the ball mill at the rotational axis of the rotary tool, see Fig. 4)

상기 [수학식 2]에서, x, y, z는 상기 표면정의단계(S100)에서 정의된 에프-세타 렌즈(100)의 3차원 표면 형상(100a)을 나타내는 좌표(x, y, z)이고,

Figure 112015083332177-pat00038
는 상기 에프-세타 렌즈(100)의 3차원 표면 형상(100a)을 나타내는 좌표(x, y, z)의 표면을 가공하기 위한 볼밀의 회전 중심점 좌표(
Figure 112015083332177-pat00039
)로서, 에프-세타 렌즈(100)의 표면을 가공하기 위한 회전공구의 이동 좌표이다. (X, y, z) representing the three-dimensional surface shape 100a of the F-theta lens 100 defined in the surface definition step S100 ,
Figure 112015083332177-pat00038
(X, y, z) representing the three-dimensional surface shape 100a of the F-theta lens 100. The coordinates
Figure 112015083332177-pat00039
And is a moving coordinate of a rotating tool for machining the surface of the F-theta lens 100. [

구체적으로, 상기 볼밀의 3차원 회전궤적(200)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 구의 형상을 갖게 되며, 구 형상을 갖는 볼밀의 3차원 회전궤적(200)은 아래의 [식 1]과 같은 형상으로 정의될 수 있다. Specifically, the three-dimensional rotation locus 200 of the ball mill has a spherical shape as shown in FIG. 4, and the three-dimensional rotation locus 200 of the ball mill having a spherical shape is expressed by the following equations (1) and Can be defined as the same shape.

[식 1][Formula 1]

Figure 112015083332177-pat00040
Figure 112015083332177-pat00040

상기 [식 1]로 정의된 볼밀의 3차원 회전궤적(200)은 에프-세타 렌즈(100)의 표면 좌표를 고려하지 않은 것으로서, 상기 에프-세타 렌즈(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)과 상기 3차원 회전궤적(200)의 한 지점(P2)이 서로 접촉됨에 따라 상기 볼밀이 상기 에프-세타 렌즈(100)의 표면을 가공한다는 점을 고려한다면, 상기 볼밀의 3차원 회전궤적(200)이 상기 [수학식 2]로 정의되는 것이다. The three-dimensional rotation locus 200 of the ball mill defined by Equation 1 does not take into account the surface coordinates of the F-theta lens 100 and is defined as a point P1 of the surface shape of the F- And the point P2 of the three-dimensional rotation locus 200 are in contact with each other, the ball mill processes the surface of the F-theta lens 100. The three-dimensional rotation locus of the ball mill 200) is defined by the above-mentioned expression (2).

즉, 에프-세타 렌즈(100)의 표면 중 가공되는 일 지점(x, y, z)에 볼밀의 3차원 회전궤적(200)의 일 지점이 접하게 되고, 이때, 상기 볼밀을 회전시키는 회전 중심점인 회전공구의 이동 좌표가 (

Figure 112015083332177-pat00041
)로 정의되어 [수학식 2]로 정의되는 것이다. That is, one point of the three-dimensional rotation locus 200 of the ball mill is brought into contact with one point (x, y, z) of the surface of the F-theta lens 100 that is processed, If the movement coordinates of the rotary tool are (
Figure 112015083332177-pat00041
), And is defined by Equation (2).

한편, 볼밀과 같은 회전공구의 경우에는, 상기 볼밀의 일부분이 적어도 부채꼴 형상의 가공면이 구비되는데, 이 가공면의 곡률과 동일 또는 유사한 곡률로 연장한 가상의 원을 기준으로 상기 구 형상의 3차원 회전궤적(200)이 형성될 수 있다. On the other hand, in the case of a rotary tool such as a ball mill, a part of the ball mill is provided with a machined surface of at least a sector shape, and a virtual circle extending at a curvature equal to or similar to the curvature of the machined surface, Dimensional rotation locus 200 can be formed.

다음으로, 상기 경로생성단계(S300)에 대하여 설명하도록 한다. Next, the path generation step (S300) will be described.

상기 경로생성단계(S300)는, 상기 표면정의단계(S100)에서 정의된 가공 대상물(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적(200)의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하거나 상기 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 단계이다. The path creating step S300 may include a tangential plane TP1 to one point P1 of the surface shape of the object 100 defined in the surface defining step S100 and a tangent plane TP1 to the point P1 The tangential plane TP2 to the contact point P2 of the dimensional rotation locus 200 coincides with each other or the normal line N1 to the point P1 and the normal line N2 to the contact point P2 coincide with each other The moving path of the rotary tool is generated.

여기서, 상기 표면정의단계(S100)에서 정의된 가공 대상물(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적(200)의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치한다는 것은, 상기 한 지점(P1)에 대한 접평면과 상기 접촉 지점(P2)에 대한 접평면이 서로 일치하는 것으로 이해할 수 있다. Here, the normal N1 to one point P1 of the surface shape of the object 100 defined in the surface definition step S100 and the normal N1 of the three-dimensional rotation locus 200 tangent to the point P1 The fact that the normals N2 to the contact point P2 coincide with each other means that the tangent plane with respect to the point P1 and the tangent plane with respect to the contact point P2 coincide with each other.

따라서, 상기 [수학식 1]과 [수학식 2]를 이용하여 상기 한 지점(P1)에 대한 접평면과 상기 접촉 지점(P2)에 대한 접평면이 서로 일치하도록 수식을 유도함에 따라 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치되도록 할 수 있다. Therefore, by using the above-mentioned equations (1) and (2), the equation (1) is derived so that the tangent plane with respect to the point P1 and the tangent plane with respect to the contact point P2 coincide with each other, The normal line N1 to the contact point P2 and the normal line N2 to the contact point P2 can be made to coincide with each other.

상기 [수학식 1]에서,

Figure 112015083332177-pat00042
로 치환하고,
Figure 112015083332177-pat00043
는 v로 치환하며,
Figure 112015083332177-pat00044
는 w로 각각 치한하면 아래와 같은 [식 2]를 얻게 된다. In Equation (1) above,
Figure 112015083332177-pat00042
, ≪ / RTI &
Figure 112015083332177-pat00043
Is replaced with v,
Figure 112015083332177-pat00044
Is given by w, we obtain [Equation 2] as follows.

[식 2][Formula 2]

Figure 112015083332177-pat00045
Figure 112015083332177-pat00045

여기서, 상기 u, v, w를 각각 x와 y에 대해 미분하면 아래의 [식 3]과 같이 된다. Here, if u, v, and w are differentiated with respect to x and y respectively, the following Equation 3 is obtained.

[식 3][Formula 3]

Figure 112015083332177-pat00046
Figure 112015083332177-pat00046

Figure 112015083332177-pat00047
Figure 112015083332177-pat00047

Figure 112015083332177-pat00048
Figure 112015083332177-pat00048

또한, [식 2]를 각각 x와 y에 대해 편미분하면 아래의 [식 4]과 같이 된다. Further, if [Expression 2] is partially differentiated with respect to x and y, the following Expression 4 is obtained.

[식 4][Formula 4]

Figure 112015083332177-pat00049
Figure 112015083332177-pat00049

Figure 112015083332177-pat00050
Figure 112015083332177-pat00050

여기서,

Figure 112015083332177-pat00051
로 치환하면 아래의 [식 5]과 같이 된다. here,
Figure 112015083332177-pat00051
The following equation (5) is obtained.

[식 5][Formula 5]

Figure 112015083332177-pat00052
Figure 112015083332177-pat00052

Figure 112015083332177-pat00053
Figure 112015083332177-pat00053

즉, 상기 [식 5]에 의해 상기 표면정의단계(S100)에서 정의된 가공 대상물(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면이 정의될 수 있다. That is, the tangent plane with respect to one point P1 of the surface shape of the object to be processed 100 defined in the surface definition step S100 can be defined by [Formula 5].

한편, [수학식 2]는 아래의 [식 6]과 같이 정리될 수 있다. Equation (2) can be summarized as Equation (6) below.

[식 6][Formula 6]

Figure 112015083332177-pat00054
Figure 112015083332177-pat00054

여기서, 상기 [식 6]을 각각 x, y, z에 대해 미분하면 아래의 [식 7]과 같이 된다. Here, if [Expression 6] is differentiated with respect to x, y, and z, respectively, the following Expression 7 is obtained.

[식 7][Equation 7]

Figure 112015083332177-pat00055
Figure 112015083332177-pat00055

Figure 112015083332177-pat00056
Figure 112015083332177-pat00056

Figure 112015083332177-pat00057
Figure 112015083332177-pat00057

여기서, 아래의 [식 8]에 따라 [식 9] 및 [식 10]과 같이 정리될 수 있다. Here, it can be arranged as [Expression 9] and [Expression 10] according to [Expression 8] below.

[식 8][Equation 8]

Figure 112015083332177-pat00058
,
Figure 112015083332177-pat00059
Figure 112015083332177-pat00058
,
Figure 112015083332177-pat00059

[식 9][Equation 9]

Figure 112015083332177-pat00060
Figure 112015083332177-pat00060

[식 10][Equation 10]

Figure 112015083332177-pat00061
Figure 112015083332177-pat00061

단,

Figure 112015083332177-pat00062
only,
Figure 112015083332177-pat00062

따라서, [식 11]과 [식 12]를 얻을 수 있게 된다. Therefore, [Expression 11] and [Expression 12] can be obtained.

[식 11][Equation 11]

Figure 112015083332177-pat00063
Figure 112015083332177-pat00063

[식 12][Equation 12]

Figure 112015083332177-pat00064
Figure 112015083332177-pat00064

따라서, [식 11]과 [식 12]를 볼밀의 3차원 회전궤적(200)의 정의하는 [수학식 2]에 대입하면, 하기의 [식 13]으로 정리된다. Therefore, if [Expression 11] and [Expression 12] are substituted into [Expression 2] defining the three-dimensional rotation locus 200 of the ball mill, the following Expression 13 is obtained.

[식 13][Formula 13]

Figure 112015083332177-pat00065
Figure 112015083332177-pat00065

상기 [식 13]을 공구의 z좌표인 zt에 대해 정리하면, 하기의 [수학식 5]로 정의될 수 있다. The above-described expression (13) can be defined by zt, which is the z coordinate of the tool, by the following expression (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112015083332177-pat00066
Figure 112015083332177-pat00066

(단, 렌즈 표면의 볼록과 오목 및 회전공구와 렌즈 간 상대 좌표에 따라 +기호 또는 -기호가 결정됨)(However, the + or - sign is determined depending on the convex and concave of the lens surface and the relative coordinates between the rotating tool and the lens)

한편, [식 11]로부터 [수학식 6]를 유도할 수 있고, [식 12]로부터 수학식 7]을 유도할 수 있다. On the other hand, [Expression 6] can be derived from [Expression 11], and Expression [7] can be derived from Expression 12.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112015083332177-pat00067
Figure 112015083332177-pat00067

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112015083332177-pat00068
Figure 112015083332177-pat00068

즉, 공구의 x좌표인 xt가 상기 [수학식 4]로 정의되고, 공구의 y좌표인 yt가 상기 [수학식 4]로 정의되는 것이다. That is, the x-coordinate xt of the tool is defined by Equation (4) and the y-coordinate yt of the tool is defined by Equation (4).

한편, 상기 회전공구의 좌표계는 렌즈의 좌표계와 방향이나 중심점이 서로 상이할 수 있으며, 이러한 점을 고려할 때, 상기 회전공구의 좌표계는 하기의 [수학식 6]에 의해 결정될 수 있다. Meanwhile, the coordinate system of the rotary tool may be different from the coordinate system of the lens and the direction or the center point. In consideration of this point, the coordinate system of the rotary tool may be determined by the following equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112015083332177-pat00069
Figure 112015083332177-pat00069

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)(Where each is defined as follows)

-

Figure 112015083332177-pat00070
:렌즈의 표면 좌표-
Figure 112015083332177-pat00070
: Surface coordinates of the lens

-

Figure 112015083332177-pat00071
:회전공구의 이동 좌표-
Figure 112015083332177-pat00071
: Movement coordinates of rotary tool

-

Figure 112015083332177-pat00072
:공구장치의 좌표계와 렌즈의 좌표계의 편차 -
Figure 112015083332177-pat00072
: Deviation between the coordinate system of the tool unit and the coordinate system of the lens

- a11 내지 a33로 구성된 방향 전환 행렬의 각 성분은 0, 1, -1 중 하나의 값을 가지도록 구성되되, 하나의 행과 하나의 열에는 1, -1이 중복되게 배치되지 않음. 즉, 상기 방향 전환 행렬에는 1 또는 -1의 값을 갖는 3개의 성분과 0의 값을 갖는 6개의 성분으로 구성됨.- each component of the direction conversion matrix composed of a11 to a33 is configured to have one of 0, 1, and -1, and 1 and -1 are not arranged in a row and a column in a manner of overlapping. That is, the direction conversion matrix is composed of three components having a value of 1 or -1 and six components having a value of 0.

예를 들어, 상기 [수학식 6]은 아래와 같이 정의될 수 있다. For example, the above equation (6) can be defined as follows.

Figure 112015083332177-pat00073
Figure 112015083332177-pat00073

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 공구공로 생성장치는, 가공 대상물(100)의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물(100)의 표면을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구공로 생성장치로서, 가공 대상물(100)의 가공되어야 할 3차원 표면 형상(100a)을 설정하는 표면 설정부; 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적(200)을 설정하는 공구 설정부; 및 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적(200)의 접촉지점(P2)에 대한 (N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부;를 포함한다. Meanwhile, the tool joint generating device according to an embodiment of the present invention generates a tool path for machining the surface of the object 100 by a rotary tool having a cutting tool for cutting the surface of the object 100 A tool clearance generating apparatus comprising: a surface setting unit for setting a three-dimensional surface shape (100a) of a workpiece (100) to be machined; A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus (200) of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And a normal line N1 to a point P1 of the surface shape of the object to be processed 100 set in the surface setting unit and a contact point P2 of the three-dimensional rotation locus 200 contacting the point P1. And a path generation unit for generating a movement path of the rotary tool so that the number N2 of the rotary tools coincides with each other.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계는, 가공 대상물(100)의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물(100)의 표면을 가공하는 공작기계로서, 가공 대상물(100)의 가공되어야 할 3차원 표면 형상(100a)을 설정하는 표면 설정부, 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적(200)을 설정하는 공구 설정부, 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물(100)의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적(200)의 접촉지점(P2)에 대한 (N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부를 포함하는 공구경로 생성장치; 및 상기 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로를 따라 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 가공 대상물(100)에 대해 상대이동하고, 상기 가공 대상물(100)의 표면을 가공하는 기계본체를 구비한다. A machine tool according to an embodiment of the present invention is a machine tool for machining a surface of an object to be processed 100 by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object 100, A tool setting section for setting a three-dimensional rotation locus 200 of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool, a surface setting section for setting a three- (N2) to the contact point P2 of the three-dimensional rotation locus 200 in contact with the aforementioned point P1 and the normal N1 to the one point P1 of the surface shape of the object 100 set in the above- And a path generating unit that generates a path of movement of the rotary tool so that the two paths coincide with each other; And a machine body for moving the workpiece 100 relative to the workpiece 100 while rotating the rotary tool along a tool path generated by the toolpath generating device to machine the surface of the workpiece 100.

한편, 상술한 바와 같은 회전공구의 경로생성방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 개시된다. On the other hand, a computer-readable recording medium on which a program for executing the above-described method for generating a path of a rotary tool is recorded.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.

100:가공 대상물
100a:3차원 표면 형상
200:3차원 회전궤적
100: object to be processed
100a: three-dimensional surface shape
200: Three-dimensional rotation locus

Claims (12)

가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구를 가공 대상물에 대하여 상대이동시켜서 가공 대상물의 표면을 가공하도록 하는 회전공구의 경로생성방법으로서,
가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 정의하는 표면정의단계;
상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 정의하는 궤적정의단계; 및
상기 표면정의단계에서 정의된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성단계;를 포함하며,
상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)이고, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성방법.
[수학식 1]
Figure 112016074522720-pat00106

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112016074522720-pat00107

-
Figure 112016074522720-pat00108
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00109
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00110
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00111
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00112
:비구면 계수
-
Figure 112016074522720-pat00113
:렌즈의 표면 좌표
A method of generating a path of a rotary tool for machining a surface of an object by relatively moving a rotary tool having a cutting tool for cutting the surface of the object,
A surface defining step of defining a three-dimensional surface shape of the object to be processed;
A trajectory defining step of defining a three-dimensional turning trajectory of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And
A tangential plane TP1 to a point P1 of the surface shape of the object to be processed defined in the surface definition step and a tangential plane TP2 to a contact point P2 of the three-dimensional rotation locus tangent to the point P1, And a path creating step of creating a path of movement of the rotary tool so as to coincide with each other,
Wherein the object to be processed is an f-theta lens, and the three-dimensional surface shape of the F-theta lens is determined by Equation (1).
[Equation 1]
Figure 112016074522720-pat00106

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112016074522720-pat00107

-
Figure 112016074522720-pat00108
: Radius of curvature in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00109
: Radius of curvature in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00110
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00111
: Conic coefficient in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00112
: Aspherical coefficient
-
Figure 112016074522720-pat00113
: Surface coordinates of the lens
가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구를 가공 대상물에 대하여 상대이동시켜서 가공 대상물의 표면을 가공하도록 하는 회전공구의 경로생성방법으로서,
가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 정의하는 표면정의단계;
상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 정의하는 궤적정의단계; 및
상기 표면정의단계에서 정의된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성단계;를 포함하며,
상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)이고, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성방법.
[수학식 1]
Figure 112016074522720-pat00114

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112016074522720-pat00115

-
Figure 112016074522720-pat00116
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00117
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00118
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00119
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00120
:비구면 계수
-
Figure 112016074522720-pat00121
:렌즈의 표면 좌표
A method of generating a path of a rotary tool for machining a surface of an object by relatively moving a rotary tool having a cutting tool for cutting the surface of the object,
A surface defining step of defining a three-dimensional surface shape of the object to be processed;
A trajectory defining step of defining a three-dimensional turning trajectory of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And
A normal line N1 to a point P1 of the surface shape of the object to be processed defined in the surface definition step and a normal line N2 to a contact point P2 of the three-dimensional rotation locus tangent to the point P1, And a path creating step of creating a path of movement of the rotary tool so as to coincide with each other,
Wherein the object to be processed is an f-theta lens, and the three-dimensional surface shape of the F-theta lens is determined by Equation (1).
[Equation 1]
Figure 112016074522720-pat00114

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112016074522720-pat00115

-
Figure 112016074522720-pat00116
: Radius of curvature in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00117
: Radius of curvature in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00118
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00119
: Conic coefficient in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00120
: Aspherical coefficient
-
Figure 112016074522720-pat00121
: Surface coordinates of the lens
삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 절삭툴은 볼밀(ball mill)이고, 상기 볼밀의 3차원 회전궤적은 [수학식 2]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성방법.
[수학식 2]
Figure 112015083332177-pat00082

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112015083332177-pat00083
:렌즈의 표면 좌표
-
Figure 112015083332177-pat00084
:회전공구의 이동 좌표
-
Figure 112015083332177-pat00085
:회전공구의 회전축에서 볼밀에 의해 형성된 구의 반지름
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the cutting tool is a ball mill and the three-dimensional rotation locus of the ball mill is determined by the following equation (2).
&Quot; (2) "
Figure 112015083332177-pat00082

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112015083332177-pat00083
: Surface coordinates of the lens
-
Figure 112015083332177-pat00084
: Movement coordinates of rotary tool
-
Figure 112015083332177-pat00085
: Radius of a sphere formed by a ball mill at the rotational axis of the rotary tool
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전공구의 이동 좌표는 [수학식 3] 내지 [수학식 5]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성방법.
[수학식 3]
Figure 112015083332177-pat00086

[수학식 4]
Figure 112015083332177-pat00087

[수학식 5]
Figure 112015083332177-pat00088

(단, 렌즈 표면의 볼록과 오목 및 회전공구와 렌즈 간 상대 좌표에 따라 +기호 또는 -기호가 결정됨)
(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112015083332177-pat00089
:렌즈의 표면 좌표
-
Figure 112015083332177-pat00090
:회전공구의 이동 좌표
-
Figure 112015083332177-pat00091
:회전공구의 회전축에서 볼밀에 의해 형성된 구의 반지름
-
Figure 112015083332177-pat00092

-
Figure 112015083332177-pat00093

단,
Figure 112015083332177-pat00094

-
Figure 112015083332177-pat00095
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112015083332177-pat00096
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the movement coordinates of the rotary tool are determined by the following equations (3) to (5).
&Quot; (3) "
Figure 112015083332177-pat00086

&Quot; (4) "
Figure 112015083332177-pat00087

&Quot; (5) "
Figure 112015083332177-pat00088

(However, the + or - sign is determined depending on the convex and concave of the lens surface and the relative coordinates between the rotating tool and the lens)
(Where each is defined as follows)
-
Figure 112015083332177-pat00089
: Surface coordinates of the lens
-
Figure 112015083332177-pat00090
: Movement coordinates of rotary tool
-
Figure 112015083332177-pat00091
: Radius of a sphere formed by a ball mill at the rotational axis of the rotary tool
-
Figure 112015083332177-pat00092

-
Figure 112015083332177-pat00093

only,
Figure 112015083332177-pat00094

-
Figure 112015083332177-pat00095
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112015083332177-pat00096
: Conic coefficient in the Y-axis direction
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전공구의 좌표계는 [수학식 6]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성방법.
[수학식 6]
Figure 112015083332177-pat00097

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112015083332177-pat00098
:렌즈의 표면 좌표
-
Figure 112015083332177-pat00099
:회전공구의 이동 좌표
-
Figure 112015083332177-pat00100
:공구장치의 좌표계와 렌즈의 좌표계의 편차
- a11 내지 a33로 구성된 방향 전환 행렬의 각 성분은 0, 1, -1 중 하나의 값을 가지도록 구성되되, 하나의 행과 하나의 열에는 1, -1이 중복되게 배치되지 않음. 즉, 상기 방향 전환 행렬에는 1 또는 -1의 값을 갖는 3개의 성분과 0의 값을 갖는 6개의 성분으로 구성됨.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the coordinate system of the rotary tool is determined by Equation (6).
&Quot; (6) "
Figure 112015083332177-pat00097

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112015083332177-pat00098
: Surface coordinates of the lens
-
Figure 112015083332177-pat00099
: Movement coordinates of rotary tool
-
Figure 112015083332177-pat00100
: Deviation between the coordinate system of the tool unit and the coordinate system of the lens
- each component of the direction conversion matrix composed of a11 to a33 is configured to have one of 0, 1, and -1, and 1 and -1 are not arranged in a row and a column in a manner of overlapping. That is, the direction conversion matrix is composed of three components having a value of 1 or -1 and six components having a value of 0.
가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구공로 생성장치로서,
가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부;
상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부; 및
상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부;를 포함하며,
상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)이고, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성장치.
[수학식 1]
Figure 112016074522720-pat00122

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112016074522720-pat00123

-
Figure 112016074522720-pat00124
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00125
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00126
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00127
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00128
:비구면 계수
-
Figure 112016074522720-pat00129
:렌즈의 표면 좌표
1. A tool joint generating device for generating a tool path for machining a surface of an object by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object,
A surface setting unit for setting a three-dimensional surface shape of the object to be processed;
A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And
The tangential plane TP1 with respect to one point P1 of the surface shape of the object to be processed set in the surface setting unit and the tangential plane TP2 with respect to the contact point P2 of the three- And a path generating unit for generating a path of movement of the rotary tool so as to coincide with each other,
Wherein the object to be processed is an f-theta lens, and the three-dimensional surface shape of the F-theta lens is determined by Equation (1).
[Equation 1]
Figure 112016074522720-pat00122

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112016074522720-pat00123

-
Figure 112016074522720-pat00124
: Radius of curvature in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00125
: Radius of curvature in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00126
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00127
: Conic coefficient in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00128
: Aspherical coefficient
-
Figure 112016074522720-pat00129
: Surface coordinates of the lens
가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 공구공로 생성장치로서,
가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부;
상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부; 및
상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부;를 포함하며,
상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)이고, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 경로생성방법.
[수학식 1]
Figure 112016074522720-pat00130

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112016074522720-pat00131

-
Figure 112016074522720-pat00132
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00133
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00134
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00135
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00136
:비구면 계수
-
Figure 112016074522720-pat00137
:렌즈의 표면 좌표
1. A tool joint generating device for generating a tool path for machining a surface of an object by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object,
A surface setting unit for setting a three-dimensional surface shape of the object to be processed;
A tool setting unit for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool; And
The normal N1 to one point P1 of the surface shape of the object to be processed set in the surface setting unit and the normal N2 to the contact point P2 of the three- And a path generating unit for generating a path of movement of the rotary tool so as to coincide with each other,
Wherein the object to be processed is an f-theta lens, and the three-dimensional surface shape of the F-theta lens is determined by Equation (1).
[Equation 1]
Figure 112016074522720-pat00130

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112016074522720-pat00131

-
Figure 112016074522720-pat00132
: Radius of curvature in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00133
: Radius of curvature in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00134
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00135
: Conic coefficient in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00136
: Aspherical coefficient
-
Figure 112016074522720-pat00137
: Surface coordinates of the lens
가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하는 공작기계로서,
가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부, 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부, 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 법선(N1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 법선(N2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부를 포함하는 공구경로 생성장치; 및
상기 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로를 따라 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 가공 대상물에 대해 상대이동하고, 상기 가공 대상물의 표면을 가공하는 기계본체를 구비하며,
상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)이고, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
[수학식 1]
Figure 112016074522720-pat00138

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112016074522720-pat00139

-
Figure 112016074522720-pat00140
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00141
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00142
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00143
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00144
:비구면 계수
-
Figure 112016074522720-pat00145
:렌즈의 표면 좌표
1. A machine tool for machining a surface of an object to be processed by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object,
A tool setting section for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool, a tool setting section for setting a three-dimensional surface profile of the object to be processed, The normal line N1 to one point P1 of the surface shape and the normal line N2 to the contact point P2 of the three-dimensional rotational locus tangent to the point P1 coincide with each other, A tool path generation unit that generates a tool path; And
And a machine body for moving the rotary tool relative to the object while rotating the rotary tool along a tool path generated by the tool path creating device,
Wherein the object to be processed is an f-theta lens, and the three-dimensional surface shape of the F-theta lens is determined by the following equation (1).
[Equation 1]
Figure 112016074522720-pat00138

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112016074522720-pat00139

-
Figure 112016074522720-pat00140
: Radius of curvature in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00141
: Radius of curvature in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00142
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00143
: Conic coefficient in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00144
: Aspherical coefficient
-
Figure 112016074522720-pat00145
: Surface coordinates of the lens
가공 대상물의 표면을 절삭하는 절삭툴을 가지는 회전공구에 의하여 가공 대상물의 표면을 가공하는 공작기계로서,
가공 대상물의 가공되어야 할 3차원 표면 형상을 설정하는 표면 설정부, 상기 회전공구의 회전축의 단부에 위치된 절삭툴의 3차원 회전궤적을 설정하는 공구 설정부, 상기 표면 설정부에 설정된 가공 대상물의 표면 형상의 한 지점(P1)에 대한 접평면(TP1)과 상기 한 지점(P1)에 접하는 상기 3차원 회전궤적의 접촉지점(P2)에 대한 접평면(TP2)이 서로 일치하도록 상기 회전공구의 이동경로를 생성하는 경로생성부를 포함하는 공구경로 생성장치; 및
상기 공구경로 생성장치에서 생성된 공구경로를 따라 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 가공 대상물에 대해 상대이동하고, 상기 가공 대상물의 표면을 가공하는 기계본체를 구비하며,
상기 가공 대상물은 에프-세타 렌즈(f-theta lens)이고, 상기 에프-세타 렌즈의 3차원 표면 형상은 [수학식 1]에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
[수학식 1]
Figure 112016074522720-pat00146

(여기서, 아래와 같이 각각 정의됨)
-
Figure 112016074522720-pat00147

-
Figure 112016074522720-pat00148
:X축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00149
:Y축 방향의 곡률반경(radious of curvature)
-
Figure 112016074522720-pat00150
:X축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00151
:Y축 방향의 코닉계수(conic coefficient)
-
Figure 112016074522720-pat00152
:비구면 계수
-
Figure 112016074522720-pat00153
:렌즈의 표면 좌표
1. A machine tool for machining a surface of an object to be processed by a rotary tool having a cutting tool for cutting a surface of the object,
A tool setting section for setting a three-dimensional rotation locus of the cutting tool located at an end of the rotary shaft of the rotary tool, a tool setting section for setting a three-dimensional surface profile of the object to be processed, The moving path of the rotary tool is set such that the tangential plane TP1 with respect to one point P1 of the surface shape and the tangential plane TP2 with respect to the contact point P2 of the three- A tool path generation unit that generates a tool path; And
And a machine body for moving the rotary tool relative to the object while rotating the rotary tool along a tool path generated by the tool path generating device,
Wherein the object to be processed is an f-theta lens, and the three-dimensional surface shape of the F-theta lens is determined by the following equation (1).
[Equation 1]
Figure 112016074522720-pat00146

(Where each is defined as follows)
-
Figure 112016074522720-pat00147

-
Figure 112016074522720-pat00148
: Radius of curvature in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00149
: Radius of curvature in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00150
: Conic coefficient in the X-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00151
: Conic coefficient in the Y-axis direction
-
Figure 112016074522720-pat00152
: Aspherical coefficient
-
Figure 112016074522720-pat00153
: Surface coordinates of the lens
제1항에 기재된 회전공구의 경로생성방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of generating a path of a rotary tool according to claim 1.
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