KR20210098244A - 가공물의 솔리드 모델 생성 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

가공물의 솔리드 모델 생성 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델(Solid Model)을 생성하는 방법은, 상기 가공물 상에서 상기 가공물을 가공하는 공구가 이동하는 경로를 획득하는 단계; 상기 경로에 기초하여, 상기 가공물에서 상기 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계; 및 상기 가공물의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델에 기초하여, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

가공물의 솔리드 모델 생성 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램{METHOD, APPARATUS AND COMPUTER PROGRAM FOR CREATING SOLID MODEL OF WORKPIECE}
본 발명의 실시예들은 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델(Solid Model)을 생성하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
일반적으로 공작 기계는 여러 가공을 수행하는 장치를 통칭하는 것으로 가공범위에 따라 여러 종류가 있으며, 대표적으로는 CNC(Computerized Numerical Control) 공작 기계가 있다.
CNC 공작 기계는 가공 치수, 형상, 필요한 공구, 이송 속도 등의 데이터를 포함하는 NC 데이터에 의해 가공물를 자동으로 절삭 가공한다.
최근에는 컴퓨터 상에서 이와 같은 NC 데이터를 이용하여 NC 가공 시뮬레이션을 할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.
그러나 이와 같은 기술들은 단지 가공 후의 가공물을 대상물의 외형에 대한 정보만을 포함하는 가시화 모델로 나타내기에, 실제로 가공이 완료된 가공물의 외형과 모델링 된 가공물의 외형이 다소 차이가 발생하는 문제점이 있었다.
또한 이와 같은 가시화 모델은 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 불가능하였기에, 후속하는 가공 과정을 연속적으로 시뮬레이션 할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가공이 이루어진 상태에서의 가공물의 모델을 솔리드 모델로 나타내고, 이에 따라 가공물의 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 가능하도록 하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델(Solid Model)을 생성하는 방법은, 상기 가공물 상에서 상기 가공물을 가공하는 공구가 이동하는 경로를 획득하는 단계; 상기 경로에 기초하여, 상기 가공물에서 상기 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계; 및 상기 가공물의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델에 기초하여, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계는 상기 경로 상의 적어도 하나의 기준점을 생성하는 단계; 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하는 단계;및 상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대한 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 기준점을 생성하는 단계는 상기 경로의 모양에 기초하여 상기 적어도 하나의 기준점의 수량 및 상기 적어도 하나의 기준점들 간의 간격을 결정할 수 있다.
상기 경로는 직선 모양의 제1 경로를 포함하고, 상기 기준점을 생성하는 단계는 상기 제1 경로의 시작점 및 상기 제1 경로의 종료점을 상기 기준점으로 생성할 수 있다.
상기 경로는 곡선 모양의 제2 경로를 포함하고, 상기 기준점을 생성하는 단계는 상기 제2 경로 상에서 상기 곡선 모양의 곡률이 변경되는 부분에 상기 기준점이 조밀하게 배치되도록 상기 기준점을 생성할 수 있다.
상기 공구의 단면을 생성하는 단계는 상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대해서, 상기 공구가 상기 각각의 기준점에 위치할 때의 상기 공구의 회전축을 생성하는 단계; 및 상기 기준점, 상기 회전축 및 상기 공구의 단면 모양에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계는 상기 경로에 기초하여, 상기 단면들을 연결하는 연결 모양을 결정하는 단계; 및 상기 연결 모양을 고려하여, 단면들 상의 대응되는 점들끼리 연결하여 상기 솔리드 모델을 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계는 상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델과 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델의 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 산출하는 단계; 및 상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델에서 상기 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 제외시켜, 상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 시점은 상기 가공물의 가공 시작 시점이고, 상기 제2 시점은 상기 가공 시작 시점 이후의 시점부터 상기 가공물의 가공 종료 시점 사이의 임의의 시점일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델(Solid Model)을 생성하는 장치는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 가공물 상에서 상기 가공물을 가공하는 공구가 이동하는 경로를 획득하고, 상기 경로에 기초하여, 상기 가공물에서 상기 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하고, 상기 가공물의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델에 기초하여, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성함에 있어서, 상기 경로 상의 적어도 하나의 기준점을 생성하고, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하고, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대한 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 경로의 모양에 기초하여 상기 적어도 하나의 기준점의 수량 및 상기 적어도 하나의 기준점들 간의 간격을 결정할 수 있다.
상기 경로는 직선 모양의 제1 경로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 경로의 시작점 및 상기 제1 경로의 종료점을 상기 기준점으로 생성할 수 있다.
상기 경로는 곡선 모양의 제2 경로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 경로 상에서 상기 곡선 모양의 곡률이 변경되는 부분에 상기 기준점이 조밀하게 배치되도록 상기 기준점을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 공구의 단면을 생성함에 있어서, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대해서, 상기 공구가 상기 각각의 기준점에 위치할 때의 상기 공구의 회전축을 생성하고, 상기 기준점, 상기 회전축 및 상기 공구의 단면 모양에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성함에 있어서, 상기 경로에 기초하여, 상기 단면들을 연결하는 연결 모양을 결정하고, 상기 연결 모양을 고려하여, 단면들 상의 대응되는 점들끼리 연결하여 상기 솔리드 모델을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성함에 있어서, 상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델과 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델의 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 산출하고, 상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델에서 상기 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 제외시켜, 상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.
상기 제1 시점은 상기 가공물의 가공 시작 시점이고, 상기 제2 시점은 상기 가공 시작 시점 이후의 시점부터 상기 가공물의 가공 종료 시점 사이의 임의의 시점일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면 CNC에 의해 실제로 가공이 완료된 가공물의 외형과 모델링 된 가공물의 외형이 동일하도록 가공물을 모델링 할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 가공이 이루어진 상태에서의 가공물의 모델을 솔리드 모델로 나타낼 수 있고, 이에 다라 가공물의 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 가능하다.
또한 본 발명에 따르면 가공물의 전 가공 과정을 모델링 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 가공을 시작하기 이전의 가공물(210)의 외형을 도시한 도면이다.
도 2b는 가공이 완료된 이후의 가공물(220)의 외형을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2b의 가공물(220)의 3차원 모델을 가시화 모델로 나타냈을 때의 가공물(230)을 형상을 도시한 도면이다.
도 4는 공구(300)의 이동 경로(410)를 도시한 도면이다
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)가 공구(300)에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제2 시점에서의 가공물(220)의 솔리드 모델(610)을 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)에 의해 수행되는 가공물의 솔리드 모델 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "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.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서 들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성 들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델을 생성할 수 있다. 가령 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 가공물의 가공 중 임의의 시점(즉 가공 중 임의의 시점)에서의 가공물의 솔리드 모델을 생성할 수 있다. 물론 이때 생성된 솔리드 모델은 가공물의 부피 정보를 가질 수 있다.
본 발명에서 '솔리드 모델(Solid Model)'은 대상물의 내부 공간에 대한 정보를 포함하는 모델로, 가령 3차원 공간상의 점(Point)에 대해 해당 대상물에 포함되는지 여부를 나타낸 모델을 의미할 수 있다. 이와 같은 솔리드 모델은 대상물에 대한 부피 정보를 가지며, 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 자유롭게 수행될 수 있다.
한편 본 발명에서 '가시화 모델'은 대상물의 외형에 대한 정보만을 포함하는 모델로, 가령 미소한 삼각형 메쉬(Mesh) 형태로 대상물의 표면을 나타낸 모델을 의미할 수 있다. 이와 같은 가시화 모델은 대상물의 표면에 대한 정보만을 가지며, 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 불가능하다. 또한 실제 CNC에 의해 가공된 대상물과 외형상의 차이가 존재할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(110), 통신부(120), 메모리(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델을 생성함에 있어서 필요한 다양한 연산을 수행하는 장치일 수 있다. 이때 제어부(110)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(120)는 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)가 외부장치와 유무선 연결을 통하여 데이터를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다. 가령 통신부(120)는 생성된 솔리드 모델에 대응되는 제어 신호를 실제 가공물을 가공하는 공작 장치(미도시, 예를 들어 절삭 장치 등)로 전송하는 장치일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 메모리(130)는 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 장치일 수 있다. 가령 메모리(130)는 가공 시작 시점에서의 가공물의 솔리드 모델에 대한 정보와 사용자가 입력한 가공 중 임의의 시점에서의 가공물의 솔리드 모델에 대한 정보를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(140)는 제어부(110)에 의해 생성된 솔리드 모델을 표시하는 장치일 수 있다. 이와 같은 디스플레이부(140)는 가령 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), LED(Light-Emitting Diode) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 중 어느 하나로 구성될 수 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않는다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 사용자의 입력을 획득하기 위한 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때 입력부(미도시)는 가령 키보드, 마우스, 트랙볼, 마이크 및 버튼 중 어느 하나이거나 하나 이상의 조합일 수 있다.
또한 입력부(미도시)는 전술한 디스플레이부(140)상에 입력을 수행하는 터치 감지 수단을 의미할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2a는 가공을 시작하기 이전의 가공물(210)의 외형을 도시한 도면이다. 도 2b는 도 2a의 가공물(210)에 대해 상단의 일부분을 절삭하는 가공이 완료된 이후의 가공물(220)의 외형을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2b의 가공물(220)을 가시화 모델로 나타냈을 때의 가공물(230)의 형상을 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 가공물(210)을 가공물(220)과 같이 가공하고자 하는 경우를 가정하여 설명한다.
종래기술에 따르면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 가공물(230)을 가시화 모델로 나타내기에, 실제로 가공이 완료된 가공물(220)의 외형과 모델링 된 가공물(230)의 외형이 다소 차이가 발생하는 문제점이 있었다.
가시화 모델은 가공물(210)에 대한 3차원 모델에서, 가공 과정에서 공구가 위치하는 복수의 지점에서의 공구가 차지하는 부피 만큼을 제외하는 방식으로 생성되기에 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 절삭 되는 부분(231)이 매끄럽게 연결되지 못하는 문제점이 있다.
물론 이와 같은 문제점은 공구가 위치하는 지점의 수를 증가시킴으로써 보완될 수는 있지만, 지점 수가 증가될수록 가공물 모델의 연산 및 저장에 보다 많은 자원을 요하게 되고, 무엇보다 지점 수의 증가에도 불구하고 가공물(220)의 실제 외형과 차이가 존재하는 문제점이 있다.
이와 같이 생성된 모델이 실제 모델과 필연적으로 차이가 생길 수 밖에 없기에, 종래기술에서는 가공이 이루어진 상태에서의 가공물의 모델을 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 불가능한 가시화 모델로만 나타낼 수 있었다.
그러나 본 발명에 따르면, 가공이 이루어진 상태에서의 가공물의 모델을 솔리드 모델로 나타낼 수 있고, 이에 따라 가공이 이루어진 상태에서도 가공물의 3차원 형상의 편집 및/또는 변형이 가능하다. 이하에서는 제어부(110)가 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 방법을 중심으로 설명한다.
도 4는 공구(300)의 이동 경로(410)를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 가공물(210) 상에서 가공물(210)을 가공하는 공구(300)가 이동하는 경로(410)를 획득할 수 있다. 가령 제어부(110)는 메모리(130)로부터 공구(300)가 이동하는 경로를 독출하는 방식(예를 들어 파일을 독출하는 방식)으로 공구(300)의 이동 경로를 획득할 수도 있고, 사용자의 입력을 획득하는 방식으로 공구(300)의 이동 경로를 획득할 수도 있다. 다만 이와 같은 방식은 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명에서 '공구(300)'는 제어신호에 따라 가공물(210)을 다양한 방식으로 가공하는 장치를 의미할 수 있다. 가령 공구(300)는 회전하는 비트(Bit)를 이용하여 가공물(210)을 절삭하는 장치일 수 있다. 이때 공구(300)는 전술한 경로(410)를 따라 회전하는 비트를 이동시켜, 가공물(210) 상에서 해당 경로에 대응되는 부분이 깎이도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 상술한 과정에 의해 획득된 경로에 기초하여, 가공물에서 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)가 공구(300)에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 5 내지 도 9를 함께 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 경로(410) 상의 적어도 하나의 기준점(421, 422, 423, 424, 425, 426)을 생성할 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 경로의 모양에 기초하여 적어도 하나의 기준점의 수량 및 적어도 하나의 기준점들 간의 간격을 결정할 수 있다.
도 6은 제어부(110)가 예시적인 경로(430)상에서 기준점을 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 경로(430)가 직선 모양의 제1 경로(S1)를 포함하는 경우, 제1 경로(S1)의 시작점(431) 및 제1 경로(S1)의 종료점(432)을 경로(430)에 대한 기준점으로 생성할 수 있다.
또한 제어부(110)는 경로(430)가 곡선 모양의 제2 경로(S2, S3)를 포함하는 경우, 제2 경로(S2, S3) 상에서 곡선 모양의 곡률이 변경되는 부분(ST)에 기준점(434, 435, 436)이 조밀하게 배치되도록 기준점을 생성할 수 있다.
바꾸어 말하면 제어부(110)는 곡률이 일정한 부분에 대해서는 곡률이 변경되는 부분(ST)에 비해서 상대적으로 기준점이 엉성하게 배치되도록 할 수 있다.
한편 제어부(110)는 곡률이 일정한 부분에 대해서는 소정의 규칙(가령 등각도 간격 및/또는 등 간격 마다 기준점을 생성하는 규칙)에 따라 기준점(433, 437, 438)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 도 7에 도시된 바와 같이 상술한 과정에 의해 생성된 적어도 하나의 기준점(421 내지 426) 각각에서의 공구(300)의 단면을 생성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)가 기준점(421)에서 공구(300)의 단면을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 공구(300)가 기준점(421)에 위치할 때의 공구의 회전축(311)을 생성할 수 있다. 가령 제어부(110)는 기준점(421)과 해당 기준점(421)과 대응되는 지점에 위치하는 공구(300)의 꼭지점(미도시)을 연결하는 방식으로 공구의 회전축(311)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 기준점(421), 회전축(311) 및 공구(300)의 단면 모양(312)에 기초하여, 기준점(421)에서의 공구(300)의 단면을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 나머지 기준점(422 내지 426)에 대해서도 상술한 과정에 따라 공구(300)의 단면을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 적어도 하나의 기준점(421 내지 426) 각각에 대한 공구의 단면들을 연결하여, 도 9에 도시된 바와 같이 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성할 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 경로(410)에 기초하여, 단면들을 연결하는 연결 모양을 결정할 수 있다. 가령 도 9의 경우, 제어부(110)는 경로(410)의 형태에 기초하여, 공구(300)의 단면들을 연결하는 연결 모양을 곡률이 일정한 곡선으로 결정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제어부(110)는 공구(300)의 단면들을 연결함에 있어서, 경로(410)의 모양을 고려할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 연결 모양을 고려하여, 단면들 상의 대응되는 점들끼리 연결하여 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 가공물(210)의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)에 기초하여, 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 가공물의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.
이때 제1 시점은 가령 가공물(210)의 가공 시작 시점이고, 제2 시점은 가공 시작 시점(제1 시점) 이후의 시점부터 가공물(210)의 가공 종료 시점 사이의 임의의 시점이거나, 가공 종료 시점으로, 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)에 대응되는 시점일 수 있다. 따라서 사용자는 가공 중간 시점을 선택하여, 가공 중 가공물(210)의 중간 모델을 획득할 수도 있고, 가공 종류 시점을 선택하여 가공이 완료된 모델을 획득할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 제1 시점에서의 가공물(210)의 솔리드 모델과 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)의 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 산출할 수 있다. 또한 제어부(110)는 제1 시점에서의 가공물(210)의 솔리드 모델에서 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 제외시켜, 도 10에 도시된 바와 같은 제2 시점에서의 가공물(220)의 솔리드 모델(610)을 생성할 수 있다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)에 의해 수행되는 가공물의 솔리드 모델 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 10을 함께 참조하여 설명하되, 도 1 내지 도 10에서 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 가공물(210) 상에서 가공물(210)을 가공하는 공구(300)가 이동하는 경로(410)를 획득할 수 있다.(S1010) 가령 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 메모리(130)로부터 공구(300)가 이동하는 경로를 독출하는 방식(예를 들어 파일을 독출하는 방식)으로 공구(300)의 이동 경로를 획득할 수도 있고, 사용자의 입력을 획득하는 방식으로 공구(300)의 이동 경로를 획득할 수도 있다. 다만 이와 같은 방식은 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명에서 '공구(300)'는 제어신호에 따라 가공물(210)을 다양한 방식으로 가공하는 장치를 의미할 수 있다. 가령 공구(300)는 회전하는 비트(Bit)를 이용하여 가공물(210)을 절삭하는 장치일 수 있다. 이때 공구(300)는 전술한 경로(410)를 따라 회전하는 비트를 이동시켜, 가공물(210) 상에서 해당 경로에 대응되는 부분이 깎이도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 상술한 과정에 의해 획득된 경로에 기초하여, 가공물에서 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.(S1020)
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)가 공구(300)에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 5 내지 도 9를 함께 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 경로(410) 상의 적어도 하나의 기준점(421, 422, 423, 424, 425, 426)을 생성할 수 있다.(S1021)
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 경로의 모양에 기초하여 적어도 하나의 기준점의 수량 및 적어도 하나의 기준점들 간의 간격을 결정할 수 있다.
도 6은 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)가 예시적인 경로(430)상에서 기준점을 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 경로(430)가 직선 모양의 제1 경로(S1)를 포함하는 경우, 제1 경로(S1)의 시작점(431) 및 제1 경로(S1)의 종료점(432)을 경로(430)에 대한 기준점으로 생성할 수 있다.
또한 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 경로(430)가 곡선 모양의 제2 경로(S2, S3)를 포함하는 경우, 제2 경로(S2, S3) 상에서 곡선 모양의 곡률이 변경되는 부분(ST)에 기준점(434, 435, 436)이 조밀하게 배치되도록 기준점을 생성할 수 있다.
바꾸어 말하면 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 곡률이 일정한 부분에 대해서는 곡률이 변경되는 부분(ST)에 비해서 상대적으로 기준점이 엉성하게 배치되도록 할 수 있다.
한편 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 곡률이 일정한 부분에 대해서는 소정의 규칙(가령 등각도 간격 및/또는 등 간격 마다 기준점을 생성하는 규칙)에 따라 기준점(433, 437, 438)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 상술한 과정에 의해 생성된 적어도 하나의 기준점(421 내지 426) 각각에서의 공구(300)의 단면을 생성할 수 있다.(S1022)
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 적어도 하나의 기준점 각각에 대해서, 공구(300)가 각각의 기준점에 위치할 때의 공구(300)의 회전축을 생성할 수 있다.(S1022-1) 가령 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 공구(300)가 기준점(421)에 위치할 때의 공구의 회전축(311)을 생성할 수 있다. 이때 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 기준점(421)과 해당 기준점(421)과 대응되는 지점에 위치하는 공구(300)의 꼭지점(미도시)을 연결하는 방식으로 공구의 회전축(311)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 기준점, 회전축 및 공구의 단면 모양에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 공구의 단면을 생성할 수 있다.(S1022-2)
가령 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 기준점(421), 회전축(311) 및 공구(300)의 단면 모양(312)에 기초하여, 기준점(421)에서의 공구(300)의 단면을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 적어도 하나의 기준점(421 내지 426) 각각에 대한 공구의 단면들을 연결하여, 도 9에 도시된 바와 같이 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성할 수 있다.(S1023)
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 경로(410)에 기초하여, 단면들을 연결하는 연결 모양을 결정할 수 있다. 가령 도 9의 경우, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 경로(410)의 형태에 기초하여, 공구(300)의 단면들을 연결하는 연결 모양을 곡률이 일정한 곡선으로 결정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 공구(300)의 단면들을 연결함에 있어서, 경로(410)의 모양을 고려할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 연결 모양을 고려하여, 단면들 상의 대응되는 점들끼리 연결하여 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 가공물(210)의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)에 기초하여, 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 가공물의 솔리드 모델을 생성할 수 있다.(S1030)
이때 제1 시점은 가령 가공물(210)의 가공 시작 시점이고, 제2 시점은 가공 시작 시점(제1 시점) 이후의 시점부터 가공물(210)의 가공 종료 시점 사이의 임의의 시점이거나, 가공 종료 시점으로, 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)에 대응되는 시점일 수 있다. 따라서 사용자는 가공 중간 시점을 선택하여, 가공 중 가공물(210)의 중간 모델을 획득할 수도 있고, 가공 종류 시점을 선택하여 가공이 완료된 모델을 획득할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 제1 시점에서의 가공물(210)의 솔리드 모델과 절삭 되는 부분의 솔리드 모델(510)의 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 산출할 수 있다.(S1031)
또한 가공물의 솔리드 모델 생성 장치(100)는 제1 시점에서의 가공물(210)의 솔리드 모델에서 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 제외시켜, 도 10에 도시된 바와 같은 제2 시점에서의 가공물(220)의 솔리드 모델(610)을 생성할 수 있다.(S1032)
본 발명의 실시예에 따른 가공물의 솔리드 모델 생성 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
100: 가공물의 솔리드 모델 생성 장치
110: 제어부
120: 통신부
130: 메모리
140: 디스플레이부

Claims (19)

  1. 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델(Solid Model)을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 가공물 상에서 상기 가공물을 가공하는 공구가 이동하는 경로를 획득하는 단계;
    상기 경로에 기초하여, 상기 가공물에서 상기 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 가공물의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델에 기초하여, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계는
    상기 경로 상의 적어도 하나의 기준점을 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하는 단계;및
    상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대한 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  3. 청구항 2에 있어서
    상기 기준점을 생성하는 단계는
    상기 경로의 모양에 기초하여 상기 적어도 하나의 기준점의 수량 및 상기 적어도 하나의 기준점들 간의 간격을 결정하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  4. 청구항 3에 있어서
    상기 경로는 직선 모양의 제1 경로를 포함하고,
    상기 기준점을 생성하는 단계는
    상기 제1 경로의 시작점 및 상기 제1 경로의 종료점을 상기 기준점으로 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  5. 청구항 3에 있어서
    상기 경로는 곡선 모양의 제2 경로를 포함하고,
    상기 기준점을 생성하는 단계는
    상기 제2 경로 상에서 상기 곡선 모양의 곡률이 변경되는 부분에 상기 기준점이 조밀하게 배치되도록 상기 기준점을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  6. 청구항 2에 있어서
    상기 공구의 단면을 생성하는 단계는
    상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대해서, 상기 공구가 상기 각각의 기준점에 위치할 때의 상기 공구의 회전축을 생성하는 단계; 및
    상기 기준점, 상기 회전축 및 상기 공구의 단면 모양에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하는 단계;를 포함하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  7. 청구항 2에 있어서
    상기 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는 단계는
    상기 경로에 기초하여, 상기 단면들을 연결하는 연결 모양을 결정하는 단계; 및
    상기 연결 모양을 고려하여, 단면들 상의 대응되는 점들끼리 연결하여 상기 솔리드 모델을 생성하는 단계; 를 포함하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  8. 청구항 1에 있어서
    상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계는
    상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델과 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델의 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델에서 상기 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 제외시켜, 상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는 단계;를 포함하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  9. 청구항 6에 있어서
    상기 제1 시점은 상기 가공물의 가공 시작 시점이고,
    상기 제2 시점은 상기 가공 시작 시점 이후의 시점부터 상기 가공물의 가공 종료 시점 사이의 임의의 시점인, 가공물의 솔리드 모델 생성 방법.
  10. 컴퓨터를 이용하여
    청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  11. 가공물에 대한 부피 정보를 갖는 솔리드 모델(Solid Model)을 생성하는 장치에 있어서, 상기 장치는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 가공물 상에서 상기 가공물을 가공하는 공구가 이동하는 경로를 획득하고,
    상기 경로에 기초하여, 상기 가공물에서 상기 공구에 의해 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하고,
    상기 가공물의 제1 시점에서의 솔리드 모델 및 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델에 기초하여, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  12. 청구항 11에 있어서
    상기 제어부는
    상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성함에 있어서,
    상기 경로 상의 적어도 하나의 기준점을 생성하고,
    상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하고,
    상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대한 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  13. 청구항 12에 있어서
    상기 제어부는
    상기 경로의 모양에 기초하여 상기 적어도 하나의 기준점의 수량 및 상기 적어도 하나의 기준점들 간의 간격을 결정하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  14. 청구항 13에 있어서
    상기 경로는 직선 모양의 제1 경로를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 제1 경로의 시작점 및 상기 제1 경로의 종료점을 상기 기준점으로 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  15. 청구항 13에 있어서
    상기 경로는 곡선 모양의 제2 경로를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 제2 경로 상에서 상기 곡선 모양의 곡률이 변경되는 부분에 상기 기준점이 조밀하게 배치되도록 상기 기준점을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  16. 청구항 12에 있어서
    상기 제어부는
    상기 공구의 단면을 생성함에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기준점 각각에 대해서, 상기 공구가 상기 각각의 기준점에 위치할 때의 상기 공구의 회전축을 생성하고,
    상기 기준점, 상기 회전축 및 상기 공구의 단면 모양에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기준점 각각에서의 상기 공구의 단면을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  17. 청구항 12에 있어서
    상기 제어부는
    상기 공구의 단면들을 연결하여 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델을 생성함에 있어서,
    상기 경로에 기초하여, 상기 단면들을 연결하는 연결 모양을 결정하고,
    상기 연결 모양을 고려하여, 단면들 상의 대응되는 점들끼리 연결하여 상기 솔리드 모델을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  18. 청구항 11에 있어서
    상기 제어부는
    상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성함에 있어서,
    상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델과 상기 절삭 되는 부분의 솔리드 모델의 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 산출하고,
    상기 제1 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델에서 상기 중첩되는 부분의 솔리드 모델을 제외시켜, 상기 제2 시점에서의 상기 가공물의 솔리드 모델을 생성하는, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
  19. 청구항 16에 있어서
    상기 제1 시점은 상기 가공물의 가공 시작 시점이고,
    상기 제2 시점은 상기 가공 시작 시점 이후의 시점부터 상기 가공물의 가공 종료 시점 사이의 임의의 시점인, 가공물의 솔리드 모델 생성 장치.
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